一塊固態(tài)電池背后的“設(shè)備長(zhǎng)征路”|“深市新質(zhì)生產(chǎn)力巡禮”系列報(bào)道
來(lái)源:證券時(shí)報(bào)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(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求和重要著力點(diǎn)。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(jì)高質(zhì)量發(fā)展成果,資本市場(chǎng)重任在肩。

深市上市公司堅(jiān)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(jìng)相涌現(xiàn),澎湃新動(dòng)能加速釋放。近5年多來(lái),近80家深市公司榮登國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)榜單,成為培育壯大新質(zhì)生產(chǎn)力的主力軍。

本報(bào)推出“向新而行 以質(zhì)取勝 自立自強(qiáng)——深市新質(zhì)生產(chǎn)力巡禮”系列報(bào)道,走進(jìn)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(qiáng)群像。敬請(qǐng)關(guān)注。

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(kāi)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(kāi)始就是一場(chǎng)漫長(zhǎng)而艱難的征程?!毕葘?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(kāi)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?!?/p>

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(kāi)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?!澳壳?,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)?!蓖跹嗲灞硎?。

“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)?!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(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,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?!?/p>

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(kāi)發(fā)了LeadACE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)LeadACE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(kāi)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)海”。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粩嗤卣梗瑸橄葘?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(kāi)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(kāi)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(mén)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)SNEResearch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。”王燕清表示。

責(zé)任編輯: 陳勇洲
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