車用動力電池簡史

回溯這近兩百年的車用動力電池歷史，也許會幫助理解，怎樣的動力電池，才是真正合格的車用動力電池。1746年，如果不是荷蘭的馬森布羅克教授不慎將一個帶了電的釘子掉進玻璃瓶中，人類或許不會那麼早開啟電力的時代，第二次科技革命或許也會被延遲幾十年。現在更不會出現能夠挑戰燃油車的電動汽車。但是，從發明電池，到鉛酸電池催生電動汽車出世，到鋰電池大放光彩，再到用消費級電池“勉強”用於電動汽車，再到整車企業反向研究、生產車規級動力電池，真正達到車規級的動力電池，逐漸出現，但還未全行業普及。中國目前是全球第一大動力電池生產國，但在以往的探索中，並沒有起到多大的技術引領作用。回溯這近兩百年的車用動力電池歷史，也許會幫助理解，怎樣的動力電池，才是真正合格的車用動力電池。電池出世電池的起源還要從一只青蛙說起。1780年的一天，意大利解剖學家伽爾瓦尼在實驗室解剖青蛙。當他的助手兩手拿著金屬器械同時碰觸青蛙大腿時，其腿部肌肉會立刻抽搐一下。他認為，這種現象是因為動物軀體內部產生了一種電，將其稱之為“生物電”，並發表了論文。不過，這位解剖學家弄錯了。與他同時代的意大利物理學家伏特（是的，電壓單位伏特，就是為了紀念他。有的譯為：伏打），經過多次實驗確認，青蛙的肌肉之所以能產生電流，是肌肉中某種液體在起作用。1799年，伏特實驗發現，兩種金屬片中，只要有一種與溶液發生了化學反應，金屬片之間就能夠產生電流。伏特制成了世界上第一個電池——“伏特電堆”。

自此，兩個金屬片+液體組成了電池最初形態，後來很多物理學家在這一模式下繼續探索。但是，由於有液體，而且往往用的是硫酸，所以搬運很不方便，應用非常有限。“幹電池”在物理學家的努力下出現了。不過，如同現在很多“固態電池”，其實是半固態一樣，這裡的“幹電池”，其實用的是糊狀電解液。這裡，法國的雷克蘭士(George Leclanche) 1860年發明的碳鋅電池，堪稱代表。幹電池的子孫後代枝繁葉茂。即便到現在，幹電池還有100多種，並且大量產出。最早發明的碳鋅電池，依然是現代幹電池中產量最大的電池。幹電池解決了方便搬運的問題，但是用完即廢，無法重新利用。能不能有可以多次充電放電，反復使用的蓄電池？鉛酸電池 助力電動汽車首次繁榮其實，在幹電池之前，蓄電池已經先面世了，只是並沒有廣為人知。1859，法國物理學家加斯東·普蘭特（Gaston Planté）發明了鉛酸蓄電池。對於電動汽車從業人士來說，此處應該鼓掌，終於電池有機會用到汽車上了。

法國人普蘭特的鉛蓄電池，在使用一段時間，電壓下降後，可以給它反向電流，使電池電壓回升，從而實現反復使用的目的。鉛蓄電池的儲能和反復充電的特性，讓正在尋找新交通工具的另一撥科學家們注意到了。早在18世紀第一次工業革命，蒸汽機的發明推動了機器的普及，交通領域的革新也隨之展開，但是由於蒸汽車輛太過笨重，而且速度還很慢，經常在城內到處的亂撞，引起了各種事故的發生，沒有大規模普及。因此，馬車仍然是人們出行的主要交通工具。歐洲地區和美國都有大量的馬車租賃公司。富人可以擁有私人馬車，其他人只能租賃馬車使用。人們亟需一種便宜、簡潔、安全的出行工具，鉛酸電池的發明，提供了這種可能。1881年，法國科學家卡米爾·阿方斯·富爾（Camille Alphonse Faure）改進了電池的設計，第一輛用鉛酸電池為動力的三輪車誕生，車重為160kg，但時速僅為12km/h。

個法國人古斯塔夫·特魯維利用這種電池制造出世界上第一台能夠正常運轉的電動車。在搭載一位乘員的情況下，這台連人帶車106kg的三輪車，能以15km/h的速度行駛16km。不過這時的電動車還不能與馬車競爭。一般來說，馬車的時速在20km左右，最快時速可達60km，明顯低於馬車。1884年，英國發明家和實業家英國發明家和實業家托馬斯·帕克（Thomas Parker）用他自己專門設計的高容量可充電電池，在倫敦制造了第一輛實用的電動汽車。

量產電動車電池性能的提升，電動車的優勢得以凸顯。當時的電動車不僅比燃油車安靜，而且其可靠性要遠高於燃油汽車，並且更易於駕駛，並且價格低廉，是名流紳仕的首選。隨著道路的逐步擴建和完善，人們對於車輛的用途不僅僅是城市代步和顯示身份了，對於長途旅游出行也有了需求，電動汽車續駛裡程短的弊端顯現，當時電動車續航裡程普遍在40-65公裡范圍，最高時速約在30公裡/小時，已經不能夠滿足消費者需求。1899年，鎳鎘、鎳鐵電池被發明出來，由於當時這些鹼性蓄電池的極板材料比其它蓄電池的村料貴得多，因此實際應用受到了極大的限制，不過，這也使得鎳正極材料體系的電池開始進入人們視野。這一階段主要是電池在車輛上應用的探索階段。能夠應用在汽車上的只有鉛酸電池，但是其體積大、質量大、能量密度小、功率密度低，如果使用鉛酸電池驅動家用汽車行駛200km以上，需要將近1噸的電池，無法達到實用，加上早期電力傳動系統的制造成本過高等問題，沒有最終流行。比電池汽車晚誕生的燃油汽車，則在歐美實業家的努力下，從車廠走向街頭。1885年，戴姆勒和本茨幾乎同時制成了汽油發動機，裝在汽車上，以每小時12公裡的速度行駛，獲得成功。此外，意大利、俄國、美國的發明家也制造出內燃機汽車。1908年，福特開發出T型車，燃油汽車開始進入平民家庭。汽車進入了內燃機時代。而電動汽車受制於電池，並沒有明顯的進步，在長達半個多世紀陷入停滯。石油危機，各國加注電池研發燃油車大發展了七八十年，幾乎是順風順水，但是問題來了。由於汽車普及，人們已經離不開石油。但是到了20世紀下半葉，全球連續發生了三次石油危機。特別是1973年，第四次中東戰爭打響，石油輸出國組織（OPEC）宣布石油禁運、暫停出口，油價上漲，導致第一次石油危機。美國、英國和日本等發達國家意識到，將能源命脈掌握在其他國家手裡是件危險的事情，必須擺脫對石油的嚴重依賴。自此，很多國家開始投入大量資源研究電池技術。這使得電池技術的發展迎來發展的新契機。另外，由於汽車廣泛使用，汽車擁有量高，污染物擴散條件差的城市開始出現空氣污染問題。現在苦惱中國的霧霾問題，在上世紀四十年就開始困擾美國加州人民。經過研究，確認汽車尾氣是霧霾“元凶”之後，加州人民開始了持之不懈的抗霾斗爭，主要途徑，就是推動汽車減排，這也極大促進了車企探索汽車電動化，也就是把越來越多的電池，裝到車上，用電力驅動。此時，電池技術的進步，為汽車電動化也提供了基礎。（1）鋰電池研發取得成果2019年的諾貝爾化學獎，授予了三位對鋰電池發明有巨大貢獻的三位科學家。他們的研究，正是在人類努力擺脫化石燃料，開啟清潔電力時代的最有力探索成果。1976年，英國的科學家M.Stanley Whittingham提出了鋰電池概念，並造出了可以充放電的鋰電池，電壓超過2V，但是安全性上還有很大問題，可以稱得上是鋰電池的奠基人。四年後，美國的John B. Goodenough研究出了鈷酸鋰電池。這個電池的電壓比斯坦利研究出來的鋰電池高一倍（4V）。1985年，日本吉野彰（Akira Yoshino）在Goodenough成果基礎上，用更安全的鋰離子替代了純鋰，發明了采用碳材料做負極的鋰離子電池，從而讓鋰電池獲得了更高的穩定性，確立了現代鋰離子電池的基本框架。這三位諾貝爾化學獎獲得者的努力，推動了鋰離子電池的誕生和應用，電池進展就此加快。1997年，John B. Goodenough又開發出低成本的磷酸鐵鋰LiXFePO4正極材料，加快了鋰離子電池的商業化。磷酸鐵鋰的優勢在於安全，且充放電性能好、廉價、對環境無污染，具有優異的電池循環壽命、低自放電（庫存存放壽命非常長），這使傳統鉛酸電池、鎳氫、鎳鎘電池黯然失色。

1990年，歐洲“城市電動車”協會成立，在歐共體組織內有60座城市參與，該協會幫助各城市進行電動汽車可行性的研究和安裝必要的設備，並指導電動汽車的運營。歐洲的電動汽車中，標致106車型最為成功，其采用的是鎳鎘電池。當時歐洲各國的政府部門都在大量使用這款車。從1995年底開始，歐洲第一批電動汽車批量生產，此後歐洲各國都在繼續發展電動汽車，取得了不小的成果。1996年，世界第一輛現代電動汽車通用EV1開始量產。早期的EV1使用鉛酸電池組，續航僅為96公裡。後期車型升級後，續航可以達到160公裡。最後，EV1使用鎳合金電池組，續航能夠到達260公裡。

但是續駛裡程過短的EV1仍然找不到銷路，最終只生產了2000多輛。通用汽車只好在2002年宣布放棄該項目。絕大部分EV汽車都被銷毀，僅存的一些進了博物館。比如史密森學會下屬的國立美國歷史博物館，你才能看到EV1。整體來看，EV1電池續航能力還是不足，有安全性的缺陷，當時的電池性能根本不能滿足於乘用車的需求。這一階段，車企為了提高車輛的安全性和續駛裡程，開始嘗試各種各樣的電池。鎳氫電池具有穩定性高、生產成本低、低溫性能好、回收價值高等優點。但是它的缺點也比較明顯，能量密度較低，並且循環次數也並不太高，因此，純電驅動的車輛采用鎳氫電池並不合適。電動汽車發展還需要能量密度更高、循環性能更好的電池。為什麼不用鋰電池？因為此時鋰電池還沒進入商業化階段。鋰離子電池 推動電動汽車二次繁榮將鋰離子電池商業化的，是日本人。吉野彰提出焦炭／LCO體系的鋰離子電池之後。索尼將這一體系鋰離子電池商業化，一開始重量能量密度僅為80Wh/kg左右，體積能量密度僅為200Wh/L（4.1V）。但是，此後，鋰離子電池的發展進入了快車道，各種材料體系：鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、三元作為正極，軟碳、硬碳乃至硅碳作為負極，以及各種鋰離子的變種層出不窮，性能不斷攀升。業界一度以為，電池性能會像摩爾定理——每18個月翻一番——的速度提升。雖然“摩爾定理”在電池上並未發生，不過其進度和前景，讓人們難以不敢輕視其想象空間。鋰離子電池以容量大，電壓高，循環性能好等優越性能在眾電池中脫穎而出，成為最理想最有前途的電池。鋰離子電池顯然比鉛酸、鎳氫更適合作為車輛動力。總體而言，商業化以後的鋰離子電池能量密度、循環壽命、充電倍率和安全性都空前地高，雖然比汽油能量密度還相差甚遠 ，但在使用零排放、技術進步前景、規模化應用成本下降的背景下，逐漸被汽車廠接受。（1）鋰離子電池上車1992年，日產開始研發電動汽車。日產與其他汽車企業不同的是，在研究電動汽車的同時，也在研究電池。根據日產的解釋，當時市面上根本沒有符合他們需求的電池，為了滿足自己的需求及降低成本，研發電池勢在必行。這或許是歷史上第一次專門為車輛研發動力電池。1997年日產制造出汽車世界上第一輛使用圓柱鋰離子電池的電動車Prairie Joy EV。這款車最高時速120公裡/小時，每次充電行駛裡程超過200公裡——可以說，已經是像模像樣的汽車了。

自此，鋰離子電池汽車正式登上舞台。或許是看到了動力電池的發展前景。2000年，材料界著名企業LG化學，也在密西根研發基地開始研發動力電池。2009年，LG化學也開始與現代起亞研發動力電池。此外，全球還有很多知名、不知名公司在研究電池，並試圖作為車用動力電池，包括中國的比亞迪。比亞迪有多年電子產品和電池的研發生產經驗。創始人王傳福2003年收購秦川汽車，雖然一開始造的是燃油車，但心念所系，就是要做電動汽車。在電池性能有限的條件下，比亞迪的商業化路線是先做雙模汽車。也在2003年，比亞迪開始立項研發雙模電動汽車，並在2008年推出了F3DM雙模電動汽車。雙模電動汽車是燃油和電驅並行的兩套系統驅動，還不是純電動汽車。（2）特斯拉大膽搶得頭籌各路英雄戮力研發，但都不太敢將電池用於純電動汽車上，進行商業化。第一個吃螃蟹的，是如今天下皆知的特斯拉。這家2003年創立的公司，以偉大的電氣工程師尼古拉·特斯拉為名，就是以開發電動汽車為目標。特斯拉的創始人之一馬丁·艾伯哈德，是一個跑車愛好車，同時對於美國石油對中東的進口依賴以及對於全球氣候變暖有著深刻的擔憂。這最終促使他與馬克·塔彭寧（Marc Tarpenning）共同創立特斯拉。兩位創始人對電池並沒有自研和生產的能力，唯一的選擇就是去市場上選取合適的電池。經過神農嘗百草般的試用，他們選中了已經長期標准化生產，一致性最好、能量密度較高、成本較低的18650圓柱型電池。2008 年，特斯拉Roadster 跑車面世。這應該是鋰電池首次進入商用純電動汽車。

不過，18650電池是電子產品常用電池，其散熱和安全，並不是為汽車產品設計的。為此，特斯拉運用了號稱世界上最頂級的電池管理系統，來保證電池的穩定性。但是，6831節18650電池組成的電池系統，在傳統汽車行業看來，是一個業余，至少是妥協的選擇。（3）車用鋰電池廠出現其他企業沒搶到頭籌，但也是緊鑼密鼓，而且從出身和研究方向，都更像正規軍。2009年1月7日，成立7年的A123宣布，計劃在美國密歇根州東南部建電池廠，並稱這將是“第一個車用鋰電池工廠”。A123，成立於2001年，一開始並不是一家車用電池的生產企業。但它戴著MIT研究人員的光環。該企業的產業化始於電動工具用電池。剛創立時，只有美國能源部的科技專案經費10萬美元。經過幾年的發展，公司不斷發展壯大，發展路線也日漸清晰，他們開始主攻動力電池市場，車用動力電池市場是其重中之重。就在A123宣布成立車用鋰電池廠的同時，日產與NEC也在組建合資公司AESC。AESC主要從事鋰電池單元、模塊及鋰電池組的生產，產品供應日產的電動車和混合動力車，當時的目的也是取代鎳氫電池在電動汽車中的應用。2010年底，日產第一款純電動汽車聆風（Leaf）上市。相比小批量的特斯拉Roadster，聆風真正意義上實現了電動汽車量產銷售。A123和AESC應該是最早為電動汽車專門研發電池的企業。A123的獨到之處是，其有辦法將鋰離子電池的磷酸鋰鐵正極材料，制造成均勻的納米級超小顆粒，因顆粒和總表面面積劇增而大幅提電池的高放電功率，而且，整體穩定度和循環壽命皆未受影響。A123 憑 借 其 獨 到 的 技 術 迅 速 發 展 壯 大 ， 還 獲 得 美 國 能 源 部 高 達 1500 萬 美 元 的 新 一 代HybridElectricVehicle（HEV）電池發展合約，這更代表其已經得到國家和國際汽車大廠的重視與信任，成為清潔能源汽車產業的標杆性企業。當然，A123也與美國通用、菲斯克、德國寶馬等主流車企建立了供應關系。即使專業如A123，還是發生了大規模的召回事件。2012年，由於安裝於菲斯克卡瑪電動車上的動力電池在制作上存在缺陷，導致這些電池組提前失效，性能下降、壽命縮短。A123不得不對電池進行召回。2012年7月，這家掌握著磷酸鐵鋰電池的核心技術的企業，在累計虧損約7億美元的背景下申請破產，最後被萬向集團收購。

另一邊，AESC發展要順利得多。AESC生產的鋰離子動力電池主要搭載在日產聆風以及部分混動車型上。2014年全球動力電池供應商排名中，AESC僅次於特斯拉御用電池企業松下，位於榜單第二位。AESC一開始選擇錳酸鋰動力電池路線，產品以安全性著稱於世，在能量密度上卻並不突出。雖然AESC後來不斷提升能量密度，但由於其供應品牌相對單一，導致其規模上不去，成本下不來。AESC最終也被日產轉出部分股權，被中國的遠景集團收購，但AESC還在向日產供貨，也嘗試抓住中國市場的機會。A123和AESC兩家“正規軍”，在能量密度、充放電倍率上表現不錯，但在生產使用環節，一個敗於安全，一個勝於安全。AESC裝載的聆風電動汽車，全球起火案例屈指可數，和特斯拉已經數十起起火案例相比，安全性要高過一個量級。AESC的產品，在安全性上，無疑已經接近汽車級產品的要求。業界還在擔心的是，AESC產品的能量密度還不夠，一開始衰減也比較厲害。在此基礎上，電動汽車和電池行業，吹響了車用動力電池研發生產的號角。因為，全球電動化形勢，已經大為不同。特斯拉在Roadster之後，渡過美國金融危機，迎來Model S的巨大成功，後續Model X、Model 3更是將其推上全球電動汽車標杆之位。電動汽車風潮刮起。另外，全球各國政府日益重視環境問題，而內燃機汽車又曝出多樁排放造假丑聞，傳統車企面臨巨大壓力。中國在發展電動汽車上投入重注，氣勢洶洶，令傳統汽車大國心驚……諸多因素疊加，電動汽車潮流席卷全掃一掃意球，而電動汽車的核心競爭力，系於電池。越來越多的車企、電池企業，開始研發動力電池，希望抓住電動汽車的牛鼻子。向“車規級”動力電池進發新一輪動力電池的爭奪，不再是特斯拉“有什麼就用什麼”邏輯，而是沿著A123和AESC引導的方向，以汽車的需求出發，定義車用動力電池，要求電池企業配合實現。在決定發力新能源汽車後，大眾、寶馬、戴姆勒、現代等企業不約而同向上游布局動力電池，重金投入研發不說，還參與電池生產。他們很多都建立了電池研發中心，有的設立獨資或合資企業生產電池。他們起手的標准，自然而然地，就是引用車規級零部件的要求，做車規級動力電池。中國將新能源汽車作為戰略新興產業，投入巨大資源。中國的動力電池企業也較早實現裝車並商用化，也開始了車規級動力電池的探索。其中代表的企業是比亞迪和寧德時代。比亞迪在F3DM之後，也在2011年開始推出純電動車型，並且從電動大巴、電動出租車切入，逐漸擴展到私人電動汽車產品。比亞迪既產汽車，又產電池，在應用層面走在前列。比亞迪長期是全球第一大電動汽車生產商，如今雖然被特斯拉超越，但仍然是領先企業之一，在動力電池上，也一直按照汽車需求在改進提升。比亞迪造車歷史不算長，尚不能代表汽車企業的標准，但是，近期，豐田、奧迪這樣的傳統汽車豪強，都表示要和比亞迪合作，采用比亞迪的動力電池。這表明，比亞迪的動力電池，已經接近汽車世界級標准。另一家企業，寧德時代成立於2011年，其前身是消費電池巨頭ATL。寧德時代第一個動力電池業務就是與華晨寶馬合作。寶馬集團曾向寧德時代提供了800多頁紙的動力電池生產標准。為幫助寧德時代生產出符合華晨寶馬要求的動力電池，寶馬集團高級工程師在寧德一待就是兩年多。最終，寧德時代的動力電池裝載到了寶馬多款電動、插電式混動上，目前已經是寶馬第一大動力電池供應商。由於寶馬的“認證”效應，其他車企認為，寧德時代的產品應當是符合車用動力電池標准的，因此紛紛采購。2018年，寧德時代成為全球第一大動力電池供應商。到2018年，中國動力電池累計產量70.6GWh，占全球一半左右。我們推算，全球累計裝載到汽車上的動力電池，已經近400GWh。 但是，對於汽車用動力電池，是否我們已經充分掌握了？電池用在汽車上，是不是已經沒有問題了呢？謹慎地說，並不是。比如安全性隱憂。特斯拉電動汽車風靡全球，但其起火事件不少。盡管馬斯克歷次舉證，起火概率並不比燃油車高，但仍然難解外界質疑。一個有力的質疑是，燃油車的起火，往往源於車主濫用。而電動汽車起火，可能車主、車企都不知道是什麼原因。在多起起火事件之後，特斯拉還調低了動力電池可用區間，顯示其對動力電池的耐久性並無信心。比如能量密度和成本還有待進步。雖然現在一輛主流電動汽車續航裡程已經超越400公裡，比其前輩提升了很多，但和燃油車還有距離。另外，因為電池貴，一輛電動汽車，要比燃油汽車要貴不少。比如全生命周期的一致性還需要提升，在使用兩三年之後，很多電動汽車續航裡程大打折扣，但燃油車並無此問題……問題涉及各個方面，總而言之，是動力電池，能否達到像其他車用核心零部件一樣的標准？也就是說，動力電池是不是達到了“車規級”？（1）“車規級”概念引入動力電池車企、動力電池都在潛心研發車規級動力電池。不過，一個新玩家，把“車規級”概念，推動成為全行業和媒體熱議的話題。2019年11月27日，蜂巢能源常州動力電池工廠投產。他們提出了“車規級”電池廠概念。蜂巢能源脫胎於2012年成立的長城汽車動力電池項目組。它天生帶著汽車廠的視角，去尋求合格的動力電池。2016年，該項目組升級為動力事業部；2018年2月，又成為蜂巢能源公司，從長城汽車獨立，走向研發生產動力電池之路。其初心，就是要提供符合汽車要求的動力電池，也就是車規級動力電池。（2）車規級動力電池生產要求初步探索什麼是車規級動力電池？雖然，現在有不少動力電池檢測實驗室、商業認證機構，但是在電動汽車應用方興未艾之際，車規級動力電池的要求和知識，還沒有得到行業性的總結和推行，而是散落在較早開始探索的車企、電池企業內部。蜂巢能源目前提供的，是他們對車規級動力電池生產環節的思考。他們先從更嚴格的生產要求開始，提高產品質量。動力電池要達到車規級生產，應當比照其他零部件的車規級生產要求。或許一組數據，可以展現出車規級零部件制程的要求有多高。現代企業用CPK指標來衡量制程能力，制程能力越強生產出的產品質量、可靠性越高。通常情況下，CPK達到1.33以上的產品才可以進行量產，即良品率可達99.9937％。傳統汽車要求核心零部件企業的CPK值為1.67，即良品率達99.99994％。業界較為認可的動力電池生產商——三星SDI、LG化學、松下，CPK值則以1.67為基礎，甚至可達2.0，意味著100萬只電池裡面幾乎沒有次品，電池性能幾乎完全一致。因此，要達到車規級動力電池的生產要求，工廠必須從一開始就高標准來建設和管理。蜂巢按汽車企業的6sigma目標掃一掃意,建立標准工廠，在核心工序的CPK目標上，提出1.67-2.0，和日韓企業對標的要求，缺陷不良率目標在3.4ppm以下。傳統電池企業，一般按4sigma標准建立，核心CPK目標是1.0-1.33，缺陷不良率目標是6210ppm。以達到車規級產品倒推，蜂巢能源制定了全新的電池制程規范和工藝標准。比如，廠房潔淨度是一萬級，比傳統電池廠房10萬級要潔淨10倍；濕度控制方面，從投料到電芯封口，全程濕度小於1%。而傳統電池廠房，電池注液前濕度控制在1-2%，到電芯注液、組裝環節濕度要求只有10-30%。

這主要是因為，鋰是一種化學性能活潑的金屬。如果在反應中有其他雜質，勢必會打破反應平衡，輕微點的會造成電池內阻大，自放電高等問題；嚴重的會造成在雜質表面積累晶體，最終刺穿電池隔膜造成正負極的內短路。如果鋰電池生產環境的濕度大了，電池的濕度就會大，充電後水份會分解，電池內壓就大。同時在注電解液的過程中，電解液中的LiPF6，遇到水分時會產生氟化氫(HF)形成氣體，造成鼓殼、影響厚度、SEI膜形成不完整等問題。因此鋰電池生產要在幾近絕對幹燥的濕度環境，就是為了保證鋰電池的生產質量。傳統電池生產企業對濕度的要求就要低很多。可見，對廠房潔淨度和濕度要求是保障質量的最基本、最關鍵的要素之一。蜂巢能源還通過導入AI智能技術，在環境控制、毛刺控制、異物檢出、制程管理、設備自動化等多個維度標准的提升，達到車輛使用的安全要求。以制程追溯系統為例，傳統消費類電池的生產僅在部分工序使用AI技術，采用MES系統管控，管控因子一般在1500個左右；而蜂巢能源全面應用AI智能技術，形成了更加完備的制程追溯系統，通過人、機、料、法、環、測、時間等7維制程管控，實現過程超過2500個因子的監控，來保證產品的精准管控。在智能化方面，蜂巢能源采用世界先進的電池自動化生產設備，自動化率達95%。其中，組裝車間配置的3條生產線體全部采用“工業4.0”的設計理念，自動化率高達100%，可以滿足多種型號的電芯產品均衡化生產；化成車間整線自動化率也高達99%，模組工廠自動化率也達到了91.6%，領先於絕大部分電池工廠。蜂巢的智能化將分為三階段實現，第一階段為單機智能，以不良率檢測為例，通過AI的學習和積累，可以使誤判率降低50%；第二階段，將建立專家系統，將工廠的整個數據庫進行串聯，做到系統的自動調整和自動決策；第三階段，將專家系統的判斷回饋到系統，然後對設備上集中優化和調整，將這些數據積累成一個模型，放到雲端，對全廠進行控制優化控制。車規級工廠出來的產品，良品率高、一致性強，在成組裝車之後，電芯差異不會太大，電池系統乃至電動汽車的性能，特別是安全性，都能有更高的保證。蜂巢能源副總經理饒忠儒還介紹，對全廠進行智能化不僅可以降低產品的失效風險，還可以低成本復制工廠。“在沒有AI智能的時候，我們要到一個地方建廠，先要看那邊沒有電池領域的專業人才。現在，通過AI系統，基本上就可以完全的復制一個新工廠。” 此外，工廠良品率高了以後，無需或者很少需要對電池進行分選再成組，極大提升效率，降低成本。而不是像很多動力電池廠商，產品要分成A品B品，乃至更低級別的成品，只能分別作為動力電池、儲能電池和消費電池來銷售。可以看到，蜂巢的動力電池工廠，如果能按目標建成投產，產品良品率、一致性乃至規模效應，都將比非車規級大為提升，更貼近車用動力電池的需求。（3）全面定義車規級還需行業努力當然，車規級動力電池的生產標准，應該從需求端對照過來，而這一方面，行業還在共同探索。目前，中國汽車動力電池產業創新聯盟也在倡導車規級動力電池的研究和推廣。該聯盟的王子冬，闡釋了車規級動力電池要求的總體方向：所謂車規級動力電池，是與車輛屬性及使用場景密切相關的，圍繞整車對安全性，可靠性，一致性等方面的要求設計制造的，並通過專項測試的，涵蓋但不限於滿足車規級原材料，車規級制造控制，車規級系統化設計，車規級測試規范等一些列標准的鋰離子動力電池。由此，除了蜂巢能源已經倡導的車規級制造控制方面，還需要在整車應用需求充分挖掘的基礎上，在原材料、系統化設計、測試規范方面，由蜂巢能源和全行業，繼續探索、總結和推廣。如果以1799年伏特電堆算起，電池已經有220年歷史，用於汽車上，也已130多年。作為人類歷史上目前最好的儲能工具，它如果能在汽車上證明可用、經濟、安全，人類交通從傳統能源轉向清潔電力，就將相當樂觀。車規級動力電池關口在前，全行業需努力向前。