揭秘寧德時(shí)代車用鋰電池“零事故”行業(yè)記錄

2015年，全球車用鋰電池產(chǎn)量排行榜上，排名前三的品牌分別是松下、比亞迪和寧德時(shí)代（簡(jiǎn)稱CATL）；而在國(guó)內(nèi)車用鋰電池市場(chǎng)，比亞迪與寧德時(shí)代已經(jīng)形成雙頭并進(jìn)的局面。從趨勢(shì)上看，寧德時(shí)代大有超越比亞迪搶占國(guó)內(nèi)份額第一的機(jī)會(huì)。這家成立于2011年的年輕新能源企業(yè)，卻保持著車用鋰電池“零事故”的行業(yè)記錄。借2016年寧德時(shí)代第二期媒體公開(kāi)日的參觀機(jī)會(huì)，正好可以讓我們一探零事故電池的秘密，以及由此帶來(lái)的紅利。

注：由于生產(chǎn)區(qū)域不允許拍攝，故下文提到的生產(chǎn)線參觀內(nèi)容配圖均為官方提供圖片，還望各位網(wǎng)友諒解。

● 核心主線：安全貫穿研發(fā)生產(chǎn)全過(guò)程

在電池技術(shù)講座及媒體溝通會(huì)上，CATL官方提到最多的字眼就是“安全”。在他們看來(lái)，一塊電池即使擁有再高的能量密度，一旦在安全方面出現(xiàn)隱患，前期投入再多的資源都是白費(fèi)。

電池安全至關(guān)重要，因?yàn)閯?dòng)力電池安全的核心，是使用者的安全。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，CATL的安全理念是“電池全生命周期安全”：一是全過(guò)程——從電池的量子動(dòng)力學(xué)仿真分析出發(fā)，從機(jī)理分析、電池材料選擇和設(shè)計(jì)、電芯設(shè)計(jì)、電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)到制造全過(guò)程都進(jìn)行安全管控；二是全方位——電池系統(tǒng)安全包括電氣安全、功能安全、機(jī)械安全和化學(xué)安全。

● 先仿真再測(cè)試：?jiǎn)栴}越早暴露越好

這里要著重提一提仿真分析。所謂的仿真分析，就是在生產(chǎn)實(shí)物電芯之前，通過(guò)建模的方式，在計(jì)算機(jī)上仿真模擬電芯在安裝到汽車上使用時(shí)可能遇到的各種意外狀況，包括針刺、火燒、電化學(xué)、高壓、碰撞以及極端寒冷、極端炎熱等試驗(yàn)。下圖演示的就是模擬電芯受擠壓情況下的變化。

總之就是怎么最慘烈就怎么模擬，先讓電芯在計(jì)算機(jī)內(nèi)受虐無(wú)數(shù)次，繼而得出電芯材料和機(jī)構(gòu)的最佳模式，再進(jìn)行實(shí)物測(cè)試驗(yàn)證，最終量產(chǎn)。

● 除了安全，耐久也非常重要

安全，耐久……接下來(lái)是不是要說(shuō)些羞羞的事情？不要想歪了，我們繼續(xù)聊車用鋰電池。實(shí)現(xiàn)了安全的目標(biāo)之后，還需要解決的就是電池的耐用可靠性。所以，在安全的前提下，保障電池的可靠性，就顯得順理成章了。

在保障電池可靠性方面，CATL的做法是從系統(tǒng)層層分解，從最小的零部件開(kāi)始，逐層去分析失效模式和失效率。鋰電池產(chǎn)品有一條“浴盆曲線”去形象地表達(dá)生命周期內(nèi)的失效過(guò)程。

從“浴盆曲線”的走向，我們可以看到，所有的鋰電池產(chǎn)品在早期失效率會(huì)比較高，使用中期失效率會(huì)下降，而到了產(chǎn)品晚期老化時(shí)又會(huì)升高。

針對(duì)這種產(chǎn)品特性，CATL盡力把產(chǎn)品的早期失效控制在出廠前，使用戶在使用電池期間的失效率降到最低，在老化衰老期失效率增加時(shí)，電池系統(tǒng)依靠診斷、預(yù)測(cè)等方式指導(dǎo)維護(hù)使用，最終使動(dòng)力電池壽命盡可能地達(dá)到最高。這其中同樣需要把模擬仿真和測(cè)試評(píng)估相結(jié)合。

在媒體溝通會(huì)上，CATL總裁黃世霖就電池可靠性問(wèn)題，談到了一個(gè)例子：CATL現(xiàn)在給歐洲某汽車公司提供的電池，按照他們的使用條件，通過(guò)模擬計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)顯示CATL電池是可以用到接近17年，但是客戶只要求達(dá)到8年的使用壽命就可以。在電池可靠性方面，CATL同樣在現(xiàn)有條件下做到了極致。

CATL總裁黃世霖先生（左）提到，CATL內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)監(jiān)控中心，對(duì)所有搭載CATL電池的車輛進(jìn)行電池?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池的潛在故障。

● 生產(chǎn)線狀況：自動(dòng)化水平高，干凈程度堪比食品企業(yè)

記得在知乎里面，我看過(guò)一個(gè)討論電池生產(chǎn)企業(yè)的帖子，里面有個(gè)回復(fù)讓我印象深刻：“我在某電池企業(yè)生產(chǎn)線做過(guò)一段時(shí)間，里面的環(huán)境簡(jiǎn)直不是人呆的，臟就算了，還有各種異味，而且吵得人都快聾了！”原以為電池生產(chǎn)線真如這位網(wǎng)友所言般臟亂差，雖說(shuō)有夸張成分，但實(shí)際情況應(yīng)該好不了多少。直到我參觀了CATL的生產(chǎn)線之后，才再次相信，知乎里面還是有很多靠瞎扯裝嗶的人。

在CATL車間現(xiàn)場(chǎng)，我們看到的場(chǎng)景是這樣的：車間內(nèi)的AGV自動(dòng)搬運(yùn)材料和為設(shè)備喂料，機(jī)械手自動(dòng)拆盤(pán)碼盤(pán)，RGV輸送線來(lái)回穿梭于庫(kù)房和線邊，中控系統(tǒng)指導(dǎo)每個(gè)子設(shè)備智能有序的完成裝盤(pán)、掃碼、檢測(cè)、分揀……

這種生產(chǎn)模式極大地降低了人員情緒作業(yè)、疲勞作業(yè)和動(dòng)作失誤對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化”、“生產(chǎn)過(guò)程透明化”、“生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化”。

● 新產(chǎn)品計(jì)劃：開(kāi)發(fā)快充和高能量密度電池

CATL目前已經(jīng)在開(kāi)發(fā)高能量密度快充電池，該電池預(yù)計(jì)在2018年具有批量生產(chǎn)能力，其主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槌擞密嚒?/p>

除了快充電池，在高能量密度電池方面，CATL的技術(shù)規(guī)劃是2020年之前電池能量密度要做到300Wh/kg，2025年以后，將有進(jìn)一步提高能量密度的規(guī)劃。黃世霖還提到，現(xiàn)有技術(shù)下的電池能量密度的最大值理論上能達(dá)到700Wh/kg，這個(gè)提升空間將會(huì)是未來(lái)的攻堅(jiān)方向。

● 前景展望：已與歐洲三家知名車企達(dá)成合作意向

目前，CATL已經(jīng)成功打入寶馬供應(yīng)鏈——這個(gè)案例CATL在今年首期媒體開(kāi)放日活動(dòng)中也有提及，可見(jiàn)合作的重要性程度。

CATL官方還透露了目前已和歐洲三家知名車企達(dá)成合作意向，將為他們旗下的新能源車提供合作開(kāi)發(fā)的鋰電池。不過(guò)，這個(gè)信息也僅限于透露，目前仍然處于保密階段，具體的車企名稱依然無(wú)可奉告（然而歐洲知名車企除了寶馬也就那么幾家，大家隨便猜猜）。

總結(jié)：能在全球車用鋰電池行業(yè)占據(jù)前三的位置，并且仍保持向上的勢(shì)頭，CATL并非曇花一現(xiàn)。雖然總部地處福建寧德這一小城市，但“酒香不怕巷子深”，憑借過(guò)硬的研發(fā)技術(shù)、先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備、完善的產(chǎn)品安全及可靠性監(jiān)控體系，CATL已成功取得國(guó)內(nèi)外多家知名車企的合作訂單。

希望CATL寧德時(shí)代，能借新能源汽車的東風(fēng)，在國(guó)際市場(chǎng)上打響中國(guó)品牌的名號(hào)——也只有這種靠真正實(shí)力打拼的中資企業(yè)，才有資格稱為“民族企業(yè)”。