格創(chuàng)東智攜手胡國榮教授團隊推動鋰電正極材料智能化升級

2023年末,鋰電市場拐點未至,材料端持續(xù)承壓。

一方面,受到前兩年大幅擴產的影響,行業(yè)進入嚴重結構性產能過剩階段,高端產能、高質量產品成為鋰電市場的“硬通貨”。這對材料企業(yè)的制造加工能力、規(guī)模交付能力都提出了更高挑戰(zhàn)。

另一方面,降本仍是材料企業(yè)想要取得經營優(yōu)勢、供應鏈優(yōu)勢的必然條件。在終端市場補貼退坡、油電同價的影響下,極致成本的情緒傳導至整個產業(yè)鏈,下游市場對材料端的價格愈發(fā)敏感。

在此背景下,對于鋰電材料企業(yè)尤其是正極材料企業(yè)而言,需要做到在承受原材料成本波動、下游壓價雙重影響的同時提質提效,才能在此輪行業(yè)洗牌中生存下來。對此,從產業(yè)到企業(yè),都在尋求多元解法。

研發(fā)創(chuàng)新上,以磷酸錳鐵鋰、高鎳三元、硅基負極等為代表的新材料量產及應用不斷推進;供應鏈管理上,一體化布局、海外市場的開發(fā)等都是頭部企業(yè)布局的重要方向;生產管理上,引入自動化、數(shù)字化、智能化,實現(xiàn)數(shù)智化制造生產則是關鍵手段。

作為具有全球競爭力的新能源整廠數(shù)智化專家,格創(chuàng)東智多年來深耕新能源產業(yè)鏈,為新能源企業(yè)提供從咨詢到交付的全棧式智能制造解決方案,從生產、設備、品質、能源、物流等多個維度入手,為新能源產業(yè)提供全鏈條數(shù)智化升級。

近日,格創(chuàng)東智與中南大學胡國榮教授團隊簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。根據(jù)合作協(xié)議,雙方將深度融合,協(xié)同發(fā)展,圍繞新能源產業(yè)智能制造升級展開密切合作,合力推動鋰電正極材料智能化升級。此外,為進一步加強新能源鋰電智能制造研發(fā)創(chuàng)新,格創(chuàng)東智特聘胡國榮教授為格創(chuàng)東智新能源專家顧問。

胡國榮教授接受了高工鋰電的專訪。在采訪中,胡國榮教授對正極材料產業(yè)目前的挑戰(zhàn)與風險、未來的發(fā)展趨勢以及數(shù)智化如何賦能降本提效等方面進行了深入解讀。

隨著動力電池邁入TWh時代,鋰電核心材料的生產也開始向更大規(guī)模的產能躍升。材料企業(yè)面臨著哪些新的挑戰(zhàn)?

胡國榮教授:目前來看,鋰電材料產業(yè)主要面臨著兩點的挑戰(zhàn)。*點在于,鋰電材料正在進行從新材料轉變?yōu)榇笞诓牧系母拍钷D變,對于生產設備而言存在單臺設備產能受限的“卡脖子”情景。另外,假若生產產線使用了多臺來自于不同供應商的設備,對產品的一致性也會產生影響。

第二點在于,大規(guī)模制造時代下,對生產要素的要求將會提高。從正極材料領域來講,行業(yè)利潤逐漸降低,這將對生產要素的成本要求更為敏感,企業(yè)需要選擇生產要素具備成本優(yōu)勢的地方進行,并在制造過程中持續(xù)貫穿“極致成本”理念。

目前動力電池降本壓力巨大,傳導到材料環(huán)節(jié),數(shù)智化如何實現(xiàn)材料環(huán)節(jié)的降本增效?如何幫助正極材料產業(yè)升級、給企業(yè)帶來實質性的改變呢?

胡國榮教授:數(shù)智化將從研發(fā)效率提升、數(shù)據(jù)驅動的工藝和質量優(yōu)化、智能化材料生產管控、材料設備全生命周期管理等助力材料產業(yè)的升級。

從產品質量上來看,數(shù)智化將助力提升產品質量與一致性的提升。由于材料生產過程中由于本身工序較多,影響產品質量的因素和指標的也非常多,數(shù)智化能夠更精確的把握和控制這些指標;數(shù)字化模型、數(shù)字化平臺管理能夠實現(xiàn)產能提升后的人機科化,從而提高一致性。

從降低成本上來看,從研發(fā)到生產的全面實現(xiàn)數(shù)字化,將大幅降低成本。

研發(fā)方面,在材料基因化的背景下,數(shù)字化計算可以通過數(shù)學模型進行模擬,從而降低新材料研發(fā)成本和試錯成本;生產方面,材料生產環(huán)節(jié)設備多工序多,如果從生產工藝控制、品質管控、社會管理方面實行全程智能化和數(shù)字化,就能夠提高提高良品率的同時降低生產能耗;設備方面,在制造裝備大型化、產線規(guī)?；内厔菹?數(shù)智化手段可以提高設備利用率、合理調控利用資源,降低生產能耗從而提升加工利潤。

此外,數(shù)智化也將為材料企業(yè)出海助力。法律法規(guī)、地域文化差異造成的海外人力成本一直是鋰電企業(yè)出海的困境之一。數(shù)智化可以幫助企業(yè)實現(xiàn)遠程調控,減少人員用工成本。

加強碳管理、實現(xiàn)減碳甚至零碳已成為鋰電產業(yè)的重要考量維度。材料企業(yè)作為產業(yè)鏈能耗較大的環(huán)節(jié),如何推進零碳變革,數(shù)字化管理是否可以更好地推動碳足跡追溯及減碳?

胡國榮教授:鋰電材料產業(yè)本身屬于高能耗制造業(yè),以磷酸鐵鋰舉例,生產一噸磷酸鐵鋰需要消耗近4000度電。另外,隨著大規(guī)模制造時代來臨,材料生產單臺設備產能小導致生產線產能水平低,進而能耗消耗大。

數(shù)智化將從兩個方面推動材料端的零碳生產。一方面,利用數(shù)智化手段產線產能大幅度提升,從而降低能耗。10年前,生產1噸磷酸鐵鋰需要1萬多度以上的電,現(xiàn)在產線產能提高以后,用電能耗將降低三四千度左右。未來,在數(shù)智化手段的助力下,產線產能將提高2~3倍,那能耗還會繼續(xù)降可能會降一倍以下;另一方面,在生產管理與運營上,智能化和數(shù)字化手段將會做到優(yōu)化生產工藝和資源利用,如根據(jù)峰谷用電調節(jié)不同設備生產加工時間,從而進一步降低能耗。

目前國內鋰電材料企業(yè)的數(shù)字化進展如何?在推進數(shù)字化的進程中主要面臨哪些問題?

胡國榮教授:推進數(shù)字化、智能化、自動化是一個循序漸進的過程。目前來看,鋰電材料行業(yè)內數(shù)字化、智能化轉型正從觀念、目標、口號過渡至具體方案落地、逐步向鋰電全域工廠滲透。

在推進數(shù)智化的過程中,面臨著硬件與軟件兩方面的問題。硬件上,由于目前業(yè)內產線多數(shù)由單個數(shù)字化設備組成,水平不統(tǒng)一,實現(xiàn)整體全智能化仍有很多問題需要解決;軟件上,目前材料企業(yè)生產線運營管理的數(shù)字化水平比較低,尤其體現(xiàn)在在質量控制上,例如異常報警、產品追溯等方面仍存在缺陷。

格創(chuàng)東智與胡國榮教授團隊強強聯(lián)合,推動鋰電正極材料智能化升級。目前具體的進展如何?將會從哪些方面賦能正極材料產業(yè)的數(shù)智化建設?

胡國榮教授:鋰電行業(yè)是一個野蠻生長的行業(yè),實現(xiàn)了從無到有的跨越,目前正處于從有到好的發(fā)展階段,需要各細分領域內具備經驗與技術優(yōu)勢的企業(yè)進行引領和賦能。其中,格創(chuàng)東智作為TCL戰(zhàn)略孵化企業(yè),將充分發(fā)揮在半導體行業(yè)積累的技術與經驗優(yōu)勢,為新能源產業(yè)提供全鏈條數(shù)智化升級。

我從1998年開始從事鋰電正極材料的研發(fā),對于格創(chuàng)東智,就將毫無保留地發(fā)揮專業(yè)之長,與格創(chuàng)東智一道,聚焦新能源智能制造亟待突破和發(fā)展的長遠性、戰(zhàn)略性重大難題,鉆研和落地新技術、新模式,推進新能源行業(yè)智能制造創(chuàng)新升級。

此次合作,雙方將在鋰電正極材料行業(yè)中共享技術、人才與市場資源,致力于應用系統(tǒng)開發(fā)與項目的成功實施,推動鋰電正極材料智能化升級。同時,雙方將聯(lián)合共研大數(shù)據(jù),賦能研發(fā)效率提升、數(shù)據(jù)驅動的工藝和質量優(yōu)化、智能化材料生產管控、正極材料設備全生命周期管理、能源及雙碳管理解決方案。

后記:

胡國榮教授是中南大學教授、博士生導師、國務院政府特殊津貼專家,現(xiàn)任先進電池材料教育部工程研究中心技術委員會副主任,其主持鋰電池材料的研究室團隊是國內*早從事鋰電池正極材料的研發(fā)及產業(yè)化的團隊,科研成果孵化出鋰電池正極材料企業(yè)多家。

其任職所在的中南大學是新能源領域的領頭羊高校,被譽為中國新能源行業(yè)的“黃埔軍校”,培養(yǎng)了國內新能源電池產業(yè)75%的行業(yè)企業(yè)家人才。比亞迪、寧德時代、三一鋰電、格林美、等企業(yè)的核心技術人員也與中南大學聯(lián)系密切。

此次合作將推動中國新能源產業(yè)數(shù)智化領域的不斷創(chuàng)新突破,為新能源數(shù)智化升級貢獻力量。