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宁德时代:新能源动力的创新引擎

发布时间:2024-04-23 07:37:57文章来源:半岛综合官网入口

  未来,宁德时代将继续践行“科技平权”理念,推动前沿科技的普惠应用,为人类新能源事业做出卓越贡献。

  在动力电池领域,宁德时代以其技术创新和市场占有率著称,是行业的领军企业。宁德时代是国内率先具备国际竞争力的动力电池制造商之一,专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售,致力于为全球新能源应用提供一流解决方案。

  宁德时代拥有全球领先的动力电池系统提供能力,与多个国内外知名汽车品牌建立了战略合作伙伴关系,如宝马、特斯拉、大众、上汽、吉利、一汽、东风、广汽等。宁德时代的动力电池系统使用量连续6年全球第一,储能电池出货量连续两年全球第一。

  宁德时代是如何取得今天的成就的?其技术有什么独到之处?面向未来,宁德时代有咋样的规划?带着这样一些问题,本刊采访了宁德时代相关负责人。

  创意世界 请介绍一下宁德时代的发展历史,公司是如何从一个小型的电池制造商成长为全球锂电龙头的?

  宁德时代1999年我们的创始团队创办ATL,2011年创始团队二次创业成立宁德时代,同年参与了当时全球顶级规模的风光储输示范工程——张北储能项目。2012年与德国宝马集团建立战略合作,产线多页的德文技术方面的要求和技术标准。和宝马的合作不仅是业务“量”的突破,制造能力也达到了“质”的飞跃。

  2013年我们为全球最大客车厂宇通开发客车动力电池,2014年在德国设立全资子公司。转年(2015)就收购邦普,布局电池回收,打造“电池生产→使用→梯次利用→回收与资源再生”的生态闭环,形成电池全生命链的服务闭环。2017年,我们的全球化布局开始加速,在法、美、加、日设立全资子公司与上汽集团成立合资公司。

  2018年,宁德时代在深交所挂牌上市。2021年发布了第一代钠离子电池,单位体积内的包含的能量达全球领先水平,同年宁德时代被世界经济论坛评为灯塔工厂——灯塔工厂代表着工业4.0时代全球工厂的发展趋势。2022年,全资子公司四川时代被评为全球首家电池零碳工厂和灯塔工厂。据SNE Research数据统计,截至2022年,我们的动力电池系统使用量连续六年全球第一,储能电池出货量连续两年全球第一。

  2023年,我们发布凝聚态电池,最高单位体积内的包含的能量500Wh/kg,可应用于民用电动载人飞机。发布自研一站式重卡底盘换电解决方案——骐骥换电,瑞庆时代获得电池零碳工厂认证,成为宁德时代第三座灯塔工厂。今年我们发布了神行超充电池,实现充电10分钟,神行八百里,正式开启超充时代。截至目前,我们共设有五大研发中心、十三大生产基地,产业链遍布全球。

  宁德时代我们的主要技术路线是四大创新体系。材料体系创新方面,21C创新实验室是福建省第一家由非公有制企业发起的省级实验室。结构创新方面,我们与清华大学开展电芯算法、安全应用等合作,与国家电网一起探索未来智能电网的构建。极限制造方面,我们与施耐德电气、英特尔、百度等合作,致力于打造绿色人机一体化智能系统灯塔工厂。商业模式创新方面,我们在电网、电池银行、循环回收、智能应用等方面不断拓展朋友圈,加强技术和商业合作。普洛斯是全球最优秀的现代物流及工业基础设施提供商和服务商之一,双方在绿色电动智能的供应链枢纽设施、无人驾驶干线、城配网络以及车辆装备等领域开展了全方位合作,能想象一下,未来在仓储、港口等可以全部实现无人化作业的场景。

  我们的CTP(Cell to Pack)技术在2020年斩获了全球新能源汽车创新技术,麒麟电池就是这项技术的集大成者。传统的电池包内部,横纵梁、水冷板与隔热垫各自独立,我们创新地将三者有机结合为多功能弹性夹层,将支撑、冷却、隔热、缓冲功能四合一。

  宁德时代材料创新是创新之根本,先进的化学体系是产品性能领先的关键。我们凭借每秒一千万亿次的计算能力,基于第一性原理演绎先进算法,来找到每种材料元素之间的结合点以及正极、负极、电解液、隔膜之间的最佳平衡点。算力、算法和数据构成了我们材料创新的底层逻辑。近年来,我们在材料创新上取得了一系列的成果,在化学体系上,我们推出了钠离子电池,第一代钠离子电池的性能已能媲美磷酸铁锂电池,既可应用于各种交通电动化场景,尤其在高寒地区具有突出优势,又可灵活适配储能领域全场景的应用需求。凝聚态电池是宁德时代材料创新的最新成果,它聚合了包括超高比能正极、新型负极、隔离膜、工艺等一系列创新技术,创造性地让电池在保证高比能的情况下还具备高安全性。

  有了好的材料,我们还需要科学的结构让这些材料的性能发挥到最大。因此我们也进行了一系列创新,从微观到中观到宏观,从结构到架构。宁德时代的团队基于BMS的全新算法,提出并实现了在单个电池包中布置AB两种不同电芯的设计的具体方案,突破了单一材料体系性能边界,实现优势互补,为客户提供更全面的解决方案在生产效率上,我们平均1秒便可产出一个电芯,2.5分钟产出一个电池包,并对超过6800个质量控制点进行实时监控,平均一个电池追溯数据超过1万项。在生产质量方面,我们电池长期可靠性覆盖200万公里16年的全生命周期,电芯单体缺陷率达到了PPB级也就是十亿分之一的水平。在生产能耗上,我们自主研发了CFMS系统,通过对厂房系统及设备正常运行数据的自动获取,实现数据的互联互通,帮助生产设备随时处于能源消耗最优状态。系统化的厂务设施管理平台帮助实现厂房系统安全可靠、高效率节约能源、绿色低碳运行。

  宁德时代滑板底盘这个概念是2002年左右提出的,但是产业的快速的提升应该说就在近几年。我们从动力电池出发,创新地提出了以电池为中心的滑板底盘设计理念,Build Around Battery。其中CTC能量舱是关键,即通过电芯到底盘技术(Cell To Chassis),最大化利用底盘的电池布置空间;同时高度集成了电驱,热管理及悬架等其他系统部件,在降低重量和成本的同时,实现电池/电驱/热管理等系统效率最大化。

  目前,宁德时代旗下时代智能公司的滑板底盘已实现技术突破,首发B级轿车完成了黑河冬季测试及吐鲁番夏季测试,实现了75%的电池包成组效率,续航里程突破1000公里,低温衰减在零下7度时小于30%,百公里电耗10.5kWh,实现了5分钟充电300公里。底盘支持CNCAP五星级碰撞要求,下车体碰撞能量吸收大于80%。

  宁德时代公司一直将创新作为核心竞争力,专注电池研发,构筑技术高地。据宁德时代半年度报告,光2023年上半年的研发投入就近百亿元。目前公司共有17998名研发精英,其中283名博士,2972名硕士,均来自国内外知名院校。

  宁德时代充电难、充电慢,充电桩不足、低温充电率下降,以及电池的安全性能是很多花了钱的人电车望而却步的原因。随着电池技术的持续不断的发展,现在我们的电池只要一杯咖啡的充电时间,就可以驾车从北京到济南。这大大缓解了消费者的补能焦虑,提升充电桩利用率。安全性能上,我们改良了电解液,自隔离安全技术能让电池只冒烟不起火。在确保上述性能最佳的同时,我们还兼顾更高的经济性,一个“全民电车”的时代即将到来。

  我们的麒麟电池采用宁德时代第三代CTP技术,创系统集成度全球新高,最高72%体积利用率,轻轻松松实现整车1000公里续航与4C快充;单位体积内的包含的能量达255Wh/kg,创三元电池系统单位体积内的包含的能量之最;最快10分钟就可补能10%-80%,大大缓解用户的不能焦虑,推出后得到市场广泛认可并迅速落地车型合作,目前已实现量产。

  创意世界 对于当前的超充和换电策略,您认为哪一种更符合未来趋势?在目前,他们哪一个更有优势?

  宁德时代我觉得两种都是应对消费者快速补能需求的解决方案,只是应用场景不同,都将成为未来生活方式的一部分,两者能组合使用,全方位解决补能问题。

  换电相对更灵活,可以多种电池自由组合。譬如2022年我们发布的换电服务品牌EVOGO,其中应用的巧克力换电块,一块就能续航200-300公里,如果有长途出行的需要就可以搭载多块电池。换电的形式也能够更好的降低整车成本,提高电车性价比。但我们的超充电池现在能轻松实现10分钟快速补能,自有电池便于随充随走,随时出发,不用寻找换电点,满足大多数消费者通勤和长期用车需要。如果临时出远门,自带电池续航不够,可以中途搭配换电形式,两者搭配,完美适应各应用场景的需要。

  创意世界 请介绍一下宁德时代近期推出的神行超充电池。它将给新能源汽车带来怎样的变革?

  宁德时代神行超充是全球首款采用磷酸铁锂材料并可实现大规模量产的4C超充电池,实现了“充电10分钟,续航400公里”的超快充速度,并达到700公里以上的续航能力,极大缓解用户补能焦虑,全面开启新能源车的超充时代。在率先实现4C超充的同时,神行超充电池还通过结构创新、智能算法等方式,兼具长续航、全温域闪电快充和高安全等性能。

  宁德时代在CTP 3.0的基础上,开创性地提出一体成组技术,实现了高集成性、高成组效率,使得神行超充电池突破磷酸铁锂性能上限,轻轻松松实现700公里以上长续航。常温状态下,神行超充电池10分钟可充至80%SOC。同时,宁德时代在系统平台上采用电芯温控技术,低温度的环境下能够迅速加热到最佳工作时候的温度区间,即使在-10℃低温度的环境下也可实现30分钟充至80%,而且在低温亏电状态下零百加速不衰减。神行超充电池使用了改良的电解液,并配备了高安全涂层隔膜,为电池安全上了“双保险”。此外,宁德时代通过智能算法对全局温场进行管控,打造故障实时检测系统,克服快速补能带来的诸多安全挑战,使神行超充电池具备极致的安全水平。

  就像宁德时代首席科学家吴凯说的那样:“动力电池科技的未来,一要面向世界前沿,二要面向经济主战场。当前用户开始从先锋用户转向大众用户,我们要让更多的老百姓使用前沿科技,享受到科技突破的红利。”神行超充电池的问世,是动力电池技术发展史上又一里程碑,将加快推进全面电动化进程。未来,宁德时代将继续践行“科技平权”理念,推动前沿科技的普惠应用,为人类新能源事业做出卓越贡献。

  创意世界 据我了解,宁德时代的电池技术已应用在多个领域,如汽车、储能、航空等。能详细谈谈吗?

  宁德时代我们以“电化学储能+可再次生产的能源发电”为核心,实现对固定式化石能源的替代,摆脱对火力发电的依赖。储能产品已经全方面覆盖了发电侧、电网侧和用电侧,在岛屿微网等新兴领域也已开展应用。在发电侧,通过储能帮助实现能量的时移、系统调频和可再次生产的能源并网;在电网侧,储能帮助缓解输配电阻塞、延缓输配电设备扩容及无功支持;在用电侧,储能的作用在于用户分时电价管理、容量费用管理、提高电能质量等。

  在移动式化石能源替代方面,我们致力于城市交通、机场、港口、无人矿山、物流园区等场景的全面电动化,目前我们已服务于全球绝大多数整车厂,全球每3辆车就有一辆搭载宁德时代电池。作业车是机场的碳排大户,如今在北京、杭州等许多城市的机场内,搭载宁德时代电池的纯电食品车、纯电摆渡车、纯电登机车等穿梭往来,让机场的天空更蓝。

  近年来,伴随着5G技术的发展,许多无人港口、绿色智慧无人矿山、物流园区等封闭场景已经实现电动化改造。2020年,宁德时代推出了电动智慧无人矿山整体解决方案EnerMagic,以锂离子电池纯电驱动技术推动实现电动化、智能化、无人化、网联化的矿山“新四化”。在不同的交通工具上,电动化的进程也在加快。

  2019年,宁德时代为两轮出行量身定制专用动力电池,与哈啰单车达成合作,为广大两轮电动车用户更好的提供绿色、智能、安全的换电服务。2022年1月,搭载宁德时代电池的纯电动游轮“长江三峡1号”试航成功,这是目前世界上设计建造的动力电池容量最大、智能化最先进的新能源纯电动船舶,代表了我国船舶电动化产业高质量发展步入新阶段。

  创意世界 在新能源汽车爆发的今天,宁德时代在新能源汽车电池领域面临的主要挑战和机遇是什么?怎么样应对和把握?

  宁德时代电池出海是我们的必经之路,也是宁德时代正在面临的挑战。欧盟电池法出台后对国内电池公司制作出口带来了非常大的挑战,这要求我们到海外设厂。设厂有很大的挑战,例如环保问题。如果采用国内现成装备出口到欧洲,除了认证费用很高,还有人工问题。我们在国内建一个厂房,每平方米差不多5000元。但到欧洲、美国每平方米就变成7000欧元或者7000美元了,成本几乎翻了10倍。欧洲和美国还对供应链有要求。美国《通胀削减法案》对原材料来源也有要求。

  立足宁德,放眼世界。近年来,宁德时代不断深化全球业务布局,加快行业纵向延伸以及产业的横向拓展,核心竞争力得到持续提升。宁德时代深耕国内,在福建宁德、江苏溧阳、青海西宁、四川宜宾、广东肇庆、上海临港、福建厦门、江西宜春、贵州贵阳、山东济宁、河南洛阳布局了电池生产制造基地。

  海外方面,首个海外工厂落户于德国埃尔福特,模组产线年年底投产,已获得电芯生产许可。2022年,第二个欧洲工厂宣布落地匈牙利德布勒森。公司同时在德国慕尼黑、法国巴黎、日本横滨、美国底特律等地设有子公司。

  宁德时代全球的新能源产业都在摸索中前进,宁德时代稳中求进,一步一个脚印,自成立以来不断加大研发投入,把技术作为自身的护城河。不断攻克技术壁垒,参与多项全球技术标准的制定,引领整个锂电行业的发展方向。

  我们的愿景是:立足中华文化、包容全球文化,打造世界一流创新科技公司,为人类新能源事业做出卓越贡献,为员工谋求精神和物质福祉提供奋斗平台!公司始终把“修己 达人 奋斗 创新”作为核心价值观。修己就希望员工练好基本功,发挥想象力,快速成长,同时在自我突破中锤炼心智,在奋斗创新中创造惊喜,成就他人、成就客户,为人类新能源事业做出卓越贡献。

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