為迎接新一輪動力電池擴產(chǎn)周期,備戰(zhàn)TWh時代,國產(chǎn)裝備企業(yè)還需在技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品性能、智能制造下功夫,完善設(shè)備的穩(wěn)定性、精度等,并積極探索成本控制、質(zhì)量把控及與上下游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的協(xié)同合作。
頭部動力電池企業(yè)的新一輪產(chǎn)能擴張,對于制造裝備的需求正發(fā)生巨大變革。
寧德時代董事長曾毓群在2020高工鋰電年會上就表示,極限制造創(chuàng)新目標(biāo)要從ppm級別向ppb級別提升,從6西格瑪進一步向9西格瑪靠攏。
要想達到這樣的目標(biāo),對于中國鋰電設(shè)備企業(yè)是巨大的挑戰(zhàn)。
科瑞科技總經(jīng)理李曉波認為,為迎接新一輪動力電池擴產(chǎn)周期,備戰(zhàn)TWh時代,國產(chǎn)裝備企業(yè)還需在技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品性能、智能制造下功夫,完善設(shè)備的穩(wěn)定性、精度等,并積極探索成本控制、質(zhì)量把控及與上下游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的協(xié)同合作。
鋰電設(shè)備四大發(fā)展趨勢
一、設(shè)備國產(chǎn)化率大幅提升,動力電池單產(chǎn)線產(chǎn)能投資快速下降,設(shè)備國產(chǎn)率超9成。
整體來看,2015年到2020年鋰電設(shè)備市場容量大幅提升,需求規(guī)模由120億元提升至2020年超280億元,增長了近2.5倍。
同時,每GWh設(shè)備的投資額也在大幅下降,2015年每GWh產(chǎn)線的設(shè)備投資金額約8-10億元,到2020年該數(shù)據(jù)變?yōu)?-2.3億元/GWh,出現(xiàn)了約4倍的降幅,且有望繼續(xù)下探。
設(shè)備的國產(chǎn)化率水平逐漸提高,2015年70%,到現(xiàn)在很容易實現(xiàn)90%的國產(chǎn)化率,未來100%也是可預(yù)期的。而且卷繞機、裝配線等關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)已逐步進入海外供應(yīng)鏈。
二、技術(shù)逐步成熟,性能大幅提升。國產(chǎn)涂布機、卷繞機等關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)已達到國際水平。
國產(chǎn)鋰電生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)和性能大幅提升,如涂布機寬幅從500mm、800mm到1500mm,且持續(xù)快速上升,并且涂布機速度也有接近5倍的提升,PACK生產(chǎn)效率也有近6倍的提升。
不過,國產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性和精度較國外設(shè)備還有些差別。如圓柱電池的裝配一直是國內(nèi)設(shè)備廠家心中的痛,裝配速度與日韓企業(yè)有較大差別,并集中在設(shè)備的穩(wěn)定性和精度上。
但在價格、交期及售后服務(wù)等指標(biāo)上,國內(nèi)設(shè)備企業(yè)均大幅領(lǐng)先國際競爭對手。
三、日韓電池企業(yè)導(dǎo)入中國設(shè)備。
全球鋰電設(shè)備企業(yè)主要分布在中日韓,日韓發(fā)展快,技術(shù)相對先進,中國憑借新能源汽車市場帶動,已成為全球規(guī)模最大的鋰電設(shè)備市場。
為保證電池穩(wěn)定性、一致性,日韓電池企業(yè)設(shè)備供應(yīng)商仍以本土企業(yè)為主,受中國市場快速發(fā)展影響,正逐步導(dǎo)入中國鋰電設(shè)備供應(yīng)商。
相信,隨著第二波動力電池?zé)岫绕饋?,歐洲和美國本土產(chǎn)能將有突破性增長,中國設(shè)備企業(yè)迎來新機遇。
四、設(shè)備企業(yè)全球化需加強專利布局。
鋰電設(shè)備是非標(biāo)化產(chǎn)品,一般定制化,與下游客戶共同開發(fā),產(chǎn)品粘性高;隨著電池需求大幅上升,規(guī)模效應(yīng)逐步顯現(xiàn),鋰電設(shè)備將向標(biāo)準(zhǔn)化、無人化、智能化發(fā)展。
而頭部企業(yè)憑借前期產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)及性價比,已逐步進入海外電池企業(yè)供應(yīng)鏈,但仍需加大專利知識產(chǎn)權(quán)布局。
不過,國內(nèi)設(shè)備企業(yè)未來一旦走出去,要特別小心專利布局、知識產(chǎn)權(quán),否則可能走出去了,但步子邁不出來。
三大要素解決行業(yè)關(guān)鍵痛點
設(shè)備本質(zhì)上提供的是一個過程,即如何把零部件轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品,把材料轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品,這個是過程或者說設(shè)備需要解決的核心問題。李曉波的判斷是,針對行業(yè)的關(guān)鍵痛點,離不開三個關(guān)鍵詞:成本、質(zhì)量、協(xié)同。
首先,成本顯然是一個非常重要的參考因素,建議重點關(guān)注設(shè)備全生命周期的擁有成本和設(shè)備速度提升。
過去談到設(shè)備價格下降,只是談獲得成本,但整個設(shè)備生命周期中,擁有成本也十分可觀。這就需要減少設(shè)備全生命周期無效時間,重點關(guān)注易安裝、免維護和快換型三點,全面解決全生命周期成本的痛點。
如安裝做不到即插即用,但盡量提供敏捷調(diào)試,能夠快速讓設(shè)備發(fā)揮全產(chǎn)能;在維護上做到預(yù)防性維護,避免設(shè)備出現(xiàn)問題后去維護,利用數(shù)字孿生及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、傳感等技術(shù)去分析設(shè)備運行情況,預(yù)測設(shè)備故障模式,及時去處理,避免設(shè)備停機。
解決客戶擁有設(shè)備無效時間的另一個途徑是換型,因電池某種程度上很難將其作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,電池廠家經(jīng)常要根據(jù)主機廠需求做換型,設(shè)備如何配合換型,做到一鍵換型,也是值得思考的地方。
控制成本的另一個方向是提高設(shè)備速度。前面提到的圓柱電池生產(chǎn),國內(nèi)設(shè)備和日韓設(shè)備在速度上有2-3倍的差距,高速度的設(shè)備價格高些,但均攤到單個產(chǎn)品的單位成本其實是下降的。
因此,企業(yè)應(yīng)該通過高速同步的控制、高速模塊開發(fā)、整線系統(tǒng)設(shè)計以及瓶頸模塊化優(yōu)化來提升設(shè)備速度,甚至整個產(chǎn)線均衡的產(chǎn)出。
其次在質(zhì)量控制領(lǐng)域,產(chǎn)品質(zhì)量確定后,所謂質(zhì)量就是提高一致性,而產(chǎn)品一致性受到過程一致性和零部件一致性影響。
如何提高設(shè)備一致性?讓設(shè)備更加精密?很重要的一點就是讓設(shè)備運行的各項參數(shù)越來約分布在公差的中心,而不僅限于滿足復(fù)合公差。如億緯鋰能董事長劉金成提到到的0.01ppb,如果談CPK指數(shù)應(yīng)該是2.26。
另外,最終產(chǎn)品質(zhì)量把控還需讓實時全步驟全樣本檢測成為現(xiàn)實。
電池自動化生產(chǎn)過程中,實時檢測可縮短反饋周期,即時決策,而非產(chǎn)品生產(chǎn)出來或階段制造才做檢測。此外,目前已經(jīng)到了一個質(zhì)量全知時代,質(zhì)量全知讓我們通過大數(shù)據(jù)分析建立一個靈活,接近真實世界的質(zhì)量模型,促進最終產(chǎn)品質(zhì)量提升。
最后一項是協(xié)同,關(guān)鍵是上下游產(chǎn)業(yè)鏈深度交互,共進共贏,建議設(shè)備廠商早期介入,提前介入到產(chǎn)品的部分開發(fā)或開發(fā)全過程。
目前解決問題的模式基本是上游客戶出題,設(shè)備廠商來解題,知其然,但不知其所以然。如果大家能共享產(chǎn)品開發(fā)背景,共同破題,甚至改變題設(shè),解決問題必將更加有效。
此外,協(xié)同領(lǐng)域還需關(guān)注全局規(guī)劃,提到“慢就是快”,不是說真的慢下來,而是適當(dāng)時候慢下來,最終將取得一個全局“快”,用老話說就是磨刀不誤砍柴工。
假設(shè)把設(shè)備發(fā)揮效應(yīng)分為設(shè)計、驗證和交付三個階段,現(xiàn)狀是前兩個階段非???,但花了大量的時間現(xiàn)場陪產(chǎn),設(shè)備遲遲不能達到滿產(chǎn)狀態(tài),主要是缺乏足夠的系統(tǒng)驗證,浪費客戶大量時間。如果能夠為設(shè)計和系統(tǒng)分配更多時間,全局其實是更快的。
而歐美客戶在這個領(lǐng)域經(jīng)驗十分豐富,國內(nèi)企業(yè)還需做好這一點,才能避免起個大早,趕個晚集。
原標(biāo)題:面向TWh時代的中國鋰電裝備“向上之路”