一塊固態(tài)電池背后的“設(shè)備長征路”|“深市新質(zhì)生產(chǎn)力巡禮”系列報道
來源:證券時報網(wǎng)作者:安宇飛2024-08-24 08:27

編者按:

發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求和重要著力點。擁抱新質(zhì)生產(chǎn)力,服務(wù)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展,讓投資者更好分享經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展成果,資本市場重任在肩。

深市上市公司堅持科技創(chuàng)新,以“新”為旗,以“質(zhì)”為擎,超七成為高新技術(shù)企業(yè),近五成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)企業(yè),原創(chuàng)性技術(shù)產(chǎn)品和顛覆性研發(fā)成果競相涌現(xiàn),澎湃新動能加速釋放。近5年多來,近80家深市公司榮登國家科學技術(shù)獎榜單,成為培育壯大新質(zhì)生產(chǎn)力的主力軍。

本報推出“向新而行 以質(zhì)取勝 自立自強——深市新質(zhì)生產(chǎn)力巡禮”系列報道,走進深市上市公司,探尋加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力優(yōu)秀樣本,描摹高水平科技自立自強群像。敬請關(guān)注。

在浩瀚的資本市場星空中,創(chuàng)業(yè)板上市公司猶如一顆顆璀璨明星,閃耀著中國先進制造、數(shù)字經(jīng)濟、綠色低碳等各領(lǐng)域標桿性企業(yè)的光芒。這里是“優(yōu)創(chuàng)新”的沃土、“高成長”的搖籃,創(chuàng)造了1000多家高新技術(shù)企業(yè)成長為行業(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,不僅有寧德時代這樣的“領(lǐng)航艦”,引領(lǐng)中國新能源產(chǎn)業(yè)破浪前行,更有先導智能這樣的“鑄鋼者”,打造了全球領(lǐng)先的鋰電設(shè)備,為全球動力電池“艦隊”提供堅不可摧的“裝甲”。

2024年,先導智能發(fā)布了全球唯一擁有自主知識產(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,比亞迪董事長王傳福決心進入鋰電池行業(yè)時,曾攜帶數(shù)百萬元去日本求購鋰電設(shè)備,日方卻“獅子大開口”報了天價,并揚言中國人造不出鋰電池。但如今,以先導智能為代表的中國鋰電設(shè)備企業(yè)早已打破外國技術(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份額位居世界第一,先導智能是怎樣走完這條“技術(shù)長征路”的?記者來到位于江蘇省無錫市的先導智能總部探尋答案。

“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),從一開始就是一場漫長而艱難的征程?!毕葘е悄芏麻L王燕清向證券時報記者表示。

走進先導智能無錫工廠,映入眼簾的是一棟白色大樓,上面一行藍色大字引人注目,“成為世界級的智能裝備領(lǐng)軍企業(yè)”,這是先導智能的企業(yè)愿景。

但恐怕只有先導智能企業(yè)內(nèi)部的人員才明白,“領(lǐng)軍者”三個字的背后有多少場艱苦卓絕的技術(shù)攻堅戰(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,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“精度”的要求更為苛刻,需要創(chuàng)新的設(shè)備和工藝。

全固態(tài)電池的生產(chǎn)鏈條極長,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,每一個設(shè)備的攻關(guān)都要走一遍“技術(shù)長征路”。王燕清表示:“對于我們來說,全固態(tài)電池量產(chǎn)的技術(shù)難點主要集中在固態(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?!?/p>

先導智能工作人員向記者表示,受不同材料電化學特性和物理特性的影響,不同工藝會對固體電解質(zhì)膜的厚度和離子電導率產(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)公認難以突破的技術(shù)壁壘。面對這一挑戰(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,先導智能的團隊也感受到了巨大的壓力?!?/p>

為了打破“技術(shù)壁壘”,王燕清親自帶隊進行攻堅。在內(nèi)部,先導智能抽調(diào)精英工程師和尖端科研人員,組成了“多學科攻堅小組”。在外部,王燕清聯(lián)系相關(guān)領(lǐng)域?qū)<?,讓外部專家加入“多學科攻堅小組”,多次進行跨領(lǐng)域會議討論和技術(shù)交流。

經(jīng)過數(shù)月的技術(shù)攻堅,先導智能創(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、分散劑帶來的副作用,將電極的離子電導率及循環(huán)壽命提升到了商用標準。同時,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,先導智能成為了全球唯一擁有自主知識產(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),實現(xiàn)了從整線解決方案到各工段的關(guān)鍵設(shè)備覆蓋,達成行業(yè)內(nèi)的全面突破與引領(lǐng)。”王燕清表示。

“長征者”腳下的發(fā)展天平

如果說全固態(tài)電池從研發(fā)到商用落地是一場“長征”,那么想要走到“征途”的終點,就要實現(xiàn)良率、成本以及環(huán)保方面的平衡。

“全固態(tài)電池產(chǎn)線對生產(chǎn)環(huán)境要求嚴苛、耗能大,副產(chǎn)物對環(huán)境也會產(chǎn)生很大影響,如何平衡量產(chǎn)高良率、低成本,實現(xiàn)環(huán)境友好型生產(chǎn)也是行業(yè)面臨的一大問題。”王燕清說。

近年來,動力電池的“環(huán)?!睂傩栽艿劫|(zhì)疑,盡管鋰電池是綠色清潔能源,但在鋰電池的生產(chǎn)、回收過程中未必全都做到了“綠色清潔”。為實現(xiàn)全生產(chǎn)鏈條綠色低碳,必須在設(shè)備端發(fā)力。

王燕清認為:“先導智能的核心優(yōu)勢在于整裝,是目前全球唯一一家真正具備完整自主知識產(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)備適配性的問題,也能更好地進行整個生產(chǎn)流程的管控和追溯。同時,由于產(chǎn)線方案具備高自動化、高智能化特點,生產(chǎn)過程可以實現(xiàn)少人化甚至無人化生產(chǎn),從源頭助力客戶實現(xiàn)綜合降本增效、節(jié)能減排。

為此,先導智能進行了“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LeadACE穹頂智能制造整體解決方案,助力工廠實現(xiàn)從原料、生產(chǎn)、包裝、交貨全環(huán)節(jié)的標準化、智能化管理,就像為設(shè)備裝上了“智能大腦”。

先導智能工作人員表示,在公司獨創(chuàng)LeadACE穹頂智能制造解決方案的指導下,可以為全固態(tài)電池廠商打造智能一體化無人產(chǎn)線。通過打通全固態(tài)電池制造工藝環(huán)節(jié),以自研技術(shù)實現(xiàn)了工藝簡化,縮短了前道制程周期。配合先導智能獨創(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,達成能耗需求、人力需求、整體投入需求的綜合降本。

“在這個過程中,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)境獨立,把工業(yè)副產(chǎn)品對自然環(huán)境的影響降到了最低,能助力客戶實現(xiàn)長效可持續(xù)發(fā)展?!鄙鲜龉ぷ魅藛T稱。

“開拓者”身前的藍海市場

在先導智能眼中,全固態(tài)電池是“未來科技藍?!?。王燕清表示,早在2018年前,先導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)全球市場趨勢,也能滿足高端設(shè)備國產(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能領(lǐng)域,更有望承載飛行汽車、無人機乃至衛(wèi)星的“電動夢想”。

根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測,2030年全球固態(tài)電池出貨量將達到614.1GWh,市場空間廣闊。盡管目前全固態(tài)電池尚未規(guī)?;慨a(chǎn),生產(chǎn)成本較高,但頭豹研究院認為,隨著新材料的不斷發(fā)現(xiàn)與制造工藝的改進,未來固態(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?,為先導智能提供全新的增長引擎。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)電池的市場開發(fā)與建設(shè)中,行業(yè)有望迎來快速發(fā)展機遇期。

“2020年起,我們已與多家行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)達成設(shè)備合作,成功獲得國內(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,市場反響良好。我們的固態(tài)電池關(guān)鍵試驗線設(shè)備,如干法電極、疊片、固態(tài)電池組裝等,已實現(xiàn)出口,有效支持了客戶的工藝開發(fā)及驗證?!蓖跹嗲逭f。

據(jù)了解,先導智能的電極制備、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)邁向新臺階。同時,先導智能微環(huán)境管控方案也實現(xiàn)了如期交付。

對電池制造業(yè)而言,其技術(shù)與工藝體系極為復雜,對細節(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,必須依賴智能制造設(shè)備來滿足嚴苛的生產(chǎn)標準。

“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)、實驗驗證和規(guī)模化生產(chǎn)的挑戰(zhàn),實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用的廣泛市場滲透,公司的領(lǐng)先地位便難以被后來者輕易撼動?!蓖跹嗲灞硎?。

而放眼全球,中國在動力電池行業(yè)仍占據(jù)優(yōu)勢地位。據(jù)SNEResearch統(tǒng)計,2024年上半年全球市場動力電池裝車量排行前十的企業(yè)中,中國動力電池廠商占據(jù)了六個席位,整體市場份額達到64.9%,同比增加3.2個百分點。不過日韓電池企業(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)”中與中國企業(yè)爭鋒。

“先導智能在全固態(tài)電池領(lǐng)域的突破,將有助于中國增強在全球電池產(chǎn)業(yè)中的話語權(quán),提升國家在新能源技術(shù)領(lǐng)域的競爭力,幫助中國企業(yè)在相關(guān)行業(yè)標準、貿(mào)易規(guī)則的制定過程中占據(jù)更加有利的地位?!蓖跹嗲灞硎?。

責任編輯: 陳勇洲
聲明:證券時報力求信息真實、準確,文章提及內(nèi)容僅供參考,不構(gòu)成實質(zhì)性投資建議,據(jù)此操作風險自擔
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