CATL Wu Kai: La industria de las baterías debe acelerar la formación de "nuevas fuerzas productivas de calidad"

En el año 2023, cuando hay un exceso de capacidad relativo y una competencia intensa, ¿dónde están las nuevas oportunidades y el crecimiento de las empresas de baterías eléctricas? Esta es una pregunta importante a la que se enfrentan las empresas de baterías eléctricas. Al examinar las reflexiones y prácticas de empresas líderes en la industria, como CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited), podemos aprender algunos métodos y experiencias.

Recientemente, Wu Kai, el científico jefe de CATL, declaró en el Foro Internacional sobre Ciencia de Nuevas Energías y Electrificación del Transporte que las baterías de energía de China ya han logrado el liderazgo global en la etapa actual. Para mantener este liderazgo, las empresas deben tener un consenso unificado y garantizar el desarrollo sostenible tanto del liderazgo como de la industria. Esto requiere que las empresas de baterías de energía posean "Nueva Productividad de calidad".

El concepto de "nueva Productividad de calidad" requiere que sea nueva y de alta calidad. La productividad tradicional requiere una gran cantidad de insumos de recursos y generalmente consume mucha energía. La nueva Productividad de calidad, sin duda, requiere una mejor eficiencia y calidad. La investigación y el desarrollo de baterías de energía en la nueva industria energética involucran materiales de alta tecnología. En primer lugar, se requiere producción a gran escala para resultados efectivos. En segundo lugar, hay una alta heterogeneidad. Estas características determinan que esta industria necesita acelerar la Formación de nueva Productividad de calidad.

En OPINIÓN DE Wu Kai, las baterías eléctricas tienen un gran potencial de aplicación en los campos de transporte terrestre, marítimo y aéreo. Por lo tanto, las compañías de baterías necesitan mejorar la calidad de su productividad para aprovechar estas oportunidades.

¿Qué nuevas oportunidades trae la electrificación integral?

Al observar la aplicación en el transporte terrestre, marítimo y aéreo, la electrificación del transporte terrestre está "pisando el acelerador".

En el campo de los vehículos de nueva energía, Hay dos fuerzas impulsoras. En primer lugar, la tasa de penetración anual de los automóviles de pasajeros está aumentando significativamente, y el mercado ha pasado de estar impulsado por las políticas en el pasado a la etapa actual impulsada por el mercado.

En segundo lugar, los modelos de vehículos electrificados han logrado una cobertura integral en varios escenarios, incluido el transporte de pasajeros por carretera, la entrega urbana, el transporte pesado y la maquinaria de construcción. Inicialmente, el mercado de las baterías estaba dominado por China, Japón y Corea del Sur, pero China ha tomado gradualmente una ventaja sustancial. En los últimos meses, incluso si excluimos las baterías de energía del mercado chino, CATL sigue en la primera posición en el mercado de ultramar.

El sector del transporte marítimo ha pulsado el "botón de inicio". Si bien hay más de 35 millones de barcos en todo el mundo, solo 586 de ellos son barcos eléctricos certificados. Los últimos años han visto un aumento significativo en los envíos de baterías de litio para uso marítimo. Por ejemplo, los barcos eléctricos están presentes en los ríos Yangtze y Pearl, y lugares en el extranjero como Singapur están interesados en muestras de baterías de barcos. Algunas instituciones predicen que para 2050, la demanda de baterías de litio de China en barcos eléctricos superará los 11 GWh.

La Situación del espacio aéreo se puede describir como en un modo de "espera". Recientemente, cuatro ministerios publicaron conjuntamente el "Esquema de desarrollo de la industria de fabricación de aviación verde", que describe el camino de desarrollo de la industria. En la primera mitad de este año, CATL lanzó una nueva batería de estado sólido con una densidad de energía de una sola celda de 500Wh/kg, logrando una alta proporción de rendimiento y seguridad de la batería. Esta batería, con su alto costo, es actualmente adecuada para el campo de la aviación. La empresa está colaborando en el desarrollo de proyectos eléctricos de aviones civiles. Los estándares y pruebas de aviación de la compañía se adhieren a las pautas de la industria. La primera muestra se ha entregado con éxito y la segunda está programada para finales de este año, mostrando resultados prometedores en las pruebas internas.

En resumen, se espera que la industria de las baterías eléctricas entre en la era "TWh" este año, superando los cientos de GWh de años anteriores a aproximadamente 1TWh. Según varias previsiones, se espera que la capacidad instalada de las baterías eléctricas supere los 5TWh en 2030, lo que indica un potencial significativo para el mercado de electrificación.

¿Cómo formar una nueva Productividad de calidad?

La innovación es la clave; El Fortalecimiento de las capacidades de innovación Central requiere una alta inversión, un fuerte talento, un enfoque en las patentes y una amplia colaboración.

Además, una transición rápida a la digitalización y la inteligencia es crucial, particularmente en la valiosa industria de las baterías. Por ejemplo, las vastas combinaciones de materiales requirE modelos matemáticos para acelerar el proceso de selección de millones de materiales. Los algoritmos pueden optimizar iterativamente y mejorar los resultados continuamente.

¿Cuál es el factor decisivo en la competencia de próxima etapa para baterías eléctricas?

La investigación y el desarrollo del material serán el factor decisivo en la siguiente etapa de la competencia de la batería de potencia.

En primer lugar, más allá de los materiales, se requieren simulaciones y modelado para la aplicación práctica de materiales de electrodo electroquímicos positivos y negativos y celdas de batería. El desarrollo anterior de productos de baterías se basó en pruebas simples, como pruebas de abuso de seguridad, vibraciones bajo ciertas condiciones y pruebas de impacto, a menudo simulaciones estáticas de algunos parámetros.

Sin embargo, los escenarios extremos del mundo real, como los incendios de vehículos, suelen ser raros y multifactoriales, y involucran múltiples elementos en lugar de un solo factor. Las pruebas dinámicas en todo el ciclo de vida de la batería, considerando escenarios de uso reales, son cruciales. La compañía ha diseñado pruebas específicas para varios problemas que los consumidores pueden encontrar, como impactos en la parte inferior del vehículo durante la conducción o ingreso de agua durante las fuertes lluvias, en lugar de una prueba estática singular.

En segundo lugar, el desarrollo de la batería no debe limitarse a una etapa de uso específica, sino que debe considerar todo el ciclo de vida a nivel mundial.

El propósito es maximizar el valor de la batería, enfatizando la necesidad de fortalecer los esfuerzos de reciclaje de baterías para obtener beneficios ambientales y económicos.

En tercer lugar, es esencial explorar la utilización incremental. La utilización incremental es valiosa en el uso de vehículos eléctricos, similar a exprimir cada gota de aceite. Las empresas que producen baterías de mayor calidad con solo una degradación 20% pueden utilizar los 80% restantes para fines adicionales. Este enfoque maximiza el valor de la batería y reduce los costos.

La investigación y el desarrollo de una nueva Productividad de calidad debe ser vigorosa. Aunque el aumento de los costos de la batería es mínimo, pueden mejorar significativamente varios aspectos de rendimiento. Por ejemplo, un aumento 5% en el costo puede duplicar la vida útil de la batería, lo que representa un valor sustancial. Por lo tanto, los esfuerzos de colaboración dentro de la industria son cruciales para esta prometedora empresa.

¿Cómo se integra la innovación de la batería en múltiples industrias?

Las baterías se están convirtiendo en una unidad fundamental y de apoyo en el nuevo sistema energético, lo que requiere una profunda colaboración en varios sectores.

Por ejemplo, la suplementación de energía es un aspecto crítico para los usuarios, con un deseo de capacidades rápidas y de recarga similares a las de repostaje. Otro método es el intercambio de baterías. ¿Por qué CATL promueve activamente el intercambio de baterías? Aparte de los beneficios del intercambio de baterías, aborda el problema de alto costo en los vehículos eléctricos, principalmente atribuible al alto costo de las baterías. Al permitir a los usuarios arrendar baterías en lugar de comprarlas, se pueden lograr ahorros de costos significativos. Sin embargo, el intercambio de baterías requiere una cuidadosa consideración, y es esencial para la competitividad del mercado de este modelo de negocio. Mientras se aborde la longevidad, este modelo de negocio tiene un futuro brillante.

El intercambio de baterías también trae un beneficio adicional. Como se mencionó anteriormente, la utilización incremental de las baterías maximiza su valor, y si las preocupaciones por la vida útil se alivian mediante el intercambio de baterías, no hay necesidad de jubilación. En el modelo comercial de intercambio de baterías, la utilización incremental no es un problema ya que la batería está en uso continuo, lo que la convierte en una dirección de mercado altamente competitiva. Mientras se aborde la longevidad, este modelo de negocio tiene un futuro prometedor.

¿Cuál es la necesidad de la integración de la batería?

¿Por qué CATL está dispuesto a integrar sistemas de chasis inteligentes? El objetivo de la compañía es desacoplar el chasis de la parte superior del cuerpo, no solo estructuralmente sino también en términos de costo. La empresa tiene como objetivo acortar el ciclo de desarrollo de todo el fabricante de vehículos. Por ejemplo, el desarrollo de un automóvil nuevo originalmente tomó de 3 a 4 años, pero con este producto integrado, se puede desarrollar dentro de un año.

¿Qué desafíos permanecen en el logro de una alta densidad de energía para las baterías de energía?

Existen varias rutas para lograr la densidad de energía en las baterías y pueden coexistir sin conflicto. Una ruta actualmente popular son las baterías de estado sólido, que ofrecen alta densidad de energía. Por ejemplo, el sector de la aviación también emplea métodos similares para alcanzar los 500Wh/kg, y CATL está trabajando activamente en la investigación y el desarrollo en esta área. La producción en masa puede ser posible entre 2027 y 2030.

Sin embargo, todavía hay desafíos:

En primer lugar, el tema de las dendritas de litio. El CRECIMIENTO DELas dendritas de litio son un problema importante y puede provocar un cortocircuito fallas. CATL ha desarrollado tecnología de mejora de interfaz para hacer que las dendritas de litio sean relativamente uniformes, evitando su formación. La compañía ha logrado buenos resultados, permitiendo que la densidad de la batería alcance los 20 miliamperios-hora por centímetro cuadrado sin formar dendritas de litio.

En segundo lugar, la cuestión de la solidez. Como todo es de estado sólido, los materiales de partículas pueden separarse, aumentando la densidad. CATL ha desarrollado tecnología de red de conducción de doble fase, mejorando significativamente la estabilidad de la interfaz de estado sólido. Según los datos de laboratorio, las baterías de estado sólido pueden lograr ciclos 6.000 en celdas pequeñas. Sin embargo, cuando las células están agrandadas, actualmente no es factible. Sin embargo, la empresa está abordando gradualmente estos desafíos y confía en superarlos, logrando avances continuos en las nuevas tecnologías.