中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在浩瀚的資本市場(chǎng)星空中，創(chuàng)業(yè)板上市公司猶如一顆顆璀璨明星，閃耀著中國(guó)先進(jìn)制造、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、綠色低碳等各領(lǐng)域標(biāo)桿性企業(yè)的光芒。這里是“優(yōu)創(chuàng)新”的沃土、“高成長(zhǎng)”的搖籃，創(chuàng)造了1000多家高新技術(shù)企業(yè)成長(zhǎng)為行業(yè)龍頭的奇跡。
在這片星光中，鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)熠熠生輝。在創(chuàng)業(yè)板，不僅有寧德時(shí)代這樣的“領(lǐng)航艦”，引領(lǐng)中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)破浪前行，更有先導(dǎo)智能這樣的“鑄鋼者”，打造了全球領(lǐng)先的鋰電設(shè)備，為全球動(dòng)力電池“艦隊(duì)”提供堅(jiān)不可摧的“裝甲”。
2024年，先導(dǎo)智能發(fā)布了全球唯一擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全固態(tài)電池整線解決方案，握緊著“下一代電池”的生產(chǎn)命脈。遙想二十多年前，比亞迪董事長(zhǎng)王傳福決心進(jìn)入鋰電池行業(yè)時(shí)，曾攜帶數(shù)百萬(wàn)元去日本求購(gòu)鋰電設(shè)備，日方卻“獅子大開口”報(bào)了天價(jià)，并揚(yáng)言中國(guó)人造不出鋰電池。但如今，以先導(dǎo)智能為代表的中國(guó)鋰電設(shè)備企業(yè)早已打破外國(guó)技術(shù)壟斷，屹立于世界之巔。
從落后到追趕，再到新能源智能裝備整線解決方案多年市場(chǎng)份額位居世界第一，先導(dǎo)智能是怎樣走完這條“技術(shù)長(zhǎng)征路”的？記者來(lái)到位于江蘇省無(wú)錫市的先導(dǎo)智能總部探尋答案。
“領(lǐng)軍者”背后的技術(shù)之戰(zhàn)
“全固態(tài)電池設(shè)備的研發(fā)，從一開始就是一場(chǎng)漫長(zhǎng)而艱難的征程?！?先導(dǎo)智能董事長(zhǎng)王燕清向證券時(shí)報(bào)記者表示。
走進(jìn)先導(dǎo)智能無(wú)錫工廠，映入眼簾的是一棟白色大樓，上面一行藍(lán)色大字引人注目，“成為世界級(jí)的智能裝備領(lǐng)軍企業(yè)”，這是先導(dǎo)智能的企業(yè)愿景。
但恐怕只有先導(dǎo)智能企業(yè)內(nèi)部的人員才明白，“領(lǐng)軍者”三個(gè)字的背后有多少場(chǎng)艱苦卓絕的技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)。這里面，全固態(tài)電池整線解決方案的研發(fā)與突破屬最難打的戰(zhàn)役之一。
全固態(tài)電池，被視為鋰電池的“終極形態(tài)”，它具有“寸土寸金藏巨能”的特點(diǎn)，由于使用了固態(tài)電解質(zhì)替換液態(tài)電解液，解決了“易燃易爆”問(wèn)題，固態(tài)電池能夠更安全地提升電池能量密度，所以它體積更小，有望以不到50%的電池體積承載同等甚至更高的電量。
液態(tài)鋰電池的能量密度已經(jīng)接近安全極限，向上提升的空間有限。因此，固態(tài)電池被視為下一代電池技術(shù)，有望開創(chuàng)電池性能躍升的新紀(jì)元，各大電池廠商或車企紛紛布局。
而電池生產(chǎn)必須“設(shè)備先行”，率先需要突破的就是核心鋰電設(shè)備的生產(chǎn)制造。如果把生產(chǎn)液態(tài)鋰電池的過(guò)程比作是“制造大刀”，那么生產(chǎn)全固態(tài)電池就像是“制造火槍”，對(duì)“精度”的要求更為苛刻，需要?jiǎng)?chuàng)新的設(shè)備和工藝。
全固態(tài)電池的生產(chǎn)鏈條極長(zhǎng)，涉及大量關(guān)鍵設(shè)備。從全固態(tài)電極制備、全固態(tài)電解質(zhì)膜制備設(shè)備到高壓化成分容、致密化設(shè)備等，每一個(gè)設(shè)備的攻關(guān)都要走一遍“技術(shù)長(zhǎng)征路”。王燕清表示：“對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，全固態(tài)電池量產(chǎn)的技術(shù)難點(diǎn)主要集中在固態(tài)電池極片和固態(tài)電解質(zhì)膜的制備階段，而連續(xù)致密化則是提高整線良率和效率的瓶頸?！?
先導(dǎo)智能工作人員向記者表示，受不同材料電化學(xué)特性和物理特性的影響，不同工藝會(huì)對(duì)固體電解質(zhì)膜的厚度和離子電導(dǎo)率產(chǎn)生極大影響。而傳統(tǒng)電極和電解質(zhì)膜的制備方法脫胎于濕法工藝，存在電解質(zhì)材料分散不勻、電解質(zhì)膜量產(chǎn)一致性差、電芯壓制形變大等諸多瓶頸難以突破，無(wú)法滿足固態(tài)電池的量產(chǎn)需求。
王燕清向記者表示：“極片等關(guān)鍵材料是業(yè)內(nèi)公認(rèn)難以突破的技術(shù)壁壘。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，很多業(yè)內(nèi)同仁甚至放棄了相關(guān)研發(fā)。在經(jīng)歷了多次失敗后，先導(dǎo)智能的團(tuán)隊(duì)也感受到了巨大的壓力?！?
為了打破“技術(shù)壁壘”，王燕清親自帶隊(duì)進(jìn)行攻堅(jiān)。在內(nèi)部，先導(dǎo)智能抽調(diào)精英工程師和尖端科研人員，組成了“多學(xué)科攻堅(jiān)小組”。在外部，王燕清聯(lián)系相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?，讓外部專家加入“多學(xué)科攻堅(jiān)小組”，多次進(jìn)行跨領(lǐng)域會(huì)議討論和技術(shù)交流。
經(jīng)過(guò)數(shù)月的技術(shù)攻堅(jiān)，先導(dǎo)智能創(chuàng)新開發(fā)了干法電極技術(shù)，徹底避免了濕法工藝中溶劑、分散劑帶來(lái)的副作用，將電極的離子電導(dǎo)率及循環(huán)壽命提升到了商用標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，電極成膜一致性高，使連續(xù)成膜、高效量產(chǎn)成為可能。
最終，先導(dǎo)智能成為了全球唯一擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全固態(tài)電池整線解決方案廠家，在全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展“里程碑”上刻下了名字。“目前，先導(dǎo)智能已成功打通全固態(tài)電池量產(chǎn)的全線工藝環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了從整線解決方案到各工段的關(guān)鍵設(shè)備覆蓋，達(dá)成行業(yè)內(nèi)的全面突破與引領(lǐng)。”王燕清表示。
“長(zhǎng)征者”腳下的發(fā)展天平
如果說(shuō)全固態(tài)電池從研發(fā)到商用落地是一場(chǎng)“長(zhǎng)征”，那么想要走到“征途”的終點(diǎn)，就要實(shí)現(xiàn)良率、成本以及環(huán)保方面的平衡。
“全固態(tài)電池產(chǎn)線對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求嚴(yán)苛、耗能大，副產(chǎn)物對(duì)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生很大影響，如何平衡量產(chǎn)高良率、低成本，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型生產(chǎn)也是行業(yè)面臨的一大問(wèn)題?！蓖跹嗲逭f(shuō)。
近年來(lái)，動(dòng)力電池的“環(huán)保”屬性曾受到質(zhì)疑，盡管鋰電池是綠色清潔能源，但在鋰電池的生產(chǎn)、回收過(guò)程中未必全都做到了“綠色清潔”。為實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)鏈條綠色低碳，必須在設(shè)備端發(fā)力。
王燕清認(rèn)為：“先導(dǎo)智能的核心優(yōu)勢(shì)在于整裝，我們是目前全球唯一一家真正具備完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋰電池智能制造整體解決方案服務(wù)商，這意味著我們掌握了鋰電池生產(chǎn)全鏈設(shè)備的所有軟硬件技術(shù)，并有整合、優(yōu)化、升級(jí)智能裝備與智能生產(chǎn)的能力?！?
和其他鋰電設(shè)備廠商相比，先導(dǎo)智能可以提供全固態(tài)電池生產(chǎn)各工段的全部關(guān)鍵設(shè)備，不僅解決了設(shè)備適配性的問(wèn)題，也能更好地進(jìn)行整個(gè)生產(chǎn)流程的管控和追溯。同時(shí)，由于產(chǎn)線方案具備高自動(dòng)化、高智能化特點(diǎn)，生產(chǎn)過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)少人化甚至無(wú)人化生產(chǎn)，從源頭助力客戶實(shí)現(xiàn)綜合降本增效、節(jié)能減排。
為此，先導(dǎo)智能進(jìn)行了“軟件硬件兩手抓”，以新型生產(chǎn)關(guān)系發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。除了在硬件端提供各類智能設(shè)備之外，在軟件端也開發(fā)了Lead ACE穹頂智能制造整體解決方案，助力工廠實(shí)現(xiàn)從原料、生產(chǎn)、包裝、交貨全環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化管理，就像為設(shè)備裝上了“智能大腦”。
先導(dǎo)智能工作人員表示，在公司獨(dú)創(chuàng)Lead ACE穹頂智能制造解決方案的指導(dǎo)下，可以為全固態(tài)電池廠商打造智能一體化無(wú)人產(chǎn)線。通過(guò)打通全固態(tài)電池制造工藝環(huán)節(jié)，以自研技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工藝簡(jiǎn)化，縮短了前道制程周期。配合先導(dǎo)智能獨(dú)創(chuàng)的微環(huán)境管控方案，在確保產(chǎn)品高效、高品質(zhì)產(chǎn)出的同時(shí)，達(dá)成能耗需求、人力需求、整體投入需求的綜合降本。
“在這個(gè)過(guò)程中，微環(huán)境管控方案的應(yīng)用也確保了生產(chǎn)全流程的環(huán)境獨(dú)立，把工業(yè)副產(chǎn)品對(duì)自然環(huán)境的影響降到了最低，能助力客戶實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效可持續(xù)發(fā)展?！鄙鲜龉ぷ魅藛T稱。
“開拓者”身前的藍(lán)海市場(chǎng)
在先導(dǎo)智能眼中，全固態(tài)電池是“未來(lái)科技藍(lán)?！?。王燕清表示，早在2018年前，先導(dǎo)智能就捕捉到了全固態(tài)電池的巨大潛力，深入布局全固態(tài)電池技術(shù)，既是為了順應(yīng)全球市場(chǎng)趨勢(shì)，也能滿足高端設(shè)備國(guó)產(chǎn)替代的迫切需求。
和傳統(tǒng)液態(tài)電池相比，全固態(tài)電池由于具備了更高的能量密度和安全性，其商業(yè)應(yīng)用范圍也有望得到拓展，不局限于新能源汽車及儲(chǔ)能領(lǐng)域，更有望承載飛行汽車、無(wú)人機(jī)乃至衛(wèi)星的“電動(dòng)夢(mèng)想”。
根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2030年全球固態(tài)電池出貨量將達(dá)到614.1GWh，市場(chǎng)空間廣闊。盡管目前全固態(tài)電池尚未規(guī)?；慨a(chǎn)，生產(chǎn)成本較高，但頭豹研究院認(rèn)為，隨著新材料的不斷發(fā)現(xiàn)與制造工藝的改進(jìn)，未來(lái)固態(tài)電池可在加工流程上轉(zhuǎn)變技術(shù)路線，減低75%的生產(chǎn)成本。
隨著固態(tài)電池技術(shù)的不斷成熟和成本的降低，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣?，為先?dǎo)智能提供全新的增長(zhǎng)引擎。王燕清向記者表示，目前全固態(tài)電池的技術(shù)成熟度已“接近商用階段”，高端玩家已結(jié)束觀望，正積極投身于全固態(tài)電池的市場(chǎng)開發(fā)與建設(shè)中，行業(yè)有望迎來(lái)快速發(fā)展機(jī)遇期。
“2020年起，我們已與多家行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)達(dá)成設(shè)備合作，成功獲得國(guó)內(nèi)外知名汽車及固態(tài)電池企業(yè)的全固態(tài)生產(chǎn)線訂單，初步反饋顯示電池生產(chǎn)線在很多方面表現(xiàn)優(yōu)異，市場(chǎng)反響良好。我們的固態(tài)電池關(guān)鍵試驗(yàn)線設(shè)備，如干法電極、疊片、固態(tài)電池組裝等，已實(shí)現(xiàn)出口，有效支持了客戶的工藝開發(fā)及驗(yàn)證。”王燕清說(shuō)。
據(jù)了解，先導(dǎo)智能的電極制備、輥壓、疊片、組裝及化成分容、物流等系列創(chuàng)新方案已經(jīng)成功應(yīng)用于全球首條固態(tài)電池量產(chǎn)產(chǎn)線，正助力行業(yè)邁向新臺(tái)階。同時(shí)，先導(dǎo)智能微環(huán)境管控方案也實(shí)現(xiàn)了如期交付。
對(duì)電池制造業(yè)而言，其技術(shù)與工藝體系極為復(fù)雜，對(duì)細(xì)節(jié)把控與精度要求近乎苛刻，這一特性促使行業(yè)在技術(shù)演變時(shí)，必須依賴智能制造設(shè)備來(lái)滿足嚴(yán)苛的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
“設(shè)備制造業(yè)的技術(shù)門檻本就高，一旦我們跨越了核心技術(shù)與關(guān)鍵工藝的研發(fā)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和規(guī)模化生產(chǎn)的挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用的廣泛市場(chǎng)滲透，公司的領(lǐng)先地位便難以被后來(lái)者輕易撼動(dòng)?！蓖跹嗲灞硎?。
而放眼全球，中國(guó)在動(dòng)力電池行業(yè)仍占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。據(jù)SNE Research統(tǒng)計(jì)，2024年上半年全球市場(chǎng)動(dòng)力電池裝車量排行前十的企業(yè)中，中國(guó)動(dòng)力電池廠商占據(jù)了六個(gè)席位，整體市場(chǎng)份額達(dá)到64.9%，同比增加3.2個(gè)百分點(diǎn)。不過(guò)日韓電池企業(yè)也在摩拳擦掌，積極布局全固態(tài)電池研發(fā)，要在“下一代電池技術(shù)”中與中國(guó)企業(yè)爭(zhēng)鋒。
“先導(dǎo)智能在全固態(tài)電池領(lǐng)域的突破，將有助于中國(guó)增強(qiáng)在全球電池產(chǎn)業(yè)中的話語(yǔ)權(quán)，提升國(guó)家在新能源技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力，幫助中國(guó)企業(yè)在相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、貿(mào)易規(guī)則的制定過(guò)程中占據(jù)更加有利的地位?！蓖跹嗲灞硎?。
