以2010年為肇始，中國動力電池產業駛入了10年增長快車道，10年來，產業鏈經歷了萌動、躁熱、瘋狂、驟冷、回暖、洗牌、理性、豐滿。

10年來，中國動力電池產業從破土的幼苗，到羽翼豐滿，臂膀壯碩，并開始走向世界舞臺中央，成為全球電動化的主角。

回望十年路，預見新征途。在新舊十年轉換之際，高工鋰電發起“中國動力電池十年回望”系列策劃，通過專題、專訪、口述等形式回望產業發展得與失，勾勒新十年產業圖景。

動力電池制造正在進入大規模生產的導入期，從全球看，到2025年將實現1000GWh的制造能力。這對于整個生產制造環節提出了更高的要求，包括大規模制造的要求、對于智能化的要求。

而真正的大規模制造不是空中樓閣，而是能夠通過切實可行的方式來提升制造效率、品質，并降低成本。

“基于科學認識電池的制造是解決質量、效率、成本的關鍵；而標準化是產業的基礎，基于標準化行業有30%以上的降本空間。同時，動力電池制造技術必須與材料、原理深度融合。”這是吉陽智能董事長陽如坤給出的判斷。

他認為，產業從導入期進入快速成長期，動力電池在中國很快會成為萬億產業，制造難度和規模大于半導體產業，動力電池制造規模化、智能化轉型迫在眉睫。

動力電池制造能力評估指標主要有電池制造合格率、材料利用率、人工成本率、WH制造成本、安全指標、能耗指數、運轉可靠性等，其中電池制造合格率、材料利用率是關注重點。

在陽如坤看來，就企業層面來說，產業鏈企業需在電池設計、制造工藝、生產管理、質量管理等不同階段規范操作，同時采用的電池材料、電池結構沒有明顯缺陷，并且制程工藝的制程能力需大于1.33（合格率大于99.38%）等。

產能需具備規模化條件，單線產能達2-4GWh，并且電池制造合格率應不低于96%, 材料利用率不低于95%。

不過，動力電池大規模制造目前依然面臨諸多難點與挑戰，這其中既有企業自身層面的基礎問題、機理不清晰，認識不夠、努力不夠等內部因素，也有動力電池制造因素眾多，產業標準不一等外部阻礙。

四大難點

在陽如坤看來，阻礙動力電池規模制造的最大難點是，基礎問題、機理不清晰，且沒有定量化，因素眾多、系統復雜，且難以準確量化。

一是，電池研究中的機理核心問題量化。包括表界面反應、SEI膜、結構演化、離子/電子運輸、電荷轉移、電壓調控、應力演化等機理問題，通過熱力學、動力學、耦合效應、尺度效應等維度做到量化，而非停留在概念。

二是，動力電池制造過程中安全機理、設計的結構與尺度、制造模型與數字化機理三大領域依然存在諸多難點。

其中，安全機理涉及熱失控機理與抑制，鋰枝晶產生、抑制及消除，制造安全管控和使用監控、使用安全管理等，如鋰枝晶生長會刺穿隔膜導致短路，死鋰導致電池衰減等。

三是，電池材料制造控制面臨的難題。三元正極材料特性壓實密度大、硬脆；負極尤其硅碳負極膨脹20-30%，對電池的影響十分大，還有濕度控制、制造精度、時間控制、材料化學浸潤、材料物理浸潤及機械設備浸潤等。

四是，制造安全管控難，包括制造精度、毛刺控制、水份、粉塵、連接制造、極片保護、極片膨脹制造問題待解。

總結來說，規模制造的難點體現在缺乏完整定量理論支撐，只有定性描述，試驗驗證建立科學經驗、規律，并且制造質量要求高、尺寸規格多，以及安全問題錯綜復雜等等。

并同時保證來料數字化及過程數字化，確保液體、粉體的量、雜質、狀態在線檢測、監控，建立漿料、極片、材料的數字化模型。

三大挑戰

陽如坤定義的痛點是，本該做好，而我們沒能做好，包括認識不夠、努力不夠，最終未能達到目標。

當前動力電池大規模制造依然面臨諸多挑戰，他認為集中在標準化、質量及成本等多領域。

其一，標準化，也是大規模制造的基礎。其程度決定了產品的成本及質量合格率，主要涉及領域包括尺寸規格標準、制造工藝過程、材料標準化等。

當前電芯尺寸種類繁多，不同電池類型規格不一。而對尺寸類型、尺寸數量、接口等標準化后，不僅可提升合格率，成本有望下降20-30%等。

其二，車規級動力電池制造質量缺失。陽如坤認為，動力電池的制造合格率，是動力電池企業生存的關鍵，不僅關系到制造企業的成本，更關系到動力電池的安全。

當前全球動力電池制造合格率依然處于B級水平，CPK處于1.0到1.33之間，制程會隱含變異和安全隱患，需采用更嚴格篩選檢測標準，需應用各種資源及方法將其提升為A級。

目標是車規級動力電池制造標準要求CPK水平做到2.0及以上，保證生產出來的電池都能實現裝車。

其三，裝備野蠻生長。整個新型工藝裝備產生的過程，包括工藝研究、指標驗證、樣機開發、量產制造，目前依然沒有一個統一平臺規劃整個制造過程。

為此，陽如坤建議設立一個統一的工藝平臺，并重點圍繞極片制造工藝及裝備研發平臺、電芯制造工藝與裝備研發平臺、模組PACK制造工藝與裝備研發平臺、電池回收工藝與裝備研發平臺、智能制造體系平臺及固態電池工藝與裝備平臺等六大領域展開。

他強調，電池制造未來是一個萬億級的巨大產業，裝備應當得到充分重視、作為獨立產業、系統規劃。

此外還存在用戶的強勢與商業模式等問題，如電池結構與尺寸過度滿足主機廠要求，導致性能與規格的失衡。

應對策略

陽如坤表示，基于科學認識電池的的制造是解決質量、效率、成本的關鍵，而標準化是產業的基礎，動力電池行業標準化有30%以上的降本價值空間，同時制造技術必須與材料、原理深度融合。

而制造及裝備主導的質量與成本主要體現在精度合格率、制造安全性及效率成本三大領域。如通過高速化、工序一體化及統計質量控制等，FPY合格率目標99%，材料利用率97%等，在效率成本上，單機設備產能1GWh，分段一體化到整線一體化。

圍繞加強制造機理研究、數字化機理模型、制造及裝備主導的質量與成本分析等領域提出了相應的應對策略。

其一，搞清制造機理及研究數字化機理模型。過去普遍靠排比試驗確定設計、制造參數，多次優化，達到逼近真實的情況，存在的問題是耗時長、精確度不夠等。

而基于大數據深度學習方法建立機理模型，通過大數據分析、仿真、優化等途徑找出理論值，實現一次性驗證完成，縮短時間，并有效的提升生產效率。

其二，大規模電池制造結構上，復合式疊片原理實現高速、不會重片、隔膜、極片不會褶皺。

其三，電芯規格標準化，通過減少品種、技術優化、性能提升等方式，實現平均材料成本、固定成本攤銷大幅下降。

此外，電芯規格標準化也能給產業帶來紅利，當前動力電池產能每增加1倍，成本約降低15%。按照這個節奏初略估算，未來3年總成本可下降30%以上。

其四，構建鋰電智能工廠，打造動力電池大數據分析與閉環，實現設備、物料、系統互聯互通，并設置大于3500個質量數據監控點，基于二維碼ID（Barcode)雙向追溯系統。

制造主導了動力電池質量、安全提升、盈利提升。目前電芯核心制造工序控制指標約20個，假設單工序合格率99.38%，則整體合格率88.3%，核心工序CPK大于1.33。

若單工序合格率提升0.57%，則相應的整體合格率達到99%，核心工序CPK大于1.67。此外，提升電池生產合格率、材料利用率可有效提升動力電池的利潤空間。