服务项目

宁德时代魏奕民:动力电池研发方法论及下一代技术新机遇

2022年6月15日,GTM2022-动力电池产业线上论坛顺利举办。

本届论坛是由科技出行产业创新服务平台亿欧汽车主办的GTM2022年度主题论坛之一,并由北京大学光华管理学院高层管理教育中心作为学术支持,锂解作为产业数据合作平台。来自业界的核心动力电池厂商、主机厂、上下游企业负责人、投资人等多位嘉宾共话动力电池产业格局。

在本届论坛上,宁德时代21C创新实验室数智化研发中心主任魏奕民发表了以《动力电池研发方法论及下一代技术新机遇》为主题的演讲。他在演讲中表示:

1、在全球电动化加速背景下,锂电池的出货量也迎来爆发式增长,万亿市场机遇正在迎面加速而来。

2、只有不断挑战和提升自身的极限制造能力和质量监控体系,将动力电池的失效率控制到PPB级,才有能够真正满足日益复杂的市场应用需求。

3、宁德时代率先推出了四大创新体系构想,力图在材料体系、系统结构、极限制造和商业模式等四个方面建立全面的创新优势,应对碳中和背景下的行业发展挑战。

以下为魏奕民的演讲原文(有删改):

尊敬的各位嘉宾、各位专家以及线上的朋友们,大家下午好!

我是来自宁德时代21C创新实验室的魏奕民。

很荣幸有机会在这个平台上跟大家分享宁德时代在动力电池研发方面的一些进展。

接下来我将简要介绍目前动力电池市场目前所面临的机遇和挑战,讨论当前动力电池研发模式所面临的困境,以及宁德时代在创新模式方面的一些思考与探索。

近年来,为了应对越来越紧迫的全球变暖的环境威胁,全球各国纷纷推出各自的碳中和战略,其中包含了多项汽车排放标准法案。例如欧盟去年发布的 “Fit for 55”气候立法提案再次明确要求,到2035年,所有进入欧洲市场的新车必须满足零排放要求。拜登政府也签署行政令,设定美国到2030年,零排放汽车销量达50%的目标。

各国频频出台有利于刺激新能源汽车发展的政策法案,其根本原因在于近几年电动汽车在市场中的实际表现远远超过预期。去年我国新能源乘用车的渗透率快速的从年初的6%升至14%以上,欧洲去年的渗透率年初为14%,最高点也到了23%,年平均渗透率则高达20%。

强劲的市场表现也给车企带来了更强大的信心,我们的主要整车合作伙伴都在不断地刷新和提高各自的电动化目标。

与此同时,权威机构预测未来三十年,全球在交通和充电设施领域的年均投资预计将从17-19年的每年670亿美元增长到每年2880亿美元,电动汽车无疑将迎来飞速发展的黄金时期。

在全球电动化加速背景下,锂电池的出货量也迎来爆发式增长,多个机构预测,2024年锂电池产业就将提前进入到TWh时代,万亿市场机遇正在迎面加速而来。

然而面对巨大的市场机遇窗口期,是不是所有蛋糕都是唾手可得呢?答案显然是否定的!

实际上我们看到目前电动汽车用户仍然面临诸多核心痛点,例如续航里程焦虑、购买成本焦虑、电车安全焦虑、充电时间焦虑、低温掉电焦虑以及残值焦虑等等,而这一切焦虑的根源,实际上都可归结为对动力电池技术提升的核心市场诉求!

首先前所未有的多元化、大规模的市场交付,对动力电池厂家的产品设计和制造能力提出了巨大挑战,这已经成为电动车市场充斥安全焦虑和残值焦虑困扰的根本原因。

我们认为只有始终不断挑战和提升自身的极限制造能力和质量监控体系,将动力电池的失效率控制到PPB级,才有能够真正满足日益复杂的市场应用需求。

另一方面,尽管当前的电动汽车在驾驶体验、使用成本等方面已经可以与燃油车一较高下,但在巨大的市场竞争压力下,谁能用上更高性能、更低成本的锂离子电池技术,已然成为各大新能源汽车品牌激烈争夺的重要阵地。这点从近年来行业中不断爆出的各种下一代电池技术量产时间表的“画饼”现象中可见一斑。

在这样激烈的市场需求环境之下,要保持领先、可持续的技术竞争优势,意味着动力电池研发领域必将获得更多的资源投入,然而如何提升研发投入的有效性是所有玩家所必须面对的重要问题。

正是在这样百年一遇的机遇和挑战下,宁德时代率先推出了四大创新体系构想,力图在材料体系、系统结构、极限制造和商业模式等四个方面建立全面的创新优势,应对碳中和背景下的行业发展挑战。

四大创新领域中,长期来看,材料体系创新面临的挑战最大,因为它伴随许多更深层次的科学问题的探索,若按照传统的科研转换路径,其技术转化周期往往以五年、十年为基本单位,并且面临极大的不确定性。因此如何把科学和技术进行更好的结合,成为摆在所有企业面前的一道难题。

为应对这一巨大挑战,宁德时代于2020年全面启动21C创新实验室的建设工作,规划五年投入33亿,同时在上海、厦门等地布局研发分中心,聚集全球顶尖科研人才,力求在市场需求的引领下,摸索一套更为高效的创新孵化机制,迎接新世纪能源变革挑战。

围绕21C创新实验室的建设,宁德时代首先将在前沿和应用基础研究方面进一步加大投入布局,构建连接工程技术与基础科学研究的桥梁,聚焦动力电池研究领域,打造覆盖前沿基础研究、应用基础研究、产业技术研究和产品孵化的全链条一体化创新体系。

同时为了真正实现前沿科技创新到产品应用转化的无缝衔接,构建领先的数字化、智能化研发平台是不可缺失的关键环节。

多年来宁德时代始终致力于将模拟仿真、大数据、云计算和人工智能嵌入到动力电池研发的各个环节,力图实现从材料元素设计到电池系统产品的多尺度、全方位理性设计。

基于这样的思考,我们目前已经在21C创新实验室建立起一个系统的数智化研发平台。该平台包括了从材料模拟——多尺度仿真——高通量工作流——人工智能技术——研发数据数字化——全链条数据库以及数据标准规范与协同等多个方面,可以大大加速电池基础研究向产业化转化的研发效率。

以动力电池中的电解液添加剂分子设计为例,我们借助先进的算法和强大的算力,结合微观机理认知设定科学筛选条件,从海量的分子基因数据库中筛选出理想的目标分子,并在实际产品中进行快速应用验证,获得了多个性能优势显著的新型添加剂分子。

在材料创新方面,除了开发新体系,我们也基于密度泛函理论的第一性原理,通过高通量计算精准定位出全新掺杂元素,将其嵌入传统材料,实现现有材料的全面改性升级,使得工作电压、能量密度等指标进一步提升,使传统材料焕发新生。

除此之外,我们还在先进负极材料体系以及电解液体系优化方面取得了一系列技术突破,大幅提升了动力电池在快充、长寿命和高安全等方面的性能优势。

依托在系统层级的模拟仿真能力,我们还超前提出了AB电池概念,突破单一材料体系性能边界,实现不同材料化学体系电芯的系统兼容,打造更安全、更高能、更精准的新型电池包系统,适配更多可能的电动车应用场景。

另外我们于今年推出了最新的CTP3.0——麒麟电池包技术。在相同的化学体系、同等电池包尺寸下,麒麟电池包的电量,相比4680系统可以提升13%,其整体能量密度、体积效率继续引领行业最高水平。

综上所述,在市场需求迎来爆发式增长、技术迭代升级不断加快的大环境下,宁德时代将坚定不移地通过数智化研发模式的创新,引领行业加速迈向锂电Plus的时代,为推动中国动力电池产业由并跑走向领跑贡献自己的一份力量!

我的报告到此结束,谢谢大家!

 
易点彩票平台,易点彩票官网,易点彩票网址,易点彩票下载,易点彩票app,易点彩票开户,易点彩票投注,易点彩票购彩,易点彩票注册,易点彩票登录,易点彩票邀请码,易点彩票技巧,易点彩票手机版,易点彩票靠谱吗,易点彩票走势图,易点彩票开奖结果


Powered by 易点彩票 @2018 RSS地图 HTML地图