CATL Wu Kai: يجب أن تسرع صناعة البطاريات في تشكيل "قوى إنتاجية جديدة عالية الجودة"

في العام ، عندما تكون هناك طاقة زائدة نسبياً ومنافسة شديدة ، أين هي الفرص والنمو الجديد لشركات بطاريات الطاقة ؟ هذا سؤال مهم يواجه شركات بطاريات الطاقة. من خلال دراسة انعكاسات وممارسات الشركات الرائدة في الصناعة ، مثل CATL (شركة تكنولوجيا أمبير المعاصرة ، محدودة) ، يمكننا تعلم بعض الأساليب والخبرات.

في الآونة الأخيرة ، صرح وو كاي ، كبير علماء CATL ، في المنتدى الدولي حول علوم الطاقة الجديدة وكهربة النقل أن بطاريات الطاقة الصينية قد حققت بالفعل الريادة العالمية في المرحلة الحالية. للحفاظ على هذه القيادة ، تحتاج الشركات إلى إجماع موحد وضمان التنمية المستدامة لكل من القيادة والصناعة. وهذا يتطلب من شركات بطاريات الطاقة امتلاك "إنتاجية جديدة ذات جودة".

يتطلب مفهوم "الإنتاجية الجديدة ذات الجودة" أن تكون جديدة وذات جودة عالية. تتطلب الإنتاجية التقليدية كمية كبيرة من مدخلات الموارد وتستهلك عمومًا الكثير من الطاقة. جودة إنتاجية جديدة بلا شك تتطلب تحسين الكفاءة والجودة. يشمل البحث والتطوير لبطاريات الطاقة في صناعة الطاقة الجديدة مواد عالية التقنية. أولاً ، الإنتاج على نطاق واسع مطلوب للحصول على نتائج فعالة. ثانيا ، هناك عدم تجانس عالية. تحدد هذه الخصائص أن هذه الصناعة تحتاج إلى تسريع تشكيل إنتاجية جديدة للجودة.

في وجهة نظر وو كاي ، بطاريات الطاقة لديها إمكانات تطبيق كبيرة في مجالات النقل البري والبحري والجوي. لذلك ، تحتاج شركات البطاريات إلى تحسين جودة إنتاجيتها لاغتنام هذه الفرص.

ما هي الفرص الجديدة التي تجلبها الكهرباء الشاملة ؟

عند النظر إلى التطبيق في النقل البري والبحري والجوي ، فإن كهربة النقل البري "تضرب المسرع".

في مجال مركبات الطاقة الجديدة ، هناك قوتان دافعتان. أولاً ، يزداد معدل الانتشار السنوي لسيارات الركاب بشكل كبير ، وتحول السوق من كونه مدفوعًا بالسياسة في الماضي إلى المرحلة الحالية التي يحركها السوق.

ثانياً ، حققت نماذج المركبات الكهربائية تغطية شاملة عبر مختلف السيناريوهات ، بما في ذلك نقل الركاب على الطرق ، والتسليم الحضري ، والنقل الثقيل ، وآلات البناء. في البداية ، سيطرت الصين واليابان وجنوب كوريا على سوق البطاريات ، لكن الصين أخذت زمام المبادرة بشكل كبير. في الأشهر الأخيرة ، حتى لو استبعدنا بطاريات الطاقة في السوق الصينية ، لا تزال CATL في المركز الأول في السوق الخارجية.

لقد ضغط قطاع النقل البحري على "زر البدء". في حين أن هناك أكثر من 35 مليون سفينة على مستوى العالم ، فإن فقط منهم سفن كهربائية معتمدة. شهدت السنوات الأخيرة زيادة كبيرة في شحنات بطاريات الليثيوم للاستخدام البحري. على سبيل المثال ، توجد السفن الكهربائية في أنهار اليانغتسى واللؤلؤ ، وتهتم مواقع في الخارج مثل سنغافورة بعينات بطاريات السفن. تتوقع بعض المؤسسات أنه بحلول ، سوف يتجاوز الطلب الصيني على بطاريات الليثيوم في السفن الكهربائية 11 جيجا وات/ساعة.

يمكن وصف حالة المجال الجوي بأنها في وضع "الاستعداد". في الآونة الأخيرة ، أصدرت أربع وزارات بشكل مشترك "مخطط تطوير صناعة الطيران الأخضر" ، الذي يحدد مسار تطوير الصناعة. في النصف الأول من هذا العام ، أصدرت CATL بطارية جديدة في الحالة الصلبة بكثافة طاقة أحادية الخلية تبلغ 500 وات/كغ ، مما حقق نسبة عالية من أداء البطارية وأمانها. هذه البطارية ، بتكلفة عالية ، مناسبة حاليًا لمجال الطيران. تتعاون الشركة في تطوير مشاريع الطائرات الكهربائية المدنية. تلتزم معايير الطيران واختبارات الشركة بإرشادات الصناعة. تم تسليم العينة الأولى بنجاح ، ومن المقرر إجراء العينة الثانية في نهاية هذا العام ، مما يدل على نتائج واعدة في الاختبارات الداخلية.

باختصار ، من المتوقع أن تدخل صناعة بطاريات الطاقة عصر "TWh" هذا العام ، متجاوزة السنوات السابقة عدة مئات من GWh إلى حوالي 1TWh. وفقًا لتوقعات مختلفة ، من المتوقع أن تتجاوز السعة المركبة لبطاريات الطاقة 5 وات في الساعة ، مما يشير إلى إمكانات كبيرة لسوق الكهرباء.

كيفية تشكيل إنتاجية جديدة الجودة ؟

الابتكار هو المفتاح ؛ وتعزيز قدرات الابتكار الأساسية يتطلب استثمارات عالية ، وموهبة قوية ، والتركيز على براءات الاختراع ، والتعاون المكثف.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الانتقال السريع إلى الرقمنة والذكاء أمر بالغ الأهمية ، خاصة في صناعة البطاريات القيمة. على سبيل المثال ، مجموعات واسعة من المواد requirنماذج رياضية لتسريع عملية الاختيار من ملايين المواد. يمكن للخوارزميات تحسين النتائج وتحسينها بشكل متكرر.

ما هو العامل الحاسم في منافسة المرحلة التالية لبطاريات الطاقة ؟

سيكون البحث والتطوير في المواد هو العامل الحاسم في المرحلة التالية من منافسة بطاريات الطاقة.

أولا ، ما وراء المواد ، هناك حاجة إلى المحاكاة والنمذجة للتطبيق العملي للمواد الكهربائية الكهروكيميائية الإيجابية والسلبية وخلايا البطارية. اعتمد تطوير منتج البطارية السابق على اختبارات بسيطة ، مثل اختبارات إساءة الاستخدام للسلامة ، والاهتزاز في ظروف معينة ، واختبارات التصادم-غالبًا ما تكون محاكاة ثابتة لعدد قليل من المعلمات.

ومع ذلك ، فإن السيناريوهات المتطرفة في العالم الحقيقي ، مثل حرائق السيارات ، عادة ما تكون نادرة ومتعددة العوامل ، وتشمل عناصر متعددة بدلاً من عامل واحد. يعد الاختبار الديناميكي حول دورة حياة البطارية بالكامل ، مع الأخذ في الاعتبار سيناريوهات الاستخدام الفعلي ، أمرًا بالغ الأهمية. صممت الشركة اختبارات مستهدفة لمختلف المشكلات التي قد يواجهها المستهلكون ، مثل التأثيرات على الجزء السفلي من السيارة أثناء القيادة أو دخول الماء أثناء هطول الأمطار الغزيرة ، بدلاً من اختبار ثابت فردي.

ثانياً ، يجب ألا يقتصر تطوير البطارية على مرحلة استخدام محددة ولكن يجب أن ينظر في دورة الحياة بأكملها على مستوى العالم.

الهدف هو زيادة قيمة البطارية إلى أقصى حد ، مع التأكيد على الحاجة إلى تعزيز جهود إعادة تدوير البطارية لتحقيق فوائد بيئية واقتصادية.

ثالثاً ، من الضروري استكشاف الاستخدام الإضافي. الاستخدام الإضافي له قيمة في استخدام المركبات الكهربائية ، أقرب إلى الضغط على كل قطرة زيت. يمكن للشركات التي تنتج بطاريات عالية الجودة مع تدهور فقط استخدام ما تبقى منها لأغراض إضافية. يزيد هذا النهج من قيمة البطارية ويقلل التكاليف.

يجب أن يكون البحث والتطوير للإنتاجية الجديدة ذات الجودة قوية. على الرغم من أن زيادة تكاليف البطارية هي الحد الأدنى ، فإنها يمكن أن تعزز بشكل كبير جوانب الأداء المختلفة. على سبيل المثال ، يمكن لزيادة التكلفة مضاعفة عمر البطارية ، مما يمثل قيمة كبيرة. ولذلك ، فإن الجهود التعاونية داخل الصناعة ضرورية لهذا المشروع الواعد.

كيف يمكن دمج ابتكار البطارية في العديد من الصناعات ؟

أصبحت البطاريات وحدة أساسية وداعمة في نظام الطاقة الجديد ، مما يتطلب تعاونًا عميقًا عبر مختلف القطاعات.

على سبيل المثال ، تعد مكملات الطاقة جانبًا مهمًا للمستخدمين ، مع الرغبة في قدرات الشحن السريع والفائق مثل إعادة التزود بالوقود. طريقة أخرى هي تبديل البطارية. لماذا تعمل CATL بنشاط على تعزيز تبديل البطارية ؟ بالإضافة إلى فوائد تبديل البطاريات ، فإنه يعالج مشكلة التكلفة العالية في السيارات الكهربائية ، والتي تعزى أساسًا إلى ارتفاع تكلفة البطاريات. من خلال السماح للمستخدمين باستئجار البطاريات بدلاً من شرائها ، يمكن تحقيق وفورات كبيرة في التكاليف. ومع ذلك ، يتطلب تبديل البطارية دراسة متأنية ، وهو أمر ضروري للقدرة التنافسية للسوق لهذا النموذج التجاري. طالما يتم تناول طول العمر ، فإن نموذج العمل هذا له مستقبل مشرق.

تبديل البطارية يجلب أيضا فائدة إضافية. كما ذكر سابقًا ، يزيد الاستخدام التدريجي للبطاريات من قيمتها ، وإذا تم تخفيف المخاوف المتعلقة بالعمر الافتراضي من خلال تبديل البطارية ، فلا توجد حاجة للتقاعد. في نموذج أعمال تبديل البطاريات ، لا يمثل الاستخدام الإضافي مشكلة نظرًا لأن البطارية قيد الاستخدام المستمر ، مما يجعلها اتجاهًا ذا قدرة تنافسية عالية في السوق. طالما تتم معالجة طول العمر ، فإن هذا النموذج التجاري له مستقبل واعد.

ما الحاجة إلى تكامل البطارية ؟

لماذا ترغب شركة CATL في دمج أنظمة الشاسيه الذكية ؟ هدف الشركة هو فصل الهيكل عن الجزء العلوي من الجسم ، ليس فقط من الناحية الهيكلية ولكن أيضًا من حيث التكلفة. تهدف الشركة إلى تقصير دورة تطوير شركات تصنيع السيارات بالكامل. على سبيل المثال ، استغرق تطوير سيارة جديدة في الأصل 3-4 سنوات ، ولكن مع هذا المنتج المتكامل ، يمكن تطويره في غضون عام.

ما هي التحديات المتبقية في تحقيق كثافة طاقة عالية لبطاريات الطاقة ؟

هناك طرق مختلفة لتحقيق كثافة الطاقة في البطاريات ، ويمكن أن تتعايش دون صراع. أحد الطرق الشائعة حاليًا هو بطاريات الحالة الصلبة ، والتي توفر كثافة طاقة عالية. على سبيل المثال ، يستخدم قطاع الطيران أيضًا طرقًا مماثلة لتحقيق 500 وات/كغ ، وتعمل CATL بنشاط على البحث والتطوير في هذا المجال. قد يكون الإنتاج الضخم ممكنًا بين من من من ومن ومن ومن.

ومع ذلك ، لا تزال هناك تحديات:

أولا ، قضية التشعبات الليثيوم. النمو فيتشعبات الليثيوم مشكلة كبيرة ، ويمكن أن تؤدي الدائرة القصيرة إلى الفشل. قامت شركة CATL بتطوير تقنية تحسين الواجهة لجعل تشعبات الليثيوم موحدة نسبيًا ، مما يمنع تكوينها. حققت الشركة نتائج جيدة ، مما سمح لكثافة البطارية بالوصول إلى 20 مليمتر مربع لكل سنتيمتر مربع دون تشكيل تشعيرات الليثيوم.

ثانياً ، مسألة الصلابة. بما أن كل شيء في الحالة الصلبة ، فقد تنفصل المواد الجسيمية ، وتزيد الكثافة. قامت شركة CATL بتطوير تقنية شبكة التوصيل ثنائية الطور ، مما يعزز بشكل كبير استقرار واجهة الحالة الصلبة. وفقًا للبيانات المختبرية ، يمكن أن تحقق البطاريات في الحالة الصلبة بالكامل في خلايا صغيرة. ومع ذلك ، عندما يتم تكبير الخلايا ، فإنه غير ممكن حاليًا. ومع ذلك ، تعالج الشركة هذه التحديات تدريجيًا وهي واثقة من التغلب عليها ، وتحرز اختراقات مستمرة في التقنيات الجديدة.