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一粒金属粉末,如何成为新能源汽车的“王牌基因”?丨“深市新质生产力巡礼”系列报道,发展,产品,前驱
2024-07-23 04:14:08
一粒金属粉末,如何成为新能源汽车的“王牌基因”?丨“深市新质生产力巡礼”系列报道,发展,产品,前驱

编者按:

发展新(xin)质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点。拥抱新(xin)质生产力,服务新(xin)质生产力发展,让投资者更好(hao)分享经济高质量发展成果,资本市场重任(ren)在肩。

深市上市公司坚持科技创新(xin),以“新(xin)”为旗,以“质”为擎,超七成为高新(xin)技术企业(ye),近五成为战略性新(xin)兴产业(ye)企业(ye),原创性技术产品和颠覆性研发成果竞(jing)相涌现,澎湃新(xin)动能加速释放(fang)。近5年多来,近80家深市公司荣登国家科学技术奖(jiang)榜单,成为培育壮大新(xin)质生产力的主力军。

本报推出“向新(xin)而行(xing) 以质取胜 自立自强——深市新(xin)质生产力巡(xun)礼”系列报道,走进(jin)深市上市公司,探寻加快发展新(xin)质生产力优秀(xiu)样本,描摹高水平科技自立自强群(qun)像。敬请关注。

一辆辆新(xin)能源汽车如(ru)“钢铁巨(ju)兽(shou)”般驰骋(cheng)于马路之上,轮(lun)胎留下的印痕交织成汽车产业(ye)发展的浩(hao)瀚画(hua)卷:中国连续9年拿下新(xin)能源汽车产销量全球第一的“王冠”,2023年新(xin)能源汽车产量占据全球六成……

瞩目(mu)的成绩背后,离不开强大的“基因”。如(ru)果说(shuo)动力电池是新(xin)能源汽车的“心脏”,那么前驱体就(jiu)是新(xin)能源汽车的“基因”,决定着一辆汽车的续航和性能。中伟股份在全球率(lu)先大规(gui)模量产的9系高镍三元前驱体产品(即镍占比超过90%的三元前驱体产品)正是新(xin)能源汽车的“王牌基因”,以它为原材料形成的电池产品,能让电动车续航里程较此前提升20%,电池寿命提升约30%。

能造汽车,更能造“心脏”和“基因”……产业(ye)链“环环皆强”才是中汽车产业(ye)飞跃式发展的密码。一粒粒细微的金属粉末,如(ru)何绘就(jiu)中国新(xin)能源汽车产业(ye)发展的“基因图谱”?近日,证券时报记者来到了中伟股份位于湖南宁乡的产业(ye)基地寻找答案。

突破“基因之门”

助(zhu)力性能进(jin)化

在近乎无人的生产工厂中,一个个“巨(ju)桶”形状的反(fan)应釜有序运转,通过对压力、温度、进(jin)料浓度等多项参数的精准控制,生成三元前驱体材料,再经由沉淀过滤、洗(xi)涤干燥等一系列工序,最终形成粉末状的三元前驱体产品。

中伟股份生产车间

这一粒粒细小的金属粉末,承载着新(xin)能源汽车纵(zong)横四海的庞大能量。如(ru)果用目(mu)光穿透(tou)一辆新(xin)能源汽车,会发现像“心脏”一样运转的动力电池,它决定着一辆汽车的性能和安全。而动力电池的核心材料是正极材料,前驱体则是制备正极材料的关键,决定着动力电池的续航、寿命、安全性等重要指标。

正因如(ru)此,前驱体也被称为是新(xin)能源汽车和动力电池的“基因”。中伟股份首席专家訚(yin)硕(shuo)向记者表示:“如(ru)果把造电池比喻成造船,那么我(wo)们就(jiu)像是做不锈钢的。船舶对不锈钢有高强度、耐腐蚀等要求,就(jiu)像电池对前驱体有高容量、长寿命、高安全的要求。”

目(mu)前,动力电池主要分为三元锂电池和磷酸(suan)铁锂电池两(liang)种,主要的区(qu)别在于两(liang)者所使用的金属元素不同。所谓“三元”,指的便是锂电池使用镍、钴、锰(铝)三种金属元素的比例。和磷酸(suan)铁锂电池相比,三元锂电池所采用的金属元素活跃程度更高,让电池具有了能量密度大、充电速度快、循(xun)环寿命高等优势,被广泛应用于高端(duan)新(xin)能源汽车上。

“三元前驱体的发展路径是从(cong)‘111’开始的,当时镍钴锰的比例是1:1:1。而发展到现在,我(wo)们是全球第一家大规(gui)模生产镍占比超过90%的三元前驱体的企业(ye)。”訚(yin)硕(shuo)表示。

据了解,三元前驱体材料镍的含量越高,能量密度就(jiu)越大,最终形成的动力电池续航里程就(jiu)越长。由于钴资源的稀缺以及新(xin)能源汽车“跑得(de)更远”的需求,目(mu)前三元前驱体行(xing)业(ye)都在往“高镍化”方向发展,而中伟股份是全球率(lu)先大规(gui)模量产9系高镍产品的企业(ye)。

9系高镍产品具备怎样的竞(jing)争优势?“首先是性能,它主要用于圆柱电芯上,具备长寿命、高容量、高安全性的特点,让电动车的续航里程提升了20%以上。其次在产能和效率(lu)方面也有大幅提升,相比我(wo)们之前的同类产品,它的产能提高了50%,这得(de)益于进(jin)料生产效率(lu)等一系列突破。第三是自动化程度大幅提升,依托于这款产品,我(wo)们实现了在合成阶(jie)段的全自动化控制,只要技术人员在电脑(nao)上下达供应单,生产就(jiu)可以全自动地执(zhi)行(xing)。”訚(yin)硕(shuo)向记者表示。

对中伟股份来说(shuo),9系高镍产品实现了“更快(生产)”、“更高(效率(lu))”、“更强(性能)”的三大突破。訚(yin)硕(shuo)表示,这款产品目(mu)前已(yi)经是公司销量最大的单一产品,它的出现也奠定了中伟股份在行(xing)业(ye)的龙头地位。

强大的研发力量,不仅为新(xin)能源汽车造出了“更强基因”,更打造了中伟股份保(bao)持行(xing)业(ye)领先的“护城河”。根据专业(ye)机构鑫椤咨询数据,2023年中伟股份三元前驱体市场占有率(lu)为27%,连续多年位于全球第一,也是全球唯(wei)一一家三元前驱体连续两(liang)年出货量超20万吨的企业(ye)。

跨越“死亡之谷”

打通关键一环

“我(wo)们很多产品,或者说(shuo)一些全新(xin)的研发,要从(cong)实验室走到产线(xian),实际上是一个很难的过程,也有人把它比喻成‘死亡谷’。”訚(yin)硕(shuo)表示。

中伟股份的9系高镍产品从(cong)实验室走向生产线(xian),需要跨越多重“天堑”。第一个难点在于研发设计,对于三元前驱体产品来说(shuo),高容量、长寿命和高安全性往往难以兼顾,被视为“不可能三角”。

“攻克这种‘不可能三角’,关键还在于中伟股份打造了一个良好(hao)的产品认知体系,能够从(cong)多个维度对产品进(jin)行(xing)设计,把各维度性能发挥到最佳(jia)。”訚(yin)硕(shuo)表示。据介绍,三元前驱体产品的研发需要考虑到粒径大小、一次颗粒大小、一次颗粒生长的取向性等多维度问题,从(cong)微观(guan)到宏观(guan)的结(jie)构都需要精心设计,9系高镍产品在研发设计环节就(jiu)倾注了公司研发人员的大量心血。

而跨过实验室研发的环节,又(you)面临着从(cong)实验室落地到生产线(xian)的“死亡谷”。訚(yin)硕(shuo)表示:“我(wo)们做了那么多的结(jie)构设计之后,要每一个点都去满(man)足,对我(wo)们的工艺要求非(fei)常高。”

要把9系高镍产品制造出来,首先需要造一个“晶种”。訚(yin)硕(shuo)表示,晶种就(jiu)相当于是一颗“种子”,因为最终的产品是球形的粉末材料,它首先要有一颗“种子”,然后在种子上面不断地发育生长。

为了造出这个“种子”,訚(yin)硕(shuo)带领团队连续进(jin)行(xing)了一个星期的产线(xian)调试。据他回忆(yi),9系高镍产品是海外一个非(fei)常重要的客户提出的定制产品,需要赶进(jin)度,作(zuo)为一个创新(xin)产品,从(cong)研发到生产的时间非(fei)常紧迫。在那一个星期的高强度产线(xian)调试过程中,还曾(ceng)有同事被“批评哭了”,整个团队都面临着较大压力。

最终,中伟股份成功以工艺的变(bian)革实现了“死亡谷”的跨越,在全球范围内率(lu)先实现了9系高镍产品的大规(gui)模量产。訚(yin)硕(shuo)表示,这个产品到现在也是公司销量最大的单一产品。

为何能打通从(cong)实验室到生产线(xian)的关键环节?訚(yin)硕(shuo)称:“我(wo)觉得(de)主要还是得(de)益于整个公司对工程化能力的重视。我(wo)们不仅有自己的研究院,还有一个专门的工程院,负责设备的开发和优化等。”

据了解,中伟股份在三元前驱体生产过程中所用到的反(fan)应釜、浓缩机、连续式烘箱等成套系统设备均由公司自主研发生产,这些也是关键工序设备。“这些核心设备的自主研发生产能起到技术保(bao)密的效果,像反(fan)应釜就(jiu)是一个核心装(zhuang)置(zhi),如(ru)果不用自己的,就(jiu)有技术泄(xie)密风险。”訚(yin)硕(shuo)表示。

除此之外,自主研发关键设备也让中伟股份能以更高的效率(lu)实现设备优化或迭代。訚(yin)硕(shuo)用反(fan)应釜举例,一开始公司做的是间歇式反(fan)应釜(反(fan)应过程中原材料只进(jin)不出),后来考虑到设备兼容性,也需要做出连续式反(fan)应釜(反(fan)应过程中原材料边进(jin)边出)。因为设备是“自己人”做的,有问题和需求可以及时得(de)到沟(gou)通,短短一个月时间反(fan)应釜的兼容问题就(jiu)得(de)到了解决。

要实现产品的创新(xin),往往需要工艺的变(bian)革,而设备的自主研发生产为中伟股份顺利(li)进(jin)行(xing)工艺变(bian)革提供了重要基础(chu)。訚(yin)硕(shuo)表示:“我(wo)觉得(de)是先有设备,有了设备才会有工艺,有了工艺才会有产品。”强大的工程化能力,成为了中伟股份在技术创新(xin)中跨越“死亡谷”的关键。

种出“研发之树”

结(jie)下累累果实

在位于湖南省宁乡市的湖南中伟新(xin)能源科技有限公司(以下简称“中伟宁乡产业(ye)基地”),有一行(xing)标语引人注目(mu)——“成为全球领先的新(xin)材料科学公司”。

中伟宁乡产业(ye)基地

要构建企业(ye)的全球竞(jing)争力,产品创新(xin)是关键,而研发是“钥(yao)匙”。訚(yin)硕(shuo)表示:“我(wo)们公司对研发的重视一直是排在首位的,企业(ye)使命就(jiu)是‘材料至善,科技致伟’。作(zuo)为一家科技型企业(ye),我(wo)们对研发人员的住宿、薪酬、福利(li)、激励都有相配套的独立政策。”

据了解,在中伟股份公司内部,即便是开会这样的场景,同职级的情况下研发人员也会被排在更优先的位置(zhi),公司处处体现着对研发的重视。2023年,中伟股份研发投入超过10亿元,研发人员数量达到1661人。从(cong)2020年至2023年底,中伟股份累计研发投入超过30亿元,被认定为国家级企业(ye)技术中心、国家级博士后科研工作(zuo)站(zhan)、国家能源金属资源与新(xin)材料重点实验室等。

凭借持续的研发创新(xin),中伟股份目(mu)前已(yi)经形成了镍系、钴系、磷系、钠系等多元化的新(xin)能源材料产品矩阵和技术布局(ju),全面进(jin)入全球领先的锂电池产业(ye)链,建立了覆盖“整车、电池、正极”的全球化、立体化的优质核心客户体系,客户涵盖了、LG化学等行(xing)业(ye)龙头企业(ye)。

除了产品出海,中伟股份也将产业(ye)基地扎根到了海外市场。在印尼,中伟股份已(yi)经实现了前后端(duan)冶炼的一体化布局(ju),建立了印尼莫罗瓦(wa)利(li)等四大原材料生产基地,镍资源在建及建成资源粗(cu)炼端(duan)建设产能达19.5万金属吨,为其三元前驱体等产品打通了“原料脉络(luo)”。在韩国、摩洛哥、芬兰等国家,中伟股份产业(ye)基地建设也在有序推进(jin)中。

“9系高镍产品的成功,不仅让海外客户对我(wo)们更加信任(ren),也让中伟股份在海外的品牌效益更大了。现在基本上不管去哪(na)一个国家做市场调研,对方都知道中伟的品牌。”訚(yin)硕(shuo)表示。

一粒粒金属粉末,正被科技创新(xin)之力挥洒出去,一半落到了地面,为新(xin)能源汽车驰骋(cheng)天下注入了“强大基因”,一半被洒向空(kong)中,形成了照亮中伟股份全球布局(ju)的“漫天星辰”。

责编:叶舒筠(jun)

校对:祝甜婷

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发布于:北京市
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