吉陽智能陽如坤：用標準化破局動力電池大規模制造“困境”
12月14-15日，“第六屆動力電池應用國際峰會(CBIS2021)”在江西贛州召開。來自國內整車、動力電池、材料、設備等產業鏈頭部企業和行業機構，以及國外部分在華產業鏈企業代表匯聚于此，共同圍繞新發展格局下，產業鏈交付、供應鏈安全與保障、雙碳目標與全球化市場新格局、材料技術突破與產業化應用等產業鏈核心議題進行深入交流探討。
圖為深圳吉陽智能科技有限公司董事長陽如坤作主題演講
在12月15日舉行的“成本壓力下的鋰電技術創新”主題論壇上，深圳吉陽智能科技有限公司董事長陽如坤發表了題為“動力電池制造新時代”的主題演講。
行業機構預測，在碳中和戰略背景下，到2060年，整個儲能產業的年均增長率可以達到31%的規模;同時，在全球汽車加速電動化的大背景下，動力電池的需求也將在未來數十年維持較高增速。
陽如坤指出，在這種產業大增長發展背景下，電池已經成為“通用目的產品”，是繼鋼鐵、CPU、機器人等產品后對人類社會最為重要的產品，已成為諸多產業的“心臟”，“作為關鍵性產品，電池制造不應該按照過去3C的方式，應該按照制造業發展的規律來管控電池的制造。
據陽如坤介紹，鋰電池產業經過二十多年發展也呈現了四大規律：
第一個規律是市場整個波動周期為五年，處于波動中前進，對電池產業尤其是裝備制造產業影響和挑戰都非常大;
第二個規律是能量密度和價格呈交叉發展的規律;
第三個是能量密度增長的規律，統計數據顯示電池能量密度大概10年翻一番，基于材料、電池結構和制造技術的創新，每年提升7%~8%左右;
第四個是電池成本下降的規律，從1991年索尼開始推動電池產業化，到現在下降了97%。機構統計發現，過去多年每年電池價格下降在18%左右，其中，隨著電池生產規模的擴大，成本下降更為明顯。陽如坤表示，未來數年，電池成本每年下降8%左右的水平應該可以維持。
陽如坤表示，過去10年，鋰電產業復合增長率維持在40%-50%，預計未來30年，復合增長率會維持在31%左右。
而上述規律之所以形成，一方面得益于電池材料和技術的不斷進步;另一方面國家政策規劃支持、碳達峰和碳中和等戰略的推行也起到很大作用。此外，電池制造技術、工藝日新月異，商業模式和消費習慣的不斷變化也促成了產業高速發展。
在陽如坤看來，盡管電池產業經過了多年的發展，但是過去電池制造完全是借鑒別的行業的經驗進行的簡單組合。
從電池制造的探索和理解來看，真正屬于電池自身產業的制造，從2020年，產業界才逐步意識和開始建立，“隨著產業進入純市場驅動階段，我們發現對電池制造基礎架構研究不多、標準體系未建立、電池制造工程體系未曾深度研究、電池材料和裝備深度結合較少，這些都是大規模擴產建設階段，整個產業遇到的挑戰。”陽如坤表示，電池制造應該回歸本源，從電池的材料制造、微米級甚至納米級極片制造，到電芯、模組、PACK的制造，都要探索出符合其自身產業特性的制造理念和標準體系。
陽如坤進一步解釋道，“整個電池制造應該從工程化角度來看電池的安全質量、規模、難點和痛點，要從本質上認識電池的機理，從微觀到宏觀的過程，電池制造標準化應是工程的實踐邏輯+驗證解決，這是我們思維的出發點或者工程化的出發點。”
陽如坤指出，當前，電池的制造安全恰恰是電池制造面臨的最大挑戰和問題，“過去人們談電池安全主要聚焦在材料和使用過程等方面，而忽視了制造本身。”
從電池制造安全來看，陽如坤認為主要是兩個層面：一是制造質量，包括整個工藝過程，必須實現PPM級的制造管控;另一個是電池制造標準體系的構建與落地。
陽如坤表示，目前汽車電池是“篩選”出來的，而不是直接造出來就能裝車的。目前全球最好的電芯制造合格率水平也就是95%~96%。未來能夠CPK2.0能做到以上，相信電池能夠不經過篩選就直接裝車或在儲能上使用，這是我們的愿景。
陽如坤認為，要實現上述愿景，需要實現電池制造的創新和突破，而這種創新和突破需要從工程原理出發。“目前電池制造最重要的在于標準建立，包括電芯的規格、工藝過程的標準化，這個過程需要進行數據定義、數據模型建立，最終才能實現智能化的數據分析。”陽如坤直言，如果主數據和標準都沒有定義清楚，整個電池要實現過程的優化是沒有太多的意義，很難實現真正統一的優化，同時過程閉環也是空中樓閣。
據陽如坤介紹，目前吉陽智能正在聯合企業、機構和政府將整個電池制造過程的數據進行定義，“用數據來管控整個電池制造過程的不確定性，能夠知道電池制造過程的切實性，這是我認為最重要的原則。”
陽如坤表示，目前電池制造的標準化痛點在于尺寸規格、制造過程和材料的標準化，主要內容還是在于電池材料類型、尺寸的數量及接口替換。電池尺寸規格的定義應是嚴格的定義，具備互換性，否則就沒有多大價值。“如果整個工藝參數、測試標準、材料規格、制造過程，能夠實現很好定義，我認為能夠大大提升電池制造的合格率，同時也會使得電池成本通過標準化再降低20%-30%。”陽如坤補充道，尺寸規格和標準不僅會影響材料的供給和采購的成本，還會影響制造成本及設備的優化和制造數據的收集，更重要的是會影響到智能制造數據模型的建立和優化體系的建立。
在標準體系方面，陽如坤建議應采用“前標準”的方法，也即先定義標準由整個產業來做，在推行的過程中不斷優化、完善，“從電池的產品、尺寸規格、制造規范、智能制造模型的定義均應采取這種‘前標準’的思路來解決，而不是放任標準野蠻生長，誰是行業老大，誰就成為行業標準的這種‘后標準’模式。”
未來，動力電池大規模制造會對精度、制造安全、成本和效率有著極高的要求，而通過標準化解決多尺度、多物理場耦合、多元、異構、海量數據、控形等問題，對智能制造的成本將會有大幅提升。
陽如坤指出，過去裝備的制造基本上還處于基于碼盤計數位置閉環階段;隨后迭代到邊緣計算。在邊緣計算層面，主要將來料的參數、過程參數、輸出參數拿到一個閉環過程實現制造的過程。我們并不清楚，如果我們能在第三個環，也就是制造產品的整個過程和來料、過程和制造質量實行閉環建立起來;例如張力，我們就能夠知道張力真正應該控制到什么程度，對電池的一致性和安全才是最好的，這是我認為整個產業的基本思想。
“基于這些，就可以把極片制造、電芯制造和PACK制造，和整個大數據實現閉環，當然這里最重要的還是數據定義，建立數據模型，最后實現制造過程的閉環。”陽如坤表示，“電池制造就是六大指標，把這六大指標進行很好的管控，未來整個電池能夠實現高質量發展，進而實現電池不再需要篩選，就能直接裝在汽車上。”
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