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动力电池回收“丛生乱象”与“乌烟瘴气”几时休？
中国将成为电动汽车和储能等应用中锂离子电池回收的最大市场之一，电池回收是个系统性的工程，规范化、专业化处理是必由之路。伴随各路资本纷纷开始入局，电池回收产业的蓝海正在慢慢形成。动力电池回收是个大问题。不仅关乎产业发展，关乎民众健康，同时也关乎企业责任与切身利益。1、“丛生乱象”与“乌烟瘴气”退役电池正以排山倒海之势席卷而来。据国内咨询机构统计，截至2019年年底，全国新能源汽车保有量已经超过381万辆。按照动力电池5-7年的的平均使用寿命来算，到2020年为止，国内累计退役的动力电池规模或将达到20万吨。毫无疑问，如此巨大的退役量，能否妥当处理诚为兹事体大。正如业内某从业人员所说：“退役动力电池的无害化处理，是支撑整个新能源汽车行业发展的重要基础。退役动力电池能否绿色环保处理，决定了新能源汽车产业是否环保和可持续发展。”这绝对不是冠冕堂皇的说辞。其实，早在2018年，国家就已出台“动力电池回收实行生产者责任延伸制”，要求车企承担电池回收的主体责任，但是仅从主机厂角度而言进展依旧缓慢。至于电池生产商与动力电池回收处理商，虽然整体发展呈多元化趋势，但是回收体量依然渺小。统计数据显示，截至2020年初，虽然我国经营范围含“电池回收”的企业数量约有3000余家，仅2019年就新增企业超700家。但是废旧动力电池实际回收量不足2万吨，回收率仅10％。就目前来看，电池回收利用监管体系的科学性、有效性亟需建立。据悉，目前传统汽车报废及回收利用的市场混乱尚未有效治理，报废汽车及动力电池多数被非正规收购、非正规拆解，回收过程没有得到有效监管，回收地点又偏僻。不仅如此，缺乏资质的个人和小作坊非法回收动力电池，直接排放废弃物，已经造成了部分区域环境的严重污染。此前，就有媒体报道过电池回收领域的“丛生乱象”与“乌烟瘴气”。“几个人租个仓库，网上发发信息，就能搞起回收。”国内某新能源产业从业人员表示，在京津冀周边及广东深圳、河南新乡一带，回收“游击队”不在少数。“既无正规流程，也不遵守环保要求，更谈不上任何技术含量。非正规回收甚至比正规企业还多，打几枪换个地方，不仅扰乱市场，更留下污染隐患。”该从业人员深表忧虑。值得注意的是，复杂的技术也成为电池回收过程发展慢的重要原因。业内分析指出，电池回收的安全风险至今仍难以解决，因为业内关于电池剩余寿命及一致性评估的标准和体系并不健全。每一块电池的使用率不尽相同，并且各个厂家的电池型号各异，甚至同一型号的电池使用寿命也不同。这都给回收带来了不少难题。看来，电池回收是个系统性的工程，规范化、专业化处理是必由之路。2、“正规部队”与“产业联盟”开展专业化动力电池回收，不少企业都在积极行动。日前，京津冀动力蓄电池回收利用示范项目――巴特瑞科技5万吨电池拆解项目举行开工仪式。据悉，巴特瑞科技将在天津建设国内首个动力电池“带电物理拆解”基地，打通产业链最后一公里。到2020年年底，其中1万吨生产线将率先建成并投入使用。业内人士指出，巴特瑞科技“工艺链条短、运营成本低、规模效益强”，在动力电池回收市场具有极强的竞争力。此外，为推动新能源汽车动力蓄电池回收利用，引导和规范动力蓄电池回收服务网点建设运营，2019年底，工信部制定了《新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南》。《指南》要求新能源汽车生产企业在其销售地区建立收集型回收服务网点；含8000辆以上保有量的企业须建立贮存型回收服务网点，且收集型回收服务网点的废旧动力蓄电池贮存量不超过5吨，贮存型不低于30吨。根据国家规定，车企是新能源汽车废旧动力电池回收的责任主体，厂家会依托4S店等建立电池回收网点。一般来说，回收网点在回收到废旧动力电池后，会将其送回车企，车企在初步鉴定后，依据电池衰减程度，将它分别移交给当地指定的梯次利用企业或回收利用企业。据了解，目前国内主要参与电池回收的正规厂商多为第三方回收企业如光华科技、格林美、赣州豪鹏、湖南邦普等，还有锂电材料企业如华友钴业、天赐材料等，动力电池生产企业如宁德时代、比亚迪、国轩高科等。在战略布局上，车企单打独斗者非常少，普遍趋势是选择与第三方回收企业或者电池生产企业抱团合作。目前国内最大规模的动力电池回收利用合作组织要属长安、比亚迪、银隆新能源等十多家企业和中国铁塔的回收联盟。“除了关键技术的突破，未来动力电池的回收一定是通过整车厂、电池企业、材料企业、梯次利用企业、回收企业之间相互合作，实现互利共赢的完整产业链模式。”某业内人士表示。据业内机构测算，2020年动力电池回收市场经济规模将超过100亿元。即便已达百亿规模，动力电池的回收市场目前离顶峰还相距甚远，预计在2025年这一市场将会扩大到850亿元左右；到2030年，随着全球电动化的进一步普及，回收规模将有望超过1200亿元。不难预见，动力电池回收产业的蓝海正在慢慢形成，未来前景十分广阔，下一阶段伴随各路资本纷纷开始入局，“丛生乱象”与“乌烟瘴气”的市场也将得到规范。同时，中国也将成为电动汽车和储能等应用中锂离子电池回收的最大市场之一。
来源：电池中国网
固态电池进入“军备竞赛”阶段，2030年或迎大规模量产
近日，大众汽车宣布已向斯坦福大学研发固态电池的衍生企业QuantumScape追加投资2亿美元（约合14亿元人民币），旨在加速推动固态电池技术的研发和商业化量产。早在2012年，大众汽车就与QuantumScape公司在固态电池技术领域达成合作，并在2018年向其投资1亿美元成为其最大股东。随后双方又共同成立了一家专注于固态电池研究的合资公司，将于2020年年内设立试点工厂。双方共同的目标是使得固态电池真正能够应用于汽车工业领域，并预计在2025年建成一条为电动汽车生产固态电池的生产线。图片来源：QuantumScape官网固态电池引来各大企业争相布局据不完全统计，目前全球范围内致力于固态电池技术研发与应用的车企与动力电池企业有20多家，其中不少企业都宣布要量产固态电池，并制定了相应的发展路线计划。国际上，除了大众汽车，宝马、丰田、本田、日产、松下等车企及电池企业均在固态电池领域有所布局。其中，宝马2017年就开始牵手Soild Power开发固态电池；丰田作为较早着手研发固态电池的车企之一，侧重硫化物固态电解质技术路线，有望在2022年推出搭载固态电池的车型；今年年初，丰田宣布与松下成立合资企业生产固态电池；同在今年年初，戴姆勒宣布与加拿大魁北克水电公司合作开发固态电池技术，一旦达到量产状态，将在戴姆勒旗下的电动汽车上使用。与国际主流车企扎堆布局固态电池不同，国内布局固态电池的主力军是动力电池企业，传统车企仅有北汽集团与比亚迪两家布局，新造车企业的布局者相对更多。在国内动力电池企业中，清陶能源、宁德时代、赣锋锂业、辉能、北京卫蓝、卡耐新能源等走在固态电池研发前列。据了解，清陶能源目前已开发出全固态电池，单体能量密度可达到430Wh/kg，量产阶段可达到300Wh/g以上；宁德时代在聚合物固态锂金属电池和硫化物基固态电池方向都有研究；赣锋锂业年产亿瓦时级第一代固态锂电池研发中试生产线已建成试产；卫蓝新能源2019年在江苏举行了固态电池项目奠基，计划于2020年建成年产0.1GWh固态电池生产线；辉能科技称2023 年将开始全固态电池试产，2024年全固态电池量产。传统车企方面，北汽集团旗下北汽产投于2019年8月完成了对清陶能源的投资，双方将在固态锂电池的产业化方面合作，但并未公布具体的量产落地时间。比亚迪表示，目前正在积极推进固态电池项目商(参数|图片)用。新造车企业中，蔚来汽车、天际汽车、爱驰汽车已分别与辉能科技达成合作，共同研发固态电池。其中天际汽车在2019年初就推出了首款搭载固态电池的ME7(参数|图片)样车，不过目前并无最新进展。近日，哪吒汽车宣布与清陶能源达成全面深度合作，共同推进固态电池的研发与应用。固态电池更安全、能量密度更高进入2020年，CTP电池、刀片电池、石墨烯电池和无钴电池等新技术电池相继推出。动力电池技术领域虽迎来一系列突破，但是综合考虑电池的安全性和续航里程，固态电池被认为是未来十年内最适合电动汽车的动力电池。中国科学院院士欧阳明高曾公开表示，基于各国动力电池技术路线的比较，短期来看是液态电解液的锂离子电池，发展高镍三元正极和硅炭负极，中长期将从液态电解质逐步过渡到全固态电池。“与目前主流的三元锂离子电池相比，固态电池可以提升电动汽车的安全性，更高的能量密度能够使电动汽车拥有更长的续航里程，并且能够有效缩短电动汽车的充电时间。”盖世汽车研究院资深分析师表示。首先，从电池结构本身来讲，使用固体电解质的固态电池具有不可燃、不腐蚀、不挥发、不漏液等优势，可极大确保电池的安全性。由正极、负极、隔膜和电解液组成的锂离子电池，其电解液易渗出，当遇到正负极短路或者过充时温度会快速升高，易引发电池燃烧、爆炸。且随着能量密度提高，三元锂电池镍含量不断提升，用于稳定结构的钴和锰含量相应降低，安全问题将愈发凸显。其次，用金属锂做负极的固态电池可匹配高电压正极材料，进一步提升能量密度。而现阶段三元锂电池电芯能量密度普遍在240-260Wh/Kg之间，高镍三元锂电池虽然可以达到300Wh/Kg，但都已接近极限，难以继续提升。此外，固态电池的封装相对简单，能省掉电池包外壳、冷却等系统，同时可实现电池柔性化、异形化，根据不同应用场景设计不同形状，灵活性更强。固态电池量产尚存难点需要指出的是，当下国际主流车企、国内动力电池企业以及造车新势力，虽然都在固态电池领域进行了前瞻布局，但是固态电池技术距离量产还需要解决诸多难点。上述分析师坦言，固态电解质在安全性与部分电化学性能上虽优于液态电解质，但由于其固体的形态，也存在着先天的缺陷。譬如，固态电解质的锂离子迁移效率直接影响了固态电解质的离子电导率。据了解，目前绝大多数固态电解质的离子电导率低于液态电解质，影响了固态电池的实用性能。其次，在与电极的接触上，液态电解质可以最大限度地与电极保持接触，而固态电解质与电极之间很难做到完美贴合，如此一来，电极与电解质之间的界面阻抗就会上升，同样影响固态电池的实用性能。再次，如何在规模和成本之间找到平衡点，也是其量产路程中不得不考虑的重要问题。北京卫蓝新能源科技有限公司资深工程师李久铭公开表示，“目前固态电池材料体系、电芯、模组、智能制造技术尚未确定，产业链尚未形成。”在他看来，只有安全性、能量密度、循环寿命、日历寿命显著提高，成本及功率特性接近甚至优于液态锂离子电池，全固态电池技术才有竞争力。考虑到固态电池量产面临的现实困难，以及新能源汽车对高安全、高能量密度动力电池的迫切需求，作为折中方案，混合固液电解质锂电池将作为固态电池发展的过渡方案。欧阳明高亦认为，当前有突破的、有产业化优势的是固态锂离子电池，既电解质中有固态也有液态。有测试数据显示，相比于三元锂离子电池，目前的混合固液产品能量密度有所提升，安全性可大幅提高，是全固态电池技术尚未突破情况下的务实选择。根据盖世汽车研究院《新能源汽车动力电池产业报告（2020版）》预测分析，2020年前后电池材料将主要向镍三元+硅碳演变，到2025年富锂锰基正极材料取得突破，到2030年电解质方面取得突破后，有望实现全固态电池。国内锂电巨头宁德时代亦认为，全固态电池至少要到2030年才能进行大规模量产。虽然固态电池量产尚需时日，但是不难看出，没能在这一轮动力电池掌握住主动权的企业，都早早地将目光锁定在下一代动力电池的赛道上，固态电池则早已进入“军备竞赛”阶段。可以说，下一个十年，谁抢下了固态电池，谁就抢下了在新能源汽车产业发展的先机。
来源：盖世汽车
原材料供应及融资需求或将是电池制造商面临的难题
据外媒报道，行业专家在美国大西洋理事会日前召开的一个行业研讨会上表示，全球电池制造商正面临锂材料短缺问题，并且还面临受到新型冠状肺炎病毒疫情影响而导致的财务问题。电池原材料咨询机构Benchmark Mineral Intelligence公司首席顾问、特斯拉电池供应链前任高级经理Vivas Kumar在这个研讨会上表示，鉴于目前的供应速度，预计到2025年，锂材料的供应将会出现短缺。彭博社新能源财经储能业务主管James Frith在大西洋理事会举办的主题为“超越锂离子电池：为未来充电”的研讨会上表示，由于锂离子电池的易用性、高能量密度和较长的放电周期，其应用一直在迅速增长。但一些行业专家表示，锂离子电池市场仍在迅速发展，并且不会因锂材料短缺而造成供应问题。Kumar说，“重要的是生产可用于电池制造的高纯度、高品质的锂材料，能够大量生产这些高纯度锂材料的生产商数量很少，而且经常受到资金限制。”Solid Power公司首席执行官Doug Campbell在这个研讨会上说，“在储能行业努力应对疫情对金融市场的不利影响之际，保障储能产品供应链正常运营至关重要，包括电池生产厂商在内的行业厂商都认为，筹集资金在未来将是一个挑战。”Kumar指出，政府部门在促进投资和制定产业政策以构建美国电池材料供应链方面可以发挥重要作用。美国政府已经认识到电池生产对于汽车工业、储能系统以及公用事业公司的重要性。但是，电池供应链依赖于资本密集型行业（采矿业和特种化学品制造行业）中的供应商。随着中国电池制造行业的发展壮大，美国仍然依赖国外进口的电池产品。而美国政府对电池生产的支持可能会带来更多高薪、高技能的工作机会。Benchmark Mineral Intelligence公司常务董事Simon Moores于6月24日在美国参议院能源与自然资源委员会的证词中表示，中国锂离子电池制造行业的发展超过了美国。中国在2019年4月至2020年4月之间建设了46个电池生产工厂，以生产用于汽车和储能系统的锂离子电池，而美国在此期间只建设三个电池生产工厂。英国的“法拉第电池挑战赛”创新基金机构副总监Jacqui Murray表示，疫情并没有消除人们对清洁电力领域中的汽车电动化和储能系统的渴望。该基金是投资于开发新电池技术的政府基金部门。Moores说：“尽管汽油和柴油价格由于疫情而大幅下降，但调查发现特斯拉Model 3电动汽车是英国5月销量中占比最大的。”Moores表示，在疫情发生之前，汽车生产厂商致力开发电动汽车，以支持实现政府设定的减碳目标。此外还注意到电池制造商向汽车公司靠拢的发展趋势。但是提供新的电池技术需要一个漫长研发过程。Murray说，“电池开发的性质是定制的、非常复杂的，政府对电池开发和制造的了解越深入，他们推出的政策和措施就越好。”Campbell说，“每当开发新的电池时，都是一项艰苦的工作。需要付出更多努力。”Campbell表示，尽管由于疫情蔓延导致生产和资本市场中断，但厂商对开发和生产电动汽车的兴趣依然浓厚。他说，“电动汽车的应用是大势所趋。利益相关者并没有动摇他们对电动汽车的发展愿景以及对先进电池技术的需求。尽管面临资金短缺情况，很多利益相关者仍然参与其中。”
来源：中国储能网
明轮效应或将提升固态电池的安全性和循环效率
随着智能手机、笔记本电脑、汽车和电网的发展，对电池储能的需求不断增长。固态电池的安全性更高、使用寿命更长，被视为最有前途的下一代技术之一。据外媒报道，作为美国能源部阿贡国家实验室领导的能源创新中心，能源存储研究联合中心（JCESR）在固态电池方面取得重大进展。固态电池面临的一个主要挑战在于，如何提升固态电解质中锂离子的扩散率。因为比起传统锂离子电池中用的液体有机电解质，它的扩散率通常较慢。加拿大滑铁卢大学的主要教授Linda Nazar是JCESR团队的合作成员之一。Nazar教授及其博士后研究助理Zhizhen Zhang展示了，如何通过明轮明轮效应（paddlewheel effect），即原子的协调运动，促进锂离子在固态电池中的流动。据Nazar介绍，固态电池使用固体电解质，而不是通常的液体有机电解质，有望成为锂离子电池的替代品。Nazar说：“它们具有成为更安全、更持久电池的潜力，可以提供更高的能量密度，这对各种电化学储能应用很重要，比如汽车、机器人、无人机等等。作为固态电池中最重要的组成部分，在很大程度上，固态电解质决定了电池的安全性和循环稳定性。”（图片来源：阿贡官网）对于当前的锂离子电池来说，热失控可能导致电池发生火灾和爆炸。考虑到这些危险因素，JCESR尝试用固体电解质取代电池内部的液体有机电解质。少数固态电解质的离子电导率，与液态有机电解质一样高，因此备受关注。同时，JCESR正在探索一种可以显著加速离子扩散的现象：在固态电解质框架中，正常静止的阴离子会发生旋转运动，帮助驱动锂阳离子。Nazar说：“事实上，组成固体框架的阴离子‘构建块’并不是不动的，而是在经历旋转运动。我们的研究表明，在固体框架内，阴离子动态原理能促进锂离子移动。即使在室温下，通过调整框架也可以“启动”阴离子动态反应，并使其通过明轮效应与阳离子扩散强烈耦合。这有点类似于有多人通过的旋转门。”虽然新型固体电解质的研究仍处于发展阶段，但相关进展令人鼓舞。JCESR主管George Crabtree表示，这项突破显著提高锂离子电池的安全性和部署，或将改变游戏规则。Crabtree称：“如果能找到一种固态电解质，保证锂离子快速移动，它将替代液态有机电解质，并使电池立即摆脱热失控反应，这是目前锂离子电池起火的主要原因。单就安全优势而言，在手机、笔记本电脑、录像机、汽车和电网等领域，这种电解质将会拥有广阔的市场。”整个JCESR团队都对固态电池充满期待。密歇根大学和麻省理工学院的其他合作伙伴，也在探讨固体电解质及“明轮效应”。Crabtree说，固态电池是工业上最有前途和最受欢迎的进步之一。Crabtree称：“JCESR希望从原子和分子水平上了解电池行为的起源。有了这些知识，我们可以逐个原子、逐个分子地从头开始构建电池，让每个原子和分子都在构建目标电池过程中发挥指定的作用。明轮效应就是其中一个例子。此项研究处于固态电解质研究的前沿，我们想把这方面的知识应用到商业领域。”（来源：盖世汽车/作者：Elisha）
来源：盖世汽车网
特斯拉有望官宣电池技术大突破
今年5月，我国新能源汽车产销量分别为8.4万辆和8.2万辆，环比分别增长3.5％和12.2％。由于国内疫情控制较早且补贴退坡幅度缓和，5月国内新能源汽车销量环比小幅回升。特斯拉已确定过渡期后长续航版Model3价格将保持，稳定消费者预期，5月销量再次破万，一骑绝尘。电池日特斯拉或推出电池新技术证券时报记者从特斯拉获悉，特斯拉电池日和2020年的特斯拉股东大会或将合并举行。由于7月7日之前不允许举行大型集会，因此电池日具体举办日期将在7月4日这一周之后择机宣布。此外，Cyber truck将亮相本次活动，暂定在Fremont工厂召开。据外媒报道，特斯拉公司有可能即将推出四大电池突破创新，以超越竞争对手。特斯拉CEO马斯克对于电池技术有很大的目标“将电动汽车电池的使用寿命延长到160万公里”，并且一直在为目标达成不断积累技术和专利。今年五月有产业链消息称，特斯拉正在申请电池新专利，专利内容涉及到电池锂化制造过程中采用的镍钴(NCA)电极合成方法与工艺。根据报道，此专利不仅可以提升电池寿命，还可以减低电池生产的成本。根据报道，“单晶镍钴铝电极”工艺将使得电池在生命周期内可以充电4000次，100次循环后容量仅下降10%，有效延长电池寿命，累计里程有望超过100万英里（约为160.9万公里）。特斯拉最近电池取得的突破也通过员工Jefferies和客户的来往信息被透露给产业链。Jefferies称，包括电池生产成本、能量密度、电池寿命和无钴电池的设计在内，特斯拉目前正处于技术突破的边缘。如果技术足够成熟，特斯拉可能在未来将不再依赖松下和宁德时代的电池供应。此前披露的信息显示，特斯拉收购的Maxwell拥有多项干电极技术和预锂化专利，对电池的“补锂”处理将增加电池中锂含量，“补锂”处理提升了电池整体的容量保持率，延长了电池寿命。干电极工艺对比现有“湿法”的核心优势主要为缩减生产成本，电解液添加剂组合优化一方面降低了成本，另一方面改善了电池的综合性能（如安全性）。另一项受到关注的专利名为“无凸片电极电池”，这是一种构建电池的新方法，避开了电池内部由于凸片而造成的电阻大，进而造成电池寿命下降、制造成本增加等问题。马斯克对这项专利非常看重，认为这项专利“实际比听上去重要得多”。特斯拉此前宣布用无钴电池，从目前的信息来看，短期还是和宁德时代合作为主，使用价格更有优势的磷酸铁锂电池，同时也达到国产化和降成本的目的。由于钴价格高昂，不利于企业降成本及产品扩大市场，所以特斯拉也一直通过技术的革新来达到电池“去钴化”。特斯拉试图突破电池技术电池作为电动汽车最昂贵的部分，一直都不是特斯拉的强项，公司近年来动作频频，不断招兵买马，例如聘请电池技术人才、买下小公司、与大学和公司合作，最终目标还是想让特斯拉在电池方面取得行业优势。如果获得成功，那么特斯拉在市场上将赢得更大的竞争优势。2019年5月，特斯拉用2.18亿美元收购了专门研发电池和电容的Maxwell。同年10月，特斯拉收购了加拿大电池制造设备和工程技术公司Hibar。Maxwell成立于1965年，总部位于加利福尼亚州圣地亚哥，是全球第一的超级电容器制造商，在电池业务方面核心拥有著名的“干电极技术专利+超级电容”。其中Maxwell超级电容器、蓄能装置是该公司主打产品，其独特之处在于功率密度高、使用寿命长，能够快速充放电，而且在极端温度下仍能确保性能的稳定性和可靠性。今年2月份，有媒体透露，特斯拉或已收购了一家锂离子电池公司SilLion Inc.。SilLion是一家小型公司，位于科罗拉多州路易斯维尔市，专门研究商用圆柱电池的电池高负荷硅阳极和电极技术。早前也有消息称，特斯拉正在招聘“电池生产工程师”，特斯拉或许正在为加州的弗里蒙特建设电池试点生产线作准备。更早的2016年，特斯拉就开始资助由杰夫·达恩(Jeff Dahn)领导的科学家团队组成的特斯拉加拿大实验室。达恩是锂离子电池研究重量级人物，在40多年的时间里一直处于电池研究和创新的最前沿。而在2019年2月，达恩团队发表了一篇论文直接“否定”了钴的存在价值。论文认为，钴也不能显著的降低电解质在高温下的活性水平，因此在高镍NCA（镍含量>90%）材料中，钴是一种不必要的材料。A股特斯拉板块的长期投资价值中信建投证券认为，2020年，特斯拉有望实现其零部件国产化率从30%到近100%的转变。多家企业进入特斯拉供应链，零部件内容涵盖动力电池及电池管理系统、热管理系统、电机电控、白车身、底盘、中控系统等。另外，多家电池材料企业是松下、LG化学与宁德时代的供应商。特斯拉电池的技术更新不但加速了公司本身的成长，对于A股相关的供应链个股来说，也是新的投资机会。尤其目前中国成为全球主要国家中少数产能全开的地区，A股多家上市公司在电池制造等方面具有一定优势，或者储备了一定的技术，特斯拉板块个股在未来或将受益于特斯拉自研电池的发展。
来源：证券日报
宁德时代：超级电池诞生记
其实，短短5分钟展示的只是冰山一角，制造电池包的复杂程度绝对超出你的想象。到底有多复杂呢？今天，小编就带你一起走进这座神秘的工厂，探寻一块超级电池的诞生记。第一部分：电芯诞生记首先，让我们看一下电芯的生产产线。这是国内首条、国际一流的自动化产线，宝马X1和新5系的电芯就是在这里诞生的哦。所有进入车间的人员都必须穿洁净服，戴帽子、口罩，完毕后，需要经过喷淋间360度无死角除尘控温、控湿、无尘的工厂，可媲美半导体微电子的制造环境忙碌的RGV，按照设定的轨道，自动搬运材料和为设备上下物料孤独的机械手自动拆盘码盘有了高科技机器人、中控系统、在线检测设备和信息追溯系统的助攻，catl的产线可实现“生产数据可视化”、“生产过程透明化”、“生产现场无人化”。电芯（Cell）是一个电池系统的最小单元。M个电芯组成一个模组（Module）,N个模组组成一个电池包（Pack）,这是车用动力电池的基本结构。电池就像一个储存电能的容器，能储存多少的容量，是靠正极片和负极片的所负载活性物质多少来决定的。极片主要是由搅拌、涂布、冷压三道工序完成搅拌搅拌就是将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂，通过真空搅拌机搅拌形成均匀浆状。涂布拌好的活性材料以每分钟80米的速度被均匀涂覆到4000米长的铜箔上下面。涂布前的铜箔薄如蝉翼，只有6微米厚。涂布至关重要，需要保证极片厚度和重量一致，否则会影响电池的一致性。涂布还必须确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片。否则，导致电池自放电过快甚至安全隐患。冷压和预分切辊压装置将涂布后的极片压实到预定的厚度和密度。极耳模切和分条在这里，用模切机模切形成电芯的导电极耳。极耳是电池头上耳朵，通俗地说就是电池正负极的耳朵在进行充放电时的连接点。然后，通过切刀对极片进行分切。卷绕电芯的正极片、负极片、隔离膜以卷绕的方式组合形成裸电芯。先进的CCD可实现自动检测及自动纠偏，确保电芯极片不错位。装配卷绕好的裸电芯将被自动分选配对，之后再经过极耳焊接、折极耳、装配顶支架、热熔Mylar、入壳、壳体焊接等工序。至此，裸电芯就拥有了坚硬的外壳。烘培和注液电池烘烤工序是为了使电池内部水分达标，确保电池在整个寿命周期内具有良好的性能。注液，就是往烘焙后的电芯内注入电解液。电解液就像电芯身体里流动的血液，能量的交换就是带电离子的交换。这些带电离子从电解液中运输过去，到达另一电极，完成充放电过程。化成化成是对注液后的电芯进行激活的过程，通过充放电使电芯内部发生化学反应形成SEI膜，保证后续电芯在充放电循环过程中的安全、可靠和长循环寿命。为了电芯拥有良好性能，电芯制造过程中还要经过X-ray检测、焊接质量检测，绝缘检测、容量测试等一系列“体检过程”。制造好后的每一个电芯单体都具有一个单独的二维码，记录着制造日期，制造环境，性能参数等等。强大的追溯系统可以将任何信息记录在案。如果出现异常，可以随时调取生产信息；同时，这些大数据可以针对性地对后续改良设计做出数据支持。第二部分：模组变形记单个的电芯是不能使用的，只有将众多电芯组合在一起，再加上保护电路和保护壳，才能直接使用。这就是所谓的电池模组。电池模组（module）是由众多电芯组成的。需要通过严格筛选，将一致性好的电芯按照精密设计组装成为模块化的电池模组，并加装单体电池监控与管理装置。CATL的模组全自动化生产产线，全程由十几个精密机械手协作完成。另外，每一个模组都有自己固定的识别码，出现问题可以实现全过程的追溯。从简单的一颗电芯到电池包的生产过程也是相当复杂，需要多道工序，一点不比电芯的制造过程简单。上料将电芯传送到指定位置，机械手自动抓取送入模组装配线。在宁德时代的车间内从自动搬运材料到为设备喂料100%实现了自动化。给电芯洗个澡---等离子清洗对每个电芯表面进行清洗（CATL宁德时代采用的是等离子处理技术保证清洁度）。这里采用离子清洁，保证在过程中的污染物不附着在电芯底部。为什么要采用等离子清洗技术？原因在于，等离子清洗技术是清洗方法中最为彻底的剥离式清洗方式，其最大优势在于清洗后无废液，最大特点是对金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料等都能很好地处理，可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。将电芯组装起来---电芯涂胶电芯组装前，需要表面涂胶。涂胶的作用除了固定作用之外，还能起到绝缘的目的。CATL宁德时代采用国际上最先进的高精度的涂胶设备以及机械手协作，可以以设定轨迹涂胶，同时实时监控涂胶质量，确保涂胶品质，进一步提升了每组不同电池模组的一致性。给电芯建个家---端板与侧板的焊接电池模组多采用铝制端板和侧板焊接而成，待设备在线监测到组件装配参数（如长度/压力等）OK后，启动焊接机器人，对端/侧板完成焊接，及焊接质量100%在线检测以确保质量，以及100%在线监测焊接质量。线束隔离板装配焊接监测系统准确定位焊接位置后，绑定线束隔离板物料条码至MES生产调度管理系统，生成单独的编码以便追溯。打码后通过机械手将线束隔离板自动装入模组。完成电池的串并联---激光焊接通过自动激光焊接，完成极柱与连接片的连接，实现电池串并联。下线前的重要一关---下线测试下线前对模组全性能检查，包括模组电压/电阻、电池单体电压、耐压测试、绝缘电阻测试。标准化的模组设计原理可以定制化匹配不同车型，每个模块还能够安装在车内最佳适合空间和预定。第三部分：电池历险记在重装上阵前，电池组还需经历"九九八十一难"才能修成正果。在宁德时代，这些极端，苛刻的实验包括挑战高温火烧、挤压、冲击、振动、海水浸泡、高低温冲击等，可多达230项。在宁德时代，只有成功通过层层磨炼的电池产品，才能被放行使用。火烧测试在高温油气烟火下，铅、锌等金属材料早已熔化。但是，电池组却要在这样的高温下进行“生存”挑战。在这项极端且具有危险性的测试中，行业的国家标准是外部火烧130秒，电池不起火、不爆炸。但在CATL，一切有着最高的要求。国家标准要求外部燃烧后不起火不爆炸，CATL则挑战做到了外部火烧130秒后，电池依然可以正常工作；国家标准外部燃烧时间要求为130秒即可，CATL甚至研究了连续燃烧1小时后，电池依然没有爆炸危险。而在这样的情况下，即使是熔点为660℃的铝材，也早熔化成了液体。通过这样严苛的火烧试验，即使遇上火灾或车辆燃烧，也不会出现电池爆炸的危险，避免出现二次伤害。振动测试颠簸路面对电池产生的振动，可能会引发质量不过关的电池产品固定不良，零部件松动，外壳破裂最后引发安全失效的情况。为此，国家标准要求对动力电池进行振动测试。振动台用来模拟电池包在实际使用中会遇到的颠簸路况，环境箱用来提供不同的温度环境，充放电机则用以提供充放电的实际工作情况。这三部分组成了带温度带负载的振动测试系统，真实模拟了实车使用时的情景。这是宁德时代的一座推力20吨的振动台，用来模拟电池包在实际使用中会遇到的颠簸路况，但其振动强烈程度更甚于实际路况。在试验中，电池包一秒钟要被振动200下，而电芯模组则要被振动2000下。蜜蜂的翅膀每秒钟振动400下，我们就可以听到“嗡嗡”的声音，每秒振动2000下的电芯模组所发出的声音是非常尖锐刺耳的。在宁德时代，这样的振动承受挑战算的不是分秒，而是小时。在这里，电池包需在-30℃至60℃的环境条件下，电池包连续随机振动21小时，这样可等效模拟数十万公里的行车疲劳情况。加速度冲击测试与振动试验类似，冲击测试用以测试电池包的机械结构稳定，其模拟车辆通过路障时，瞬间颠簸对电池包结构的冲击。在宁德时代的冲击测试中，最高加速度可高达100G。100G加速度如何理解？载人航天飞行器的向心加速度最高可达15G。一辆电动大巴被时速为50公里的小车撞击时，电池包所受到的加速度约为30G。一般人的心脏承受的最大加速度为50G。而目前有记录的，人体能承受的加速度极限约为40G。但在如此强烈的加速度冲击下，电池包依然运行正常。挤压测试挤压测试用于模拟电池在交通事故时受到挤压的情况。电池受到挤压时在结构上可能由外至内被破坏，出现高压短路，电芯被内部零部件刺破漏液，造成热失控，进而引起起火或爆炸。在宁德时代的挤压试验中，施加给电池包的力是10吨。一辆2吨的车，以90km/h的速度行驶撞击，其撞击力刚好是10吨。从图中可以看到，在10吨外部力量的挤压下，复合铝材质的电池包外壳已出现了明显的变形，但电池包整体结构完整。对于挤压测试的通过标准一般是不起火、不爆炸。而宁德时代的电池产品，甚至可以在挤压变形的情况下，继续正常工作。结束语自此，经过数不清的复杂加工工艺和检测测试流程，一块印有CATL标志的成品车用电池单元终于诞生了。但即使如此，宁德时代对于质量的把控还远没有结束。为了把控在日常使用时的质量和品质，所有的成品电池和电芯都有自己独一无二的编码，如果未来某块电池甚至某颗电芯出现故障，可以追溯到关联生产线甚至关联原料。
来源：锂电前沿
