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宁德时代：科技创新引领中国锂电力量

时间:2020-08-01 17:50来源:中国电池联盟 作者:苍海
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       宁德时代科技股份有限公司（以下简称“宁德时代”）的崛起，堪称神话。
 
       宁德时代是全球领先的锂离子电池研发制造公司，公司专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售，致力于为全球新能源应用提供一流解决方案。公司在电池材料、电池系统、电池回收等产业链关键领域拥有核心技术优势及可持续研发能力，形成了全面、完善的生产服务体系。2018年6月，公司于深圳证券交易所上市，股票代码300750。
 
       截至2019年末，公司共有26,775名员工，总部位于中国福建省宁德市，并在中国北京、江苏、青海和四川，以及德国慕尼黑、法国巴黎、日本横滨、美国底特律、加拿大温哥华等地设有子公司。此外，公司在福建省、江苏省、青海省和四川省布局了电池生产制造基地，首个海外工厂落户于德国埃尔福特，目前正在建设中。
 
       2019 年，公司营业收入457.88亿元，同比增长54.63%。动力电池系统实现销量40.25GWh，同比增长90.04%，动力电池使用量连续三年排名全球第一（根据 SNE Research 统计）。公司研发实力雄厚，2019年研发费用 29.92亿元，同比增长50.28%，研发精英共有5,364名，其中，博士143名，硕士1,943名。研发能力涵盖材料研发、产品研发、工程设计、测试分析、智能制造、信息系统、项目管理等各个领域。 
 
       公司拥有电化学储能技术国家工程研究中心、中国福建能源器件科学与技术创新实验室、中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认证的测试验证中心，设立了“福建省院士专家工作站”、“博士后科研工作站”。并承担了“十二五”国家新能源汽车产业技术创新工程项目、“十三五”国家重点研发计划新能源汽车专项项目和智能电网与装备专项项目、国家火炬计划产业化示范项目等国家级项目。先后获得2018年度福建省科学技术进步奖一等奖、2019年度中国汽车工业科学技术进步奖特等奖、2019年度全球新能源汽车创新技术、工信部首批“智能制造标杆企业”等多项荣誉。
 
       公司在坚持自主研发的同时，积极与国内外知名公司、高校和科研院所建立深度合作关系，主导和参与制定了超过50项国内外标准。
 
       创新是企业快速发展的关键。宁德时代高度重视科研创新，截至2019年，公司拥有授权及正在申请的国内外专利合计5,397项。
 
      宁德时代打破行业固有的“单体成组模组再成组电池包”三元动力电池传统三级成组设计思维，发明了CTP高效成组技术，实现两级成组—“单体直接成组电池包”。
 
      当前行业内的三元动力电池成组技术为若干电池单体采用端板、侧板通过焊接或铆接的方案组成模组，然后再由若干模组单独通过螺栓安装组成电池包的传统方式。传统成组技术由于模组数量多、结构复杂、工艺步骤繁多、膨胀力不可控制，导致产品的重量能量密度、寿命和经济性无法满足市场对电动汽车高续航里程、长寿命和高性价比的需求。
 
      CTP技术通过取消传统模组架构，将电池包的重量成组效率从行业平均水平70%提升至80%，体积成组效率从56%提升至65%，零件数量（不含标准件）减少25%。同时，由于减少了传统模组的生产工序，生产效率提高20%。量产电池包重量能量密度超过170Wh/kg，同时在研产品电池包重量能量密度达到215Wh/kg。
 

 
      宁德时代聚焦当前领域凸显的“里程焦虑”、“安全焦虑”、“寿命焦虑”等亟待解决的问题，针对性研发高能量密度、快充、长寿命、高安全性和可靠性等动力电池核心技术，在技术攻关、工程化验证、成果转化落地方面重点研发突破，取得了显著成效。
 
      （1）高能量与高功率密度电池技术
 
      在单体电池开发方面，宁德时代以实施“十三五”国家重点研发计划-新能源汽车专项项目“新一代锂离子动力电池产业化技术开发”为契机，完成了300Wh/kg级的软包电池单体开发，实际比能量达304Wh/kg，安全性满足国标要求，常温循环寿命预计可达1500次，成本小于0.8元/Wh；并在此基础上进一步完成了355标准模组样品的开发、电池系统组装及装车，电池系统样品通过了结构及基本功能测试。
 
      在电池包开发方面，在电池包层面采用一体化集成（CTP）的设计理念，将传统模组与Pack进行集成设计，有限的空间实现电池容量最大化利用，在电池包箱体方面开发高强铝合金拼焊、冲压水冷板钎焊、框架FDS等连接技术，Pack上盖开发超薄PCM复合材料设计，实现同等尺寸箱盖的质量最小化，成功开发出实现电池包比能量达200Wh/kg以上的技术，到世界领先水平。
 
     （2）超短快速充电技术
 
      突破了超短快速充电技术，实现15分钟充满80％电量。在磷酸铁锂体系电池方面，通过阴极采用纳米化的磷酸铁锂，比传统的磷酸铁锂导电性提升10倍以上，在阳极采用“快离子环”修饰技术，充电时锂离子能够快速嵌入，减少快充阳极出现的副产物，满足15分钟将电池电量充满至80%的技术要求；在三元电池方面，聚焦于开发高能量密度的超短快速充电技术，通过系统分解与模块优化提升，成功开发出15分钟将电池快速充电至80% SOC的技术，实现了充电5分钟续航150km，该快充电池技术的产业化可以缓解新能源汽车在个人用户端的充电等待焦虑，对电动汽车的市场普及具有极为重要的里程碑意义。
 
     （3）高寿命电池技术
 
      宁德时代基于“十三五”国家重点研发计划-智能电网技术与装备专项《100MWh级新型锂电池规模储能技术开发及应用》项目成果，开发出满足12000次循环超长寿命的电池产品（存储寿命可达20年），并于2019年9月落地应用于福建闽投电站，是目前国内规模最大的电网侧站房式锂离子电池储能电站。为该电站提供的磷酸铁锂电池是储能专用电池，集电池高安全性、模块集成高一致性及在线监控等多项先进技术于一体，预测服役寿命超20年，整体技术水平行业领先。同时在乘用车电池方面，宁德时代聚焦开发的超长寿命电池全生命周期里程60万公里以上，可满足日常驾驶、运营车、V2G储能及梯次利用等多种应用周期。
 
     （4）电池管理系统精算技术
 
      将荷电状态（SOC）、电池健康状况（SOH）、功率状态（SOP）等算法精度提高到世界领先水平为目标，基于电化学模型推导以及大量电芯测试数据，建立工况后的电芯电压的退极化波动规律的统计学模型，用于快速校正SOC，提高SOC精度，同步快速校正SOP，并通过校正后SOC计算SOH，从而达到SOC、SOP和SOH的快速纠错目标。该算法已在多个车企车型开发中进行了验证，并逐步在BMS软件平台中实现推广。
 
     （5）超强环境适应的电池包设计技术
 
      基于“全方位的电池系统安全设计、运用模拟仿真技术指导电池系统的结构设计和性能优化”的理念，以实现电池系统防尘级别达到IP6X、防水级别达到IPX7，同时可在-30℃-60℃范围内使用为研究目标，从简化电连接件和提升性能出发，开发了集成连接器面板，突破了密封可靠性关键技术，涉及十多处密封界面，涵盖多种密封方式，各界面要求在高低温、高湿、高压、振动、老化等复杂工况下满足IP68密封性能。
 
     （6）电池安全性与耐久性评估技术
 
      将电池管理系统（BMS）主动安全保护与被动防护相结合，深入研究动力电池可能存在的安全失效模式，针对各失效模式输出有效的解决策略并整合到最终产品中。2019年基于深入研究动力电池的安全失效模式，继而BMS在软件层面针对各失效模式输出有效的识别和预警策略。通过提前识别失效风险，实现电池管理系统的主动安全保护和被动安全保护相结合，保障电芯的安全使用和驾乘人员的安全。基于该安全性策略的产品已逐步应用于主流车企的多个项目中，并导入BMS软件平台进行逐步推广。
 
      （7）前瞻布局国际先进动力电池技术
 
宁德时代积极布局国际先进动力电池技术，密切关注着固态锂金属电池、钠离子电池、锂硫电池、锂空气电池、燃料电池等前沿技术的发展。此外，面对不断壮大的储能市场，新型低成本储能电池体系开发逐渐成为焦点。
 

 
      据了解宁德时代未来将持续加强研发投入，不断提升产品性能以满足不同客户的需求。在动力电池产品方面，将逐步提升电池能量密度，提高电动汽车的续航里程，同时开发更成熟的电池快充技术，满足用户对远距离行驶短时间充电的需求。
 
      2020年后疫情时代，是谁在引领着行业的发展和进步，谁赢得了业界的信任、尊重和支持，谁是行业的标杆和典范？答案就在你身边！
 
      2020年8月18-20日，将在广东佛山召开“新基建时代新能源汽车产业创新发展大会暨2020中国锂电池新市场年会”暨中国绿色供应链联盟电池专委会揭牌仪式。宁德时代将参加会议。
      本次大会将围绕“锂电池行业“疫”后新市场”主题展开，深入研判疫情之后产业快速发展之道；高质量探讨在现有市场模式下创新已有应用方式，开辟新应用场景的实践与方法；创新思考以高品质产品站稳新能源汽车与锂电池应用新市场的应对策略。

 

       此外，还将进行“2020锂电池企业技术创新大奖”“2020锂电池产业领军人物大奖”“2020锂电池行业绿色发展优秀品牌奖”三大奖项的评选。最新动态请随时关注电池联盟微信公众号！


(责任编辑：子蕊)
文章标签： 宁德时代 中国锂电
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