中國儲能網訊：在產能相對過剩、競爭格局激烈的2023年，新機遇和新增長所在何處，是擺在動力電池企業(yè)面前的一個重要課題。從行業(yè)頭部公司寧德時代對此課題的思考和實踐中，可以從中借鑒一些方法和經驗。
近日，寧德時代首席科學家吳凱近期在新能源科學與交通電動化國際論壇上表示，中國動力電池現階段已經實現全球領先，如何保持好領先，大家要有統(tǒng)一共識，要讓領先可持續(xù)、要讓發(fā)展可持續(xù)，這要求動力電池企業(yè)具備“新質生產力”。
“新質生產力”要求新且質量高，傳統(tǒng)的生產力需要大量的資源投入，一般為高耗能；新質生產力毫無疑問效率要提高、質量要提高。動力電池、新能源產業(yè)研發(fā)涉及到高新材料，第一，生產需要大規(guī)模才有效果，第二，還有高異質性，這些特性都決定這個產業(yè)更需要加快形成新質生產力。
在吳凱看來，動力電池在海陸空領域都還有很大的應用空間，而電池企業(yè)為抓住機遇，則需要提高生產力的質量。
1.全面電動化帶來哪些新機遇？
從海陸空的應用來看，首先陸域交通電動化“正在按下加速鍵”。
新能源汽車領域的驅動有兩個：第一是乘用車滲透率逐年大幅增加，市場已由過去的政策驅動轉變至今日由市場驅動的新階段。
第二，電動化的車型基本做到全場景覆蓋，如道路客運、城市配送、重載運輸、工程機械等等都可以看到電動化的身影。電池方面，起初主要由中日韓三足鼎立，逐漸地中國已處于大幅領先的階段。最近幾個月，即使把中國市場動力電池全部去掉，只看海外部分的，寧德時代也處在第一的位置。
海域交通情況則是“按下了啟動鍵”。全球船舶的保有量有3500多萬艘，但目前真正認證的電動船只有586艘。近年來船用鋰電池的出貨量很大，比如長江、珠江等等都有電動船舶，還有海外新加坡等地也想要船舶的電池的樣品。有機構預測，中國電動船舶到2050年鋰電池的需求量超過11GWh。
第三是空域，只能說“按下了預備鍵”。近期四部委聯(lián)合發(fā)布了《綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要》，為行業(yè)指明發(fā)展路線。寧德時代今年上半年發(fā)布了一款新的凝聚態(tài)電池，單體能量密度能達到500Wh/kg，這個電池實現電池的高比例和高安全兼得。這個電池不足點在于成本較高，目前只適合于航空領域，公司正在進行民用電動載人機項目的合作開發(fā)。公司航空器的標準和測試都是按照它們的標準做的，也滿足航空器的指南要求。目前第一個已送樣成功，今年年底第二個送樣，從內部測試看沒什么問題。
總的來看，動力電池今年應該進入“TWh”時代，往年幾百GWh，今年大概到1TWh。按照多家機構預測，動力電池裝機量到2030年會超過5TWh，這意味著電動化市場后面空間巨大。
2.如何形成新質生產力？
創(chuàng)新驅動是關鍵，要加強創(chuàng)新核心競爭力，就需要高投入、強人才、重專利、廣合作。
還有盡快向數字化、智能化轉型，這很是明確的，特別電池行業(yè)非常有價值。舉個例子，材料的排列組合有很多種，大海撈針很難，要借助數學模型。為了從幾百萬種材料中選幾種，需要借助數學工具計算把速度加快，可以短時間內把想法要變成現實。不僅如此，算法還可以不斷迭代和優(yōu)化，持續(xù)提升效果。
3.動力電池下一階段比拼的決勝關鍵是什么？
材料研發(fā)將是動力電池下一階段比拼的決勝局。
首先，除了材料，電化學的正極、負極材料、電池單體在實際應用中還需要進行大量的模擬仿真。之前一個電池產品研發(fā)出來能不能用，主要是靠進行一些簡單的測試，比如安全上用濫用測試，給電池一個條件下震動，撞擊一下等這種測試，往往是一種靜態(tài)的幾個參數模擬。
但是比如說一些車著火，每一次極端情況的發(fā)生，第一都是偶發(fā)的；第二，往往是多重因素共同作用的結果，而不是單一因素。比方說電池撞擊一下就著火，往往伴隨著高壓的短路等等，很多東西連在一起。任何一個變量，每個變量的變化都會造成結果很大的差異。
所以除了濫用測試，還圍繞電池的全生命周期與實際應用場景進行材料、電芯到系統(tǒng)動態(tài)測試，這個很重要，根據實際場景進行動態(tài)測試。對消費者實際遇到的諸多問題，比如車開時候底部磕碰，車撞成那樣，比如下大雨進水等等，公司都設計了一些針對性的測試，而不是單一的測試。
其次，電池的研發(fā)不能僅僅停留在某一個使用的環(huán)節(jié)上，而要從全局出發(fā)，進行全生命周期的考慮。
這樣的目的是什么？把電池的最大價值發(fā)揮出來，一方面電池回收力度要加強，因為回收不但環(huán)保同時有價值，一定要回來。
第三是探索梯次利用。梯次利用在電動汽車使用上也很有價值，相當于把油榨干。企業(yè)做到好一點的電池的話，衰減只有20%，剩下的80%為什么不把它用完？再用價值就發(fā)揮，這樣才能充分把成本降下來。
新質生產力的研發(fā)要有力道。實際上，電池增加很有限的成本，可以把很多性能都提高。比方壽命，我成本增加5%可以把壽命提高一倍，那這個價值就非常之大。所以這塊行業(yè)同行們一定要一起加緊努力，這是非常值得的一件事情。
4.電池創(chuàng)新如何向多業(yè)態(tài)融合？
電池正成為新能源體系中基礎性和支持性的單元，需要各個領域深度協(xié)同。
比方補能，用戶在車里最希望的是快充、超充，像加油一樣的時間可以接受。還有另外一個方法就是換電。為什么寧德時代積極推進換電？換電帶來另外一個好處，今天新能源汽車價格貴，實際上就是成本高，高在哪兒？電池成本高是一個核心。那怎么辦？能不能買車的話，就不買電池，電池租用就行，這樣一下省下來，當然也需要換電，否則這個東西擱在一起就不好辦，所以換電模式也不錯。
換電不但有這個好處，同時帶來額外一個好處。剛剛說電池梯次利用，能把最大價值發(fā)揮出來，讓成本降到最低。如果說今天把壽命做好了去換電，這個擔心就沒有了。因為換電它容量還足夠，為什么不去換，何必讓它退休呢？所以在換電商業(yè)模態(tài)里，梯次利用不成為一個問題，本來就一直用，換電是非常好的在市場具備競爭力的一個方向。只要把長壽做到位，這個業(yè)態(tài)一定很有前途。
5.電池集成的必要性在哪？
寧德時代為什么還愿意做集成智能化的底盤？公司的目標是如何把底盤和上下身，不單在結構上把它去掉耦合，成本上也去掉耦合。公司希望這個產品能縮短整車廠的開發(fā)周期。比如原來開發(fā)一個新車3-4年，用這個產品一年之內就可以開發(fā)出來。
6.動力電池實現高比能還存在什么問題？
關于電池能量密度的路線有多種，總體來說是互相不打架的，將來有不同的路線會同時存在?，F在市場上比較火熱的就是固態(tài)電池，固態(tài)電池是能量密度高的，就是剛剛介紹航空也用了類似的辦法，達到500Wh/kg沒問題的。寧德時代也在努力做這方面的研發(fā)，可能2027-2030年可能量產。
現在還遇到一些問題，主要有兩方面：
一是鋰枝晶問題，鋰枝晶生長是一個大問題，一短路就導致失效。寧德時代開發(fā)了界面增強技術，讓鋰枝晶相對比較均勻，不容易形成枝晶，寧德時代已經做了比較不錯的水平，能讓電池密度達到每平方厘米20毫安時候不形成鋰枝晶。
第二是固性的問題，因為都是固態(tài)，顆粒材料分離，密度就變大。寧德時代也開發(fā)了雙相導通網絡技術，極大提升固態(tài)界面的穩(wěn)定性。從實驗室數據來看，全固態(tài)電池能做到循環(huán)6000圈，但只是做很小的電芯。電芯一旦放大暫時還做不到，但是公司逐漸看到問題，持續(xù)突破，有信心能把新技術攻克下來。
