动力电池制造如何避免出现“技术空心化”的问题

由中国电动汽车百人会组织发起的“动力电池技术升级与产业链研究”专项课题第三次交流会在清华紫光国际交流中心召开，来自高校、科研院所、企业的60余名嘉宾围绕“动力电池设计、工艺及装备”展开讨论。

业界一致认为，动力电池工艺与设备企业要走高端化和国际化路线，制定大规模智能制造的路线图，研究制造工艺、方法和标准，谨防动力电池制造的“技术空心化”。

设备企业要向高端化和国际化靠拢

新能源汽车快速发展带动锂电池纷纷扩产，锂电池设备的需求在2015年下半年开始爆发。锂电池设备最早出现在日本和韩国，近年来，随着中国电池企业的市场份额不断提高，国产设备市场占有率也在大幅度提高。目前锂电池设备国产化替代已经达到50%，预计2020年将提高到80%。

与会专家表示，国内设备主要不足存在于配料系统、涂布机、分切机、装配线、物流仓储系统、生产制造系统、在线监控系统等方面。

中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高认为，市场规模的快速增长，需要对材料体系优化，根据材料的特性制定制造工艺需求。此外，产品市场终端提出越来越严格的要求，自动化程度可能跟国外先进水平还有差距。

比亚迪第二事业部储能及汽车电池工厂总经理沈晞指出，对动力电池设备的开发应围绕“四高”、“两大”进行。其中，“四高”是指设备必须高可靠性、高精度、高效率、高度自动化。“两大”是指设备开发应基于大规模生产，在可量产的前提下进行设备的整合和优化；其次，设备开发应该是大系统的集成，将整个大系统进行有机串联，才能把电池生产的各环节都把控好。

锂电池自动化设备直接决定了电芯性能的好坏，目前国内外设备的竞争主要集中在电芯和尖端设备。目前国产设备在中后段已经达到日韩领先企业水平，一批国产领军企业已经涌现，并不断进行市场整合和产业布局。

无锡先导科技有限公司董事长王燕清指出，对于国产设备来讲，高端化、智能化、国际化是发展方向。

业内专家表示，除了打造动力锂电池的龙头企业外，也要着力打造生产装备的龙头企业，加大对龙头企业在技术改造、研发创新方面的扶持力度。作为龙头企业，要加大全产业链的覆盖，进行并购整合，追求规模效应。

政府可以提供在政策法规、融资渠道方面的支持，以及专向资金的补贴。企业要加大研发投入，走国际化路线，快速学习国外先进企业的经验。当然不是说照搬照抄，还是要坚持自主研发，掌握自主知识产权，以中后端推动前端设备的技术进步和提升。

标准化是实现动力电池智能制造的前提

清华大学锂离子电池实验室主任李建军认为，现在电动车或者储能系统电池都是大规模的串并联系统，对电池制造工艺、技术水平及控制提出了更高要求。

锂离子的工艺非常复杂，工序非常繁多，而且每道工序对电池的性能都有影响。整个制造过程需要对环境控制，而且生产要更加科学、合理、标准化，减少人为操作。另外，采取高精度和稳定的设备，对电池生产环节的每个节点进行严格而有效的监控控制，减少电池的差异性，从而提升电池的质量。

吉阳智能科技有限公司董事长阳如坤介绍，从控制过程角度来管理，无外乎四个方面：定点控制、异物管理、适度管理、在线监控。有些新技术可以引进来，比如通过溅射工艺制造固态电池、激光模切、叠片式卷绕，高速组装技术等。

阳如坤指出，目前动力电池是1MWh为一条生产线，存在着合格产能低、一致性差、安全性差、维护麻烦、成本高等问题。未来是一条生产线需要1GWh到5GWh，在原来基础上增长了1000倍甚至几千倍，为实现这一目标，除了需要大规模制造外，智能化制造是其重要解决途径。

业内专家分析，我们的动力电池制造现在还处在“初级智能”阶段，合格率整个行业里面大概是90%。未来希望通过智能制造，把整个电池的合格率提高到99%以上。

关于大规模智能制造的实现路径，业内专家表示，从尺寸、产能、数字化、全过程的监控，到制造过程的一体化，还有设备互联、互通、互操作，要做很多工作。

动力电池的制造朝着智能化方向发展，主要分为三个阶段。第一阶段是要实现自动化工厂，各个工序段实现自动化工程降低人工成本。第二阶段是实现数字化工厂，有综合的分析能力，使生产的决策更加快速、准确。第三阶段是智能工厂，把现成的资产、资源、基础设施跟数字化的流程相结合，实现业务的进一步优化。

业内专家普遍认为，标准化生产是动力电池智能制造的先决条件。国轩高科工程研究院常务副院长杨续来指出，电芯的标准化生产涉及到从前端的制造设备标准化，到后期的PACK设备标准化。福建星云电子股份有限公司副总经理刘震则认为，电芯、电池包在设计、工艺等方面实现标准化，是目前实现动力电池大规模制造的前提条件。而他也表示，目前很多动力电池生产设备都没有实现标准化，这对于设备制造企业而言，也耗费了过多的成本和精力。

大规模制造是动力电池的生产走向

我国电动汽车产业发展迅猛，对动力电池的需求量呈现爆发式增长，到2020年电动汽车保有量预计达到500万辆。刘震表示，如果动力电池系统不实现大规模制造，将无法满足这一需求。

大规模制造是生产方向，也是降低成本、提高品质的主要途径，其核心是自动化的装备、过程检测系统、生产制造的执行系统，包括MES系统。

刘震认为，目前实现大规模制造面临诸多问题，如动力电池系统生产仍以半自动化为主；电池系统生产企业和自动化装备企业的磨合还不够，产业链协作不够；电池模组设计验证不充分，很多没有经过系统的评价测试阶段；电池模组关键工艺设计不成熟，验证不够充分，并且一次通过率低等。实现大规模制造需要电池企业、BMS研发企业、电池包系统企业、装备企业、整车企业等产业链的协力合作。

中国电子科技集团公司第十八研究所主任肖成伟认为，对于大规模的工艺装备，要看它的自动化程度，包括工艺、生产、装备的可靠性，控制的精度等。

此外，MES系统是所有现代化制造必不可少的。装备企业目前很难做就在于所有的装备基本上都是“非标”的，做一条生产线前期沟通可能要花半年时间，制造过程再花费半年时间，一年可能只做一条线。如果花了大量人力、物力，成本就很高。假如现在自己来做模组研发，我帮你设计，设计好以后所有的专利授权给你，你来买我的生产线。比如，这个公司提供电芯，另外一个公司做PACK或者BMS，我有模组，大家共同合作把这个事情做下去。

谨防动力电池制造的“技术空心化”

电动汽车百人会理事长陈清泰分析，进入上世纪90年代后，动力电池有了比较快的发展，看到了希望，所以大家很快把注意力聚焦到电动车上，这又促进大家广泛研究动力电池。动力电池有一个“正反馈”的过程，所以进步比较快。

我国电动汽车已经上升到国家战略，产销量在全球都是领先的。但最近很多发达国家开始发力了，包括德国、欧洲、日本，战略上都在做调整。这些国家大的汽车公司一旦开始发力，对我国电动汽车将会产生什么样的影响，很值得关注。

捷威动力副总王驰伟认为，韩国、日本做设备特别专注，他们对设备的理解非常透彻，动力电池工艺制造也要有这种战略定力和市场定力。

陈清泰指出，他最担心的就是电动汽车产销量上去了，但这个产业仍是技术空心化的状态，太危险了。从新能源汽车的角度来看，不要重复燃油车走过的道路；电动车的发展过程要在起点上就有实实在在的、自己的核心技术，而不再重复“技术空心化”的过程。他认为国内企业有机会，但这个机会大概只有3年或5年的时间，因为国外大的汽车公司在任何一种路线上都有足够的储备。

陈清泰认为，很多人谈论产业的专注，我国需要小型巨人，领域不需要跨得很大，但在这个领域里谁也比不过你，这就是你的竞争力，这就是你的希望。

业内专家普遍认为，不论是电池企业、装备企业，都不要为产能困扰，要把主要精力投入在核心技术上，尽力把质量搞上去，这涉及到一系列的管理，包括装备、工艺等。把真正核心技术掌握住，把核心竞争力建起来，并不需要有300GW、500GW的产能等在那儿，等在那儿就是落后的生产能力。我国产业处在进步的过程中，如果生产能力是超前的，产前的这部分将来肯定是落后的，力争能够成长出具有全球竞争力的公司。

“我国对动力电池的需求量前所未有，应抓住机遇，将主要精力用于提高核心技术及产品质量，在这一过程中提升核心竞争力。”陈清泰强调。