中国锂电：从前在跟随，现在难超越

作者：远川汽车组

来源：远川研究所（ID：YuanChuanInstitution）

2023年的中国汽车必将载入史册。

从数据上看，今年一季度，中国正式超越日本成为全球第一大汽车出口国。其中，新能源车出口达到24.8万辆，同比增长110%，正是由于这种增长势头，电动车也被称为外贸“新三样”之一（老三样是服装、家具和家电），成为中国经济全新的亮色。

汽车可谓人类制造业的高峰之一。以日本为例，汽车产业为本国创造了530万个就业岗位，以及每年上万亿日元的出口，还形成了全面品质管理、看板、Just In Time等日式管理哲学，是日本国家财富积累的重要源泉。

从中国从加入WTO算起，中国汽车工业用了二十多年从舞台边缘走到舞台中心，除了中国工程师的勤劳奋斗之外，还有很多“幕后英雄”在支撑这一奇迹。

拿新能源汽车来说，无论是该领域出口量最大的特斯拉，还是第二的上汽，背后都有宁德时代动力电池的身影。

动力电池产业过去几年的崛起可谓是有目共睹。2022年，全球前十大动力电池企业中国企业占6家，而仅仅是七年前，这个数据仅为4家。第一名宁德时代的领先优势愈发突出，2022年，第一名较第二名市占率高出23%，而7年前仅高出8%。

作为全球领头羊，宁德时代自2017年起超越松下成为全球动力电池使用量第一之后，连续6年保持冠军地位。几乎所有的一线车厂都将宁德时代作为最重要的供应商。

这样的行业奇迹背后，到底是什么？也许这对更多的企业发展有一定的参考意义。

和光伏、电动车一样，锂电池也不是中国人发明的，这意味着中国最开始发力电动车时，在技术层面是比较受限的，因此给了别人可乘之机。

十几年前，拥有磷酸铁锂专利的加拿大魁北克水电公司以专利为由，想要来中国敲竹杠，但好在经过协会和政府部门的据理力争，对方的计谋被合理化解，这也为之后行业的发展扫除了阴霾。

2012年，宁德时代硬啃下800页德文技术文档，拿下宝马订单。中国的锂电产业开始有能力对齐全球汽车的品质和制造规范。

三年后，中国政府发布新一轮新能源车补贴政策，首次将电池系统能量密度纳入考核标准，加速了电池厂的技术创新。

在电池领域，材料和化学体系的基础研究是提升性能的关键。

这是一种微妙的平衡，需要综合电化学、材料学、机械、热应力、安全性、可靠性和制造性等综合要求，探索出最适合的解决方案。

企业需要一直在不同元素之间以及正极、负极、电解液和隔膜之间寻找最佳平衡点，并通过实车数据分析，沉淀出多样性解决方案。

宁德时代最先取得质的突破。2016年，宁德时代在国内率先实现了三元电池装机，2020年给特斯拉供应磷酸铁锂电池，2021年发布第一代钠离子电池，2022年，宁德时代发布了M3P和麒麟电池，今年又在上海车展上发布了单体能量密度达到500Wh/kg的凝聚态电池。

十年前，日韩厂商由于技术先发优势在能量密度等关键指标上领先于中国，而中国电池厂则是基于行业发展要求，探索出一条“先磷铁，后三元，再多样化”的逆袭之路。

除了基础的材料研究之外，国内电池厂一直在试图通过结构创新来提高整个电池系统的能力上限。

2016年，宁德时代率先推出了CTP1.0产品，相比于过去的“电芯-模组-电池包”的三级结构，CTP可以直接将电芯集成到电池包中，以此来提高系统的集成度和空间利用率。CTP1.0产品的推出，让宁德时代在商用车领域大获成功，宇通、戴姆勒等一众商用车厂商都成了宁德时代的铁粉。

去年，宁德时代发布的第三代CTP产品：麒麟电池，体积利用率突破72%，能量密度可以达到255Wh/kg，可以让纯电动乘用车实现1000公里续航，同时实现了安全、寿命、效率以及低温性能的全面提升，麒麟电池因此也被美国《时代》周刊评为2022年最佳发明。

如今，磷酸铁锂加CTP的组合，正在成为国际车厂间的一股顶流，倒逼韩系电池厂采取“打不过就加入”的态度，开始宣布研制磷酸铁锂电池产品，试图追赶中国厂家的速度，而麒麟电池的出现，让双方之间的差距不仅没有缩小，反而进一步拉大。

从过去追随别人的脚步，到现在引领行业的发展，宁德时代充分利用了第一性原理的高通量计算，创造了全新的技术体系，实现了产品端的降本增效，与日韩对手的差距拉开到三年以上，促进全球新能源车产业渗透率提高的同时，也在不断拓展锂电池的应用场景。

比如搭载了宁德时代磷酸铁锂电池的轮船已经行驶在水面上，而前不久刚发布的凝聚态电池，后期有望搭载在民用电动飞机上。

从消费电池到动力电池，从电动车到电动船舶和飞机，从家用储能到发电侧储能，中国锂电行业在短短十年时间内真正实现了从跟随到引领，让世界刷新了对中国高科技制造业的认识，也赢得了全球同仁发自内心的尊敬。

在制造业，有一套非常成熟的质量管理方法，俗称“6sigma”，在汽车、手机、芯片等成熟行业被广泛接受。

它的目标是在生产的一百万个产品中，允许出现1-3个不良品。百万分之一看上去已经非常严格，但在动力电池行业却无法及格。

因为一台电动车要用一百多个到数百个甚至数千个锂电池电芯，百万分之一的故障率意味着每一千台或一万台电动汽车就会有一台有严重的安全隐患。所以，动力电池必须做到10亿分之一的故障率。

这无疑是无比艰难的。每一个动力电池的生产都需要20多个大工序，涉及至少6000个质量控制点，任何一个环节有问题都可能影响产品的安全性和一致性。

宁德时代的工程师曾举过一个例子，如果每一层极片的厚度偏差一微米（一根头发丝的直径约为60微米），一块电芯的平均厚度偏差就会超过0.1毫米，一排电芯约为20到30个，累计产生的偏差将会达到2-3毫米，如果采用CTP结构会导致电池包无法顺利组装。

在这近乎不可能的挑战下，作为行业领头羊的宁德时代从在2017开始了智能制造战略，并在2020年正式提出了“极限制造”的概念，将锂电池电芯单体失效率从过去的DPPM（百万分之一）升级为DPPB（十亿分之一）。这在人类的大规模制造史上，还属于无人区，因为从没有人做到过。

过去八年里，宁德时代一边加大研发支出，费用累计达到了348亿元，一边在实践中试错与优化，来倒逼制造水平的提升，摸索出独特的锂电的极限智能制造之路。

极限制造的核心就是要让“极高的质量，极复杂的工艺，极快的生产速度”这个不可能三角变成可能，引入智能化技术势在必行。

宁德时代首席制造官倪军曾表示，通过人工经验的判别和调整已经远远达不到生产要求，必须要依托智能化手段，让生产过程自适应，针对来料波动以及设备温度变化，产线能根据不确定性因素不断寻优，从而实现极限制造的目标。

为此，宁德时代不仅自研搅拌系统和关键装备，投资上下游产业链公司，打通数据壁垒，入股芯片企业，招聘培养智能化相关人才，并和英特尔、第四范式、腾讯等公司合作，打造体系化的全流程智能化生产力。目前，宁德时代已经拥有了行业最大的人工智能团队。

宁德时代将视觉识别、机器学习、深度学习、数字孪生等各种智能化技术用于不同环节，尤其是在产品在线缺陷检测和研发领域发挥了重要作用，大大提升了产品的一致性和研发效率，减少了人力。

比如，宁德时代旗下的四川时代凭借高精度的视觉检测设备以及智能化技术，可将焊接缺陷识别精度提升至微米级；智能化技术用于卷绕工序超高转速、隔离膜遮挡膜片的极复杂工况，可识别极耳工艺的所有缺陷。

在各种最新技术的加持下，宁德时代2021年起就可以实现单个电芯1.7秒的生产速度，产品缺陷率仅为十亿分之一，破天荒地实现了PPB的生产质量，并且将劳动生产率提高了75%，能源消耗降低了10%。

智能化技术和传统制造的结合使得宁德时代成为电池行业中第一个获得“灯塔工厂”称号的企业，要知道全球所有的制造业也仅有100多家灯塔工厂。

而在供应链端，宁德时代也充分发挥了产业链“链主”的角色，利用数字化手段为上游赋能，深入了解他们的生产流程、工艺和设备状况，建立了一套完整的追溯极致，保证上下同心，高效作战。

马斯克曾说，特斯拉最重要的产品并不是年销百万辆的Model 3和Model Y，而是超级工厂，换言之，就是它过去二十年沉淀下来的生产工艺和制造体系。

或许在宁德时代看来，它们最重要的产品也不是某种电芯或者是电池包，而是支撑这种产品的智能制造体系和极限生产能力，而这才是中国动力电池产业能立于世界之巅最重要的原因。

如今，宁德时代时代正在将这种制造能力带到更多地方，赋能给全球更多伙伴，和特斯拉一道，加速全世界向可持续能源转变。

一颗小电池背后是一个庞大的系统，它串联着上游的矿主，中游的材料和设备厂，以及下游的整车厂和消费者，而要打通整个产业链，不是一家企业，甚至一个国家就可以的。

过去两年，国内几乎所有的头部电池厂都在加快出海的步伐，建厂的建厂，买矿的买矿。宁德时代也在给出自己的示范。

在资源端，宁德时代过去五年在海外投资了不少矿产资源。它没有将资源国仅作为一个原材料出口基地，而是通过深度合作来为本地社区创造更多就业和产业附加值，打造一种可持续的、友善的生态关系。

2018年，宁德时代旗下的邦普、联合青山实业、格林美等公司，在印尼成立合资公司，去年又和印尼当地两家公司合作，共同投资近60亿美元在当地打造动力电池产业链项目。

今年，宁德时代牵头一个企业联合体，计划初期要在玻利维亚投资10亿美元推动电池产业链建设。玻利维亚总统称此举让该国走上了利用其宝贵资源的正确道路，有望助其实现新型工业化梦想。

在客户合作上，宁德时代会根据对方的需求来确定合作模式，打破过去单纯卖产品的合作惯例。

除了为欧洲客户建立德国和匈牙利两间超级电池工厂之外，宁德时代还将CTP技术授权给了韩国现代起亚、泰国Arun Plus，与福特的创新业务模式，以及与越南Vinfast合作电动底盘技术。

这些合作事例说明，开放的心态和合作共赢的意识，就会在国际化的道路上走得更稳，更远。

过去三十年，中国向世界提供了无数物美价廉的产品，包括衣服、玩具、家具、家电和手机等等，对世界经济的高速发展起到了重要作用，也让Made in China成为世界上认知度最高的标签之一。

联合国观察未来5年全球气温将创下新纪录。在碳中和和碳达峰的大背景下，绿色经济搭台，光伏、动力电池、电动车唱戏，它们成为世界经济新旧动能转换的关键力量，对中国制造业来说，“Create In China For The World”这是时代的呼唤，更是历史的选择。

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