2021年9月15-17日，“第三届世界新能源汽车大会”（WNEVC 2021）在海南国际会展中心盛大召开，由中国科学技术协会、海南省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家市场监督管理总局、国家能源局共同主办。本次大会以“全面推进市场化、加速跨产业融合，携手实现碳中和”为主题，邀请全球各国政产学研各界代表展开研讨。

在9月17日下午举办的主题峰会“动力电池关键技术及绿色高效产业生态构建”上，深圳吉阳智能科技有限公司董事长阳如坤发表精彩演讲。

阳如坤从动力电池产业现状、锂电制造面临挑战、电池产业发展规律、电池制造发展趋势四个方面进行分享。阳如坤指出，“光伏+储能”将成为未来全球主流能源，动力电池作为能源战略的心脏，动力电池制造还有很大的质量提升空间，需实现整个制造数据的闭环控制，解决工程基础、工艺模型、控制模型等核心问题，推动智能制造高质量发展。

以下内容为现场致辞实录：

大家好！非常高兴能够跟大家来交流锂电制造方面的一些内容，大家都知道我们吉阳是做装备的，那跟整个电池的工艺和设备就密切相关，今天我讲的内容可能主要还是跟电池本身的制造过程有一些关系，我讲的内容主要是分为4个方面，一个产业的现状，第二个就是制造面临的一些挑战，还有就是我们电池产业发展的一个规律，我想在这里也是跟大家做一个简单的总结，最后就电池制造的趋势跟大家说一说。

从产业的现状来说这个图可能在行业里面有很多，我看到从2018年到2020年，应该说我把它叫做产业的阵痛期，过去我们是说政策驱动到市场驱动的转换期，但是在我看来，更重要的还是在于我们整个产业发展不成熟所导致的结果，从过去的手工生产逐步过渡到自动化生产再到真正意义上智能化生产的过程当中，我们很多技术体系并没有完全建立起来，表现在什么地方呢？我们的标准没有，应该说我们的标准是不全的，还有我们的制造体系并没有建立起来，尺寸规格这些都不太全。还有一点，我觉得从我后面讲的内容你们都会看到，我们在整个对于材料，或者制造和工艺之间的衔接并没有很好地去做推演，在这个过程当中自然而然就会出现整个产业的停摆，今天我们看到了这个产业在飞速增长，是不是这些问题就解决了呢？我个人认为并没有完全解决，这些问题还有待于我们去努力。

从这个产业角度来说，大家可以看到我这里想简单说一下我们未来的前景。大家从光伏可以看到，到2025年光伏的成本已经可以到0.23元，今天光伏的成本已经低于火电成本，高于水电的成本。从未来的发展角度来说，2035年光伏的成本可以预测达到0.15元，从这个角度来说，我们认为所有的能源都可以从光伏里来，这是非常诱人的前景，这也是我们国家或者说领导人在制定这个政策很重要的依据。实际上我们完全可以摆脱对石油和化石能源的依赖，种类上就是成本价市场驱动成为未来整个中国能源转型最重要的一个依赖。

这是高盛做的一个统计，可能跟前面几位专家说的有类似，这里可能到2060年大家看到的数据就太惊人了，大家可以看到，到2060年，中国总体的能源需求到25000T，太阳能大概是7500T，风能大概是6000T。如果说我们有20%需要储存的话，大家可以看到做锂电的这个空间，应该说非常大，今天还不到1个T，到2024年也差不多才到1 T的规模，这样来说大家可以简单算一下增长空间，复合增长率会大于50%，这个产业可以说在未来三四十年的时间维持这么高的复合增长率，这个产业应该怎么去发展，可能各位真的要认真去思考这个产业。

这个图是欧阳明高在去年的百人会上说的，电池整个驱动的综合效率可以达到77%，燃料电池是30%，我们今天的燃油车是13%，从这个角度来说我觉得我们分析产业为什么能够发展，为什么长期不断有生命力？很重要的原因在这里，就是说它的这个电池能量效率是最高的。昨天我看到丰田的一个报道说，丰田又开始回过来去做电池，把电池投资这么大，丰田一直放了很多烟雾弹，说我们做燃料电池要做什么，但是我不是说燃料电池不好，燃料电池它有很多优势的地方，但是我个人目前认为，现在的这个锂电池，我们看到它的效益还是最高的，也是在座的各位能够聚集在这里探讨这个锂电怎么样高质量发展的一个很重要的原因。

回顾整个电池发展的过程，我们认为电池到今天已经成为资源节约、新能源汽车和储能应用重要的一个依赖，这种依赖我们可以把它相当于是我们的CPU、机器人、钢铁所起到的这种作用来对待。为什么我要强调这句话呢？我个人认为锂电池或者说我们的电池已经成为一种通用的产品，这种产品的制造其实它有很多跟我们常规产品制造的区别。因为我可能在行业里面待的时间比较长，很早的时候我们做电池就是一个手工，就是一个简单的机件的结合在做电池，今天我们做电池，我个人认为已经完全不能采取过去的一些制造方法来规划我们的电池制造，电池应该是把它作为一种通用目的产品，也就是说它可以在很多行业内使用，对很多产业产生重要的影响。芯片是大佬，我们认为电池的确是我们这个产业的心脏，它是供应能量和血液的结果。

习主席发布的2030年碳达峰和2060年碳中和，这是我们规划的目标，这个我们努力的目标。说到我们的电池，有这么好的前景和这么好的未来，那我们来看看电池面临的一些挑战。

这个是我大概总结了以后，我们在制造里面所面临的电池跟其他产业制造的不同，首先就是纳米和微米级材料的操作怎么实现均匀，尤其是在制造层面上。还有软性的材料要实现一些硬性的要求，要实现100微米定位精度的要求，还有很多我们不起眼的因素对于我们的制造产生了很重要的影响，比如说时间、空间、湿度、粉尘这样的问题，还有就是我们整个材料在不断升级。

还有一点我们认为到今天的智能制造，我们的电池前面是一个化工厂，后面是一个电池厂。化工厂是连续过程，我们慢慢变成了一个离散的过程，我们涂布做分条，然后再变成一个小卷，再变成了完全的单体，这个过程的追溯就是数据管理的问题。还有整个电池的过程显示出来我们的多元异构数据的复杂性，导致我们难以对整个过程进行很好的管控和决策，大家知道电池确实是一个多尺度的，这对电池带来了很大的问题。还有今天我个人认为我们整个电池的机理，包括我们锂离子在电池里面是怎么运动的，这个运动学和动力学还是没有搞清楚。过去我们是用牛顿力学去解决机械制造的问题，今天我们要去解决电池管控的问题，这里涉及到技术或者说机理性的突破，我个人认为我们要去做深度研究才能解决问题。

这里我有一个简单的结论，如果说没有长时间的积累，真正想把电池做好做深没有那么容易，我们今天看到比如说企业规划了5年，投资了上百亿的美金，今天还没有大规模量产，是因为不敢做吗？的确中国这边储备了一些技术和经验。我们整个电池制造的过程，从材料到极片、到芯包、再到电芯的制造，最后用到车上。我们知道要去管控这个颗粒的生成、孔隙的控制，还要去管整个电池的结构尺度，开始的时候我们是按照牛顿力学去管控这样的一些问题。

我们今天就要用量子力学的观点来管控整个结构和尺度的变化，我们这个热力学和动力学、稳定性还有耦合效应相关的关系，我们去解决这样的问题。我们这里从整个刚才我说到的，就是说我们的芯片制造和电池制造有一个很重要的区别，大家知道芯片的理念最终是实现了一个信息转移的过程，这个电池内部，我们是离子从正极脱离出来跑到了负极，实际上离子是一个牵引的过程。它一定要运动到位才叫做充电的问题，电子在半导体里面的运动它是一个推移的过程，就是说一个一个推过去的，所以说我们这个信息传递的速度是非常快的，可以到光速，我们离子在电池里面的转移是非常慢的，我们要实现快充、转移和控制实际上是很难的，我们都在谈快充，实际上我个人对快充的理解可能还有一些距离，因为这里快充会带来很多枝晶的生成和安全问题，我也是提醒行业，我觉得我们应该要谨慎。

从另外一个角度来说我个人认为可能换电是一个最好的模式，能够解决今天很多的问题，当然不是说换电就是唯一。从这个角度来说，我们要真正去把锂电离子的运动搞清楚才能把我们的制造搞得更加清楚。

从电池制造的难点，我个人认为是这样的，我认为有些东西我们还没有搞清楚，这里包括比如说枝晶的产生，热失控机制的问题。当然有这些问题了，就涉及到我们整个安全管控和使用过程的监控，还有我们的结构与尺度的关系。我们认为电池好像大大小小都可以做，实际上这些不能完全这么认为，到今天这个尺度跟我们的电池性能有很多密切的关系，这里也涉及到里面离子的运动和外面的这些热的关系。

还有一个就是说我们认为这里制造模型和我们整个制造的一些关系，包括我们在切割的时候，我们今天很难去把这个极片切割了以后没有毛刺，那我们怎么去解决这样的问题，如果我们想真正完全去管控这个安全性的话，这个也是存在很多问题的，今天我们在做这个问题的时候，我们发现把这些所有的安全因素真正管控的时候是很困难的，我们今天要据这些数据，我们去把整个制造模型建立起来。

从痛点的角度来说，我个人认为还是这一点，本来应该做好但是还没有做好的问题，比如刚才说的尺度问题，的确我们做了太多的型号，有些型号实际上很多大家去看是不应该的，我个人认为大众只做了一个型号，过去它的MEB做了五六个型号，为什么它要从五六个减少到一个呢？我们应该认真思考这样的一个问题，其实我们的确做了太多。

第二个方面我认为还是我们全产业链的融合这里非常缺少，我们材料企业、电池企业、装备企业的应用这一块，尤其是制造和工艺之间的无缝融合是缺少的，当然我们还有整个质量控制和安全管控的方法，包括零缺陷制造的基本要求缺少。

从整个电池的管控来说，大家知道，我们认为安全管控就是大家刚才说到了，与我们整个热失控和微短路有关，其实微短路最重要的原因是由于制造原因引起的。我们认为第一个就是制造质量的控制和制造环境的控制，制造质量也是包括两个部分，一个就是说我们的一些尺度控制，还有一个就是我们制造过程当中产生的一些，比如说制造缺陷、毛刺、杂质、粉尘这样的东西，我们认为行业里面安全要达到PPB级的控制，这个也是非常难的，整个尺度的控制在PPM级的控制，大概百万分之几这样的要求，我们认为在这个层面上怎么去建立整个制造过程的安全管控也是非常麻烦的一个事情。

PPM级的管控我个人认为应该是难于半导体的制造，因为半导体的制造仅仅是合格率的问题，或者说我们的直通率会差一点，然而电池制造出了问题是安全问题，会导致整个工厂的毁灭。这个里面很重要的一点就是说，半导体的制造或者说一半的制造业达到A级，或者B级更高一点CPK到1.67，到2.0是最高级了，对于电车来说应该要有更高的程度，因为今天我们的电池，我看到所有的电池企业还是靠选出来的，不能像真正的发动机一样，装到车上全部能够用起来，或者说我们哪怕筛选百分之百的电池都能够装到电动车里面去用，我个人认为这个时候至少要把我们的CPK做到2.0以上，这是我们电池制造面临的一个最大的挑战。这个挑战我们真正需要经过多方的努力才能解决。

下面我想简单说一下整个电池产业发展的规律，我们从技术驱动的角度来说，我们电池的能量密度还有比较大的提升空间，如果从锂本身的容量来说还有很大空间，从电池体系来说也有很大的空间，比如说今天300瓦时每公斤会升到4百、5百甚至6百都是可以预测的，包括我们的负极大家可以看到，从碳负极、到硅碳、再到锂负极这样的层次，整个能量密度都会有很大的提升，还有电池整个能量密度都会有比较大的提升。

我统计了过去一些电池的能量密度，大概是这样的一个规律，就是说电池的能量密度从91年开始到现在，大概是每十年翻一番，后面会以什么样的规律，会不会以更快的规律翻翻我们拭目以待，每年的能量密度增长大概在7%-8%左右。苹果曾经跟ATL提出的要求就是每年必须要把能量密度增长5%，我觉得这也是一个很自然的要求，这是能量密度的一个规律。

从产业的发展规模来说，我认为从整个输出的规律来说，因为我在这个产业里十几年，一直感受着这个产业的波动对我们的影响，大概中国整个的电池发展规律是以5年为周期，这个也是由中国的5年规划导致的，中国过去从2000年开始一直维持了45%的复合增长率，这个角度来说我们认为电池的增长规律大概是5年为周期，复合增长率大概在45%这样的一个规律。这是整个电池价格的变化规律，大家可以看到中国从2014到2020年的时候整个价格变化，大概每年下降18%左右，这个角度来说我们整个电池的下降还是非常快的。

这是一个美国人统计的整个圆柱电池，它统计的全球圆柱电池比较多，因为特斯拉用了这个。从91年到现在整个电池成本下降了97%，现在只剩下3%这样的一个幅度。这里我想看到一些价钱变化或者能量密度变化，我认为这里有一个很重要的图叫做剪刀叉发展规律，我们的能量密度在不断上升，价格在不断下降这样的一个规律变化。我认为整个电池随着政策、技术的进步和需求的发展，应该说能量密度和价格呈剪刀叉的发展规律，一个在不断上升，一个在不断下降，我们整个发展周期大概是5年。全球集成电路发展的规律是以十年为周期的，这个周期你们可以去看一下整个产业发展的规律，锂电我个人认为主要是我们国家的5年规划，以中国为主导这样的原因，从能量密度来说每年增长7%-8%，十年整个能量密度会翻一番，整个价格大概每年下降18%左右，这是整个的规律，这是ATL他们的剪刀叉的规律，可以看一下他们的发展规律。

这样的一个规律我个人认为主要还是我们材料技术和电池技术的不断进步，还有国家政策和宏观政策的规划，还有一个就是说我们的电池使用模式和我们的商业模式改变，如果说我们早期能够在12、13年就推这个换电模式，我个人认为可能现在整个电动车产业化做得非常好了。还有电动化无处不在，现在我们看到电动飞机，会飞的汽车可能很快会出现，这个角度来说电动真的是无处不在。

 围绕这个规律我想说说我们锂电产业制造发展的趋势。刚才说了锂电制造面临很大的空间，或者说我们还有很大的质量提升空间。我们首先要从工程基础这一块去考虑，整个数据的标准体系、尺寸规格和数据定义以及数据治理，还有数据平台的搭建，我个人认为这是最基础的，我们今天所有谈的智能制造我个人认为最重要的就是基础，如果没有这样的一些基础谈智能制造都是空谈。

第二个分析就是工艺模型的建立，包括电池的机理模型，因为今天我们看到，刚才说了锂离子在整个过程当中它的一些机理性的规律还是定性的，我们还没有做到定量，可能这个也是量子力学带来的问题，我们今天全球并没有把锂电整个制造过程或者说整个化学过程的定量规律描述得非常清楚，我们只能通过定性的方式来解决，这种定性的方式靠什么？靠大数据，我个人认为就是靠我们把数据基础建立更好，用大数据来解决这样的问题，建立这个工艺模型、制造模型和生命周期模型，最后来实现这个控制。当然这些控制就是我们包括安全控制和PPM级的尺度控制和一些其他的要素和闭环来实现整个这样的一个过程。这个是我们认为整个数据体系建立的基础，从数据的定义，原数据的定义来鉴别我们整个材料过程到产品这样的一个所有的数据进行统一的定义，才能够实现我们真正要求的一些目标。

这里核心的思想就是用数据来解决整个制造过程的问题，我们可能对管理企业和管理产品也是同样的思路，通过数据来解决这样的一个过程。

从整个过程，我们刚才说了，整个制造过程由于很多东西并不确定，我们要用这个量子力学一些观点来解决我们现在的一些问题，这里就是我们要把这些特征进行很好的分辨，比如说我们刚才说的这个多物理场耦合怎么来建立，多元异构的数据怎么去定义，还有多尺度的控制、定性的控制形状问题，以及控性管控、平台搭建的问题。

实现这些目标我们要通过这样的一个过程来摸清内部的规律，不管是现在的液态电池还是未来的固态电池，我个人认为都需要通过这样的方式，要通过过程的优化、决策和控制，通过分析的方法来鉴别我们整个制造过程，所以我们能够真正实现整个电池的可重构、大规模、可定制化的一些东西。这里可能就是用到了一些量子力学的方法，限于时间我就不去多说，主要是通过这样的一些方法来鉴定我们整个机器学习、优化控制和人工智能的一些东西，来实现我们解决这样的一些基本的问题，比如说锂离子的移动问题、传热问题和内部的压力问题，过程的变形问题，SEI膜的管控问题和锂枝晶的管控问题，我个人认为这些也是我们未来电池制造应该要发展的方向。

这里也是我们搞控制人的一个想法，我们总是希望通过一种输出，来采集输出过程来看我们整个制造的过程，我们过去所做的机器基本上在内部环节，就是说我们控制一个码盘，控制它的一个开环的过程，我们今天必须要做到工艺闭环，相当于做整个设备的闭环，从输入材料变化到过程变化、到输出质量的变化我们采用一个学习的闭环，这个闭环可以达到1.67，真正要实现整个大的闭环，我们把整个电池从合成的数据到输入数据来实现闭环，这个时候我们才能实现2.0的目标，整个电池制造如果说能够把这样的思路完全贯彻到电池里面来，我们就可以实现整个制造数据的闭环系统，来实现我们整个高质量的发展和控制。因为今天我们整个电池的制造质量应该说还有比较大的空间。

这也是肖主任牵头我们做了中国锂电制造的路线图2.0版，我认为我们制造的六大指标还是做的比较详尽的，能够管控整个制造过程，今天我们电池的制造也就在1.33到1.67的程度，意味着我们整个电池的质量合格率在多少呢？电芯在93到95的水平，大家知道这里还有5%-6%的空间，这个空间是很大的，1GWh如果是1%的合格率，相当于目前来说应该是在5百万到7百万左右的水平，如果说我们今天的电池量这么发展，那么这个量实际上对于我们来说也是有非常重要意义的。

这里实际上还不仅仅是一个经济问题，我认为这里今天大家说到了很多的是安全问题，这个安全是一种隐患，有可能是隐藏在这个里面的。这些隐患我个人认为，如果说CPK很好去提升的话,也是带来更大的价值，这里还有我们整个品种，我个人认为应该大幅度缩减，我个人认为中国做10个已经足够了，我们完全没有必要去做六七十个，中国现在大概有六七十个品种在大规模量产，这样的浪费是巨大的。当然我们的制造成本尤其是电力消耗的成本，我们今天谈碳中和，每瓦时的电力成本在2-3分钱，可能有些企业在4分钱，这个成本也是非常高的，我们希望电力成本控制在1分钱左右，这样是非常合理的，但是产能大幅度提升，大家看到我们单机的产能，尤其是每台卷绕机才只能做到0.2个GWh，跟未来的要求差距还是非常大。我们希望未来能够做到2G、3G、4G一台设备，这个解决我们为什么要大规模提高电池制造精度、效率和质量的重要原因。

但是我们电池制造的合格利用率也有很大的空间，今天的浪费也是非常大的，这个浪费跟我们的合格率提升也是异曲同工的，我们要去研究好设计过程和制造过程才能把整个利用率大幅提升。

大家可以看到整个未来的电池制造有巨大的挑战，也有巨大的机遇，真的需要我们同仁们共同去努力和提升这样的一个结果，今天我演讲的题目就这些内容，谢谢大家！

（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）