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　　“锂电池很怕水，因为正负极材料如果吸收了水分在里面，很容易引起电池鼓胀，气体会排不出去。水分还会引发一种叫作‘析锂’的现象，增加电池短路的风险，所以特别潮湿的地方其实不太适合建电池厂，即使建了，除湿投入的成本也要高很多，这也是为什么我们每个月要交高额电费的原因。车间除湿的费用占到设备能耗费用的50%以上，反而用于生产操作的机械设备，耗不了太多的电。”曾强说。出于这一考虑，我也没能参观电芯组装车间，因为人员频繁进出车间，在里面呼吸、走动，都会增加空气中的水分。

　　单个电池的制造就已经如此困难，而车用动力电池是需要几千节的。所以，装在车上的动力电池更难做。“手机电池是什么概念？同一个厂家生产的电池，你用着好我用着不好，用户可能只是觉得我运气不好，它不影响使用，无非就是续航时间短一点。但在车上就完全不同了，车用动力电池是一个集合的概念，由多个电池单元串并联而成。比如一辆大巴车可能用到 8000多块单体电池，这么多电池串并联在一起，每一个电池单元都可能成为整个电池组的短板，要是有一块电池容量低或者电压低，就会影响整个电池组的性能。充电的时候就像灌水一样，电压低的升高得最快，一下子就顶着了，其他电芯却还无法充满。等放电的时候，它最先放完电量，其他的电池单元仍有余电、可能还剩一半，整个系统就已经停止工作。而且你也没办法把它单独拆下来。”徐兴无说（国轩高科工程研究院的副院长）。从手机电池到动力电池，要跨越的第一道难关，就是一致性问题，即所有电芯之间的性能不能差得太多。

　　保证电池的品质，对工厂的管理和制造水平要求很高。这属于动力电池常规生产的一部分，现在电池要提升续航、安全性、寿命和充电性能，往往涉及创新，还要解决许多新问题。动力电池跟我们熟悉的手机、电脑等消费类电子产品的迭代不一样，消费类电子产品的一个小改进就能推出新产品，年年都能推陈出新。动力电池的电芯和电池包，加起来由上万个零件组成，电芯的制造过程细微到微米级别。它每一项技术突破的背后，都需要庞大的基础研究、无数次的实验、工程能力和制造经验的支撑。

　　坊间传闻，比亚迪一直专注于磷酸铁锂的路线。孙华军觉得没有那么戏剧性，他是2000年从复旦大学毕业就到比亚迪工作的理科生，常年做制造业研发工作，他讲话很平实，有一说一。他说：“安全性在我们内部是一条红线，但比如说续航、快充、低温功率等性能，是同步研发的，是我们一直在三元锂电池和磷酸铁锂电池两条路线上同步在做的。”比亚迪发展到今天，研发团队的规模庞大，已经没必要集中力量单点突破了，它的资金、软硬件和人力可以铺陈开来，在多领域展开广泛研究。

　　采访约在深圳比亚迪锂电池有限公司的动力电池实验室。这其实是一栋楼，里面包括一个省级技术中心和一个市级实验室，研发人员在这里办公和做实验。除了深圳总部，比亚迪动力电池在上海和重庆也有研发布局。整个动力电池研发部门，在职博士将近500人，硕士将近 3000人，动力电池领域申请国内专利超过 7900项。新能源汽车行业的火热、动力电池竞争的激烈从研发中心的办公室里就能反映出来，面积这么大的办公室只有边缘位置有零星的空桌，工作人员说，马上都会坐满。2023年，大学毕业生就业难，但比亚迪动力电池部门招聘的应届毕业生接近900人，硕博士占比91%。

　　刀片电池就是在这种技术高度密集的土壤里生长出来的。虽然它的正极材料仍是磷酸铁锂，却是比亚迪特制的。孙华军说：“我们从2002年开始研究磷酸铁锂这种材料，想怎么能把极片的密度提到最高，功率性能发挥到最优，这是一个长期的过程。结合刀片电池的结构设计，我们对材料的压实要求很高。所以，比亚迪弗迪电池的材料跟其他公司不一样，我们有特殊的要求。我们供应链里的材料企业，要按照我们在长期工作中积累的经验做。如果进来一家新供应商，它要在这些维度里被考察，直到满足我们的要求为止。”

　　电池排布要考虑力学方面的挑战。我们日常生活里都用电池，看似对电池现象很熟悉，但动力电池体积大、数量多，有很多普通人想象不到的问题。孙华军说：“刀片电池有一个典型的技术创新就是电池密排技术，电池在充放电过程中是有膨胀的，它们有非常大的力产生。如果是三块电池堆在一起比较简单，但当一百多块电池连续堆叠，就极大地增加了动力电池系统设计的难度，整个行业从前都没有做过这样的产品。我们要保证每块电池在正确的位置上，保证电池两边约束的尺寸、电池的厚度等的一致性。除了电池特性，任何工业化的产品，虽然可能外观上看几乎一模一样，实际上并不是，它们在精度上是有公差的。所以，刀片电池要做好，我们必须要考虑到这些因素。我们对精度的要求非常高，例如整个电池涂覆宽度最大可达 2米，尺寸精度要控制在正负 5毫米以内。堆叠位置的精度，我们要控制在 0.2毫米以内。”

　　刀片电池的实现还涉及新工艺。孙华军继续说：“比如从前固定都是用螺钉连接的，这是非常成熟的方案。刀片电池则是采用黏胶固定，它的工作环境要求这种胶在几十摄氏度高温时不软化，低温时不变脆。我们要对胶黏剂材料进行选型或者开发。胶厚度的管控也非常重要，我们要求厚度一致性在正负0.1到 0.2毫米，对这么大面积的胶厚度进行一致性控制，也是行业里面第一次碰到的。接下来，我们还碰到一个非常大的问题，就是热管理。刀片电池需要通过非常大面积的钎焊来实现，同时还涉及整个冷板的成型工艺和流道设计，这些都是行业内的首创。”

　　不仅仅是比亚迪，其他企业在推出新品时也要解决工艺问题。蜂巢能源的前身是长城汽车的动力电池事业部，引入外部投资拆分独立出来之后，专门做动力电池业务。他们现在的主力产品也是长薄型电池。比亚迪做的是最长接近1米的长刀，蜂巢做的是最长不超过 600毫米的短刀电池。蜂巢能源执行副总裁兼董事会秘书王志坤在电池行业已经工作了十八年。他说：“我们可以看到，锂电池一开始主要是应用在3C数码类产品上，所以最早普及起来的是圆柱电池和与之相匹配的卷绕工艺。但我们判断，从结构方面来看，在圆柱、软包和方形硬壳三种形式的电池中，方形硬壳在动力电池市场的占比会不断提高。而且在车上面，电池容量的大幅增加也是一个明显的趋势。综合下来看，电池就只能往长薄的方向发展。”

　　为了做出长薄电芯，蜂巢能源从2018年到 2020年，花了两三年时间完成技术突破，并且成功在客户的车上进行了验证。“传统的卷绕工艺不适合制造长电池，它做小电池是可以的，但做长了以后，电池内径和外径压到壳里面去，电池的结构就不合理，比能量、循环寿命、安全性这些方面都会受到影响。”王志坤说。所以蜂巢能源一开始就确定要全力押注叠片工艺，“做叠片工艺，我们也没有多少经验可以借鉴。那时候国外企业的叠片工艺基本都是用来做软包电池，但做方形硬壳完全不一样，难度高得多”。

　　王传福给外界的印象是一个成功的企业家，但他同时也一直是个工程专家。工程师思维给比亚迪创造了巨大的利润。比亚迪进入锂电池领域的初期，电池会发生“鼓肚子”的现象，品质不稳定。要想解决这个问题，需要建干燥室。当时，干燥室的造价非常昂贵，日本还垄断着生产技术和设备。既然原理是要降低空气中的水分，王传福想出了另外一条路。他提出在一间房间里，放很多干燥剂，开始作业的时候，将门封住，电池从很小的窗口进出，这样的情况下，湿度明显降低。后来他们又研究发现，人会产生大量的水分，所以又让员工戴上口罩，电池“鼓肚子”的问题就明显改善了。这一工程上的创新经过改进变成了“工人加夹具”模式，被中国的锂电池厂广为效仿。在中国锂电池的起步阶段，资金有限，还面临日本的技术垄断，这些工程上的创新让中国企业能够存活下来，谋求进一步发展。

　　当时，国际市场上锂离子电池的价格在8到10美元每块，比亚迪用工人加夹具的方法生产的锂离子电池一下就把价格打到2.5美元。墨柯（本名聂昕，动力电池和新能源汽车领域研究者。创立锂电池调研和咨询机构真锂研究。）在这个行业待了接近二十年，他向我们讲述了日本、韩国和中国电池产业的此消彼长。他说：“索尼把锂电池商业化之后，日本企业迅速形成了完整的产业链。有段时间，日本的手机、笔记本电脑、数码相机统治全球，就因为它的锂电池产业强大。锂电池技术扩散到韩国和中国的过程里，韩国的办法是先买一套日本的设备回来拆解，然后把设备仿制得一模一样，生产的产品也基本一样，但成本就低很多。那个时候，韩国的三星和 LG是日本企业最大的竞争对手。”

　　中国企业当时没有韩国公司的实力，买不起日本设备。墨柯说：“王传福给行业做的大贡献，就是想出来这样的生产模式。我们当时人工成本比机器便宜，生产出来的电池就比日本、韩国便宜很多。最开始，我们的电池品质差一点，可能卖不到三星手机或者什么高端品牌手中，但我们国内市场同样存在需求，我们也有手机和笔记本电脑公司呀。反过来讲，日本和韩国的电池品质好，我们国内品牌用不起。比亚迪这种生产模式一出来，国内锂电企业全明白了，这个方式最适合中国国情，都跟着干。”

　　就像刀片电池有比亚迪的制造能力支持，很多动力电池公司都跟吉阳这样的中国装备企业合作过。阳如坤的很多设备，就是跟宁德时代一起研发的，用于宁德时代的灯塔工厂。他说：“中国锂电产业让人自豪的，就是从头到尾是自己搞的。国内电池公司的产线上，国产设备大概占了 95%以上。”国产设备的生产效率很高。阳如坤说：“我的设备性能指标肯定是超过日本、韩国的。比如叠片这个工艺，日本机器可能每分钟叠片的数量是我们设备的十分之一。因为日本还是靠机器人模仿人工的工艺，把材料抓来抓去的办法在做。我去研究了叠片的原理，在流水线走的过程中，就完成叠片这个工序了。我做的是大规模连续的生产，中间不停，效率就提升了。”

　　强大的制造能力让中国动力电池具备了竞争优势。中国汽车动力电池产业创新联盟秘书长许艳华说：“设备自主可控，就让我们掌握了发展的主动权。”技术创新，由制造能力去实现。建造工厂的速度和成本也低。许艳华说：“我们建一个工厂差不多是十八个月，国外需要二十四个月到三十个月。我们的发展速度就快。另外，成本也在降低。从前建一个G（1GWh）的产线个亿的成本，现在下降到了2个亿甚至1.5亿。装备和制造能力是非常非常关键的。”

　　1999年，陈立泉参加了一个关于是否成立锂电池公司的咨询会，这家公司就是后来的ATL。2011年曾毓群将动力电池事业部从ATL中独立出来，迁往宁德，就成了现在的宁德时代。陈立泉回忆道：“第一次会议，技术方面来了两个人。一个是从武汉理工大学留学美国的，一个是真正的美国人。那个美国人开会时一句话不说，后来我才知道他是做什么的。他在一家做胶片的公司涂了二十年胶片。锂离子电池生产中有一个叫作涂布的关键工序，涂正极片和负极片，与涂胶片非常相似。中国科学院感光所也有涂胶片的技术，所以他们开了涂布机的公司，我们第一个涂布机就是跟感光所合作的。我想他涂了二十年胶片，涂布技术上肯定没问题。开完会之后，我给他们写了五项建议，就是说公司可以成立，但如果只靠这两个人发展不起来，一定要靠自己。后续科技不行的话肯定不行。”

　　2001年ATL正式成立，大概每过一两个月，陈立泉就去一次，帮他们解决技术问题。后来陈立泉院士和中国科学院孙世刚院士领衔建立了院士工作站。陈立泉说：“ATL刚成立的时候懂技术的人不多。”ATL的创办人之一陈棠华向陈立泉提建议，希望其可以帮助ATL培养人才。曾毓群就考上了陈立泉的博士。“曾毓群本科是学造船的，但后来在新科电磁厂工作。那个公司是做计算机磁头的，他就对磁学很了解。口试的时候，组长是学磁学的，问了很多磁学的问题。他对答如流，口试分数很高。曾毓群很聪明，学东西很快，磁学、电池技术都是后来学的，一说就懂。宁德时代发展到现在这样，没有曾毓群不可能。”陈立泉说。

　　曾毓群和宁德时代很低调，关于他的细节外界了解并不多。几乎所有ATL起步的故事，都提到曾毓群曾经带着 100万美元到贝尔实验室购买聚合物锂电池的专利授权。当他按照专利配方试制电池时，发现电池品质有严重的问题，根本无法量产。贝尔实验室也不知道如何解决。于是，曾毓群带领团队进行技术攻关，解决了这个问题。这个故事虽然在互联网上流传甚广，但没有找到确切的原始出处。不过，曾毓群等早期进入锂电池行业创业的人确实很多都是做技术出身。

　　曾毓群本科毕业于上海交大，后来到新科电磁厂工作。新能先锋总经理助理罗晓枫学生时代曾经在这里做过暑期工。她回忆说：“这家公司有专门的职工培训，属于当年东莞规模大又正规的企业，发展最好的时候，下班的工人出大门时脚挨着脚。”新科电磁厂出来的几个同事现在都是宁德时代的高管，陈卫则创办了锂电池负极龙头企业上海璞泰来新能源科技股份有限公司（简称“璞泰来”）。王传福本科毕业于中南大学，硕士就读于北京有色金属研究总院，曾经是全国最年轻的处长。已经做了三十九年电池的亿纬锂能，其创始人刘金成本科毕业于电子科技大学，被分配到国营 752厂。国营 752厂隶属于电子工业部，是全国最大的综合性电池厂。后来，他又考取了武汉大学电化学硕士，创业后继续深造，读了华南理工大学的博士。

　　这些人都是高考扩招前选拔出来的优秀人才，受过很好的大学教育和制造业训练。他们知道如何通过学习来解决问题、获得进步。陈立泉说：“2010年，我做了一个《中国锂电如何突围》的报告，当时日本企业的市场占有率一直在往下掉，韩国企业的市场占有率一直在往上升。中国企业的市场占有率是上升了一段之后就持平了。我曾经被韩国邀请去做兼职教授，对他们的情况很了解。韩国是制，政府把科研经费给到三家大企业，学校从企业拿钱。我提了一个建议，就是中国政府要支持锂电池行业，同时研究机构、大学要跟企业合作，尽快将先进技术产业化。当时ATL的董事长张毓捷也在，他跟我讲，锂电突围将从 ATL开始。 ”2011年，ATL的动力电池部迁往宁德，成为全中资企业，改名CATL，也就是宁德时代。为了聚集人才，尽快发展锂电技术，宁德时代成立了专家委员会。到 2014年中国锂离子动力电池的世界市场占有率已超过韩国和日本，稳居全球第一。

　　在2023年的世界动力电池大会上，宁德时代的首席科学家吴凯说：“目前按我们的统计，和106所高校、29家科研院所、6位权威院士展开深入的合作，包括2位做电解质的专家，是我们急需合作的院士。”动力电池行业打破了人们“国内制造业低端、没有技术含量”的刻板印象，呈现出浓厚的学术氛围。吴凯的演讲非常像大学研讨会发言，花了很大篇幅讲宁德时代的研发方法论，涉及材料学和力学的发展，以及宁德时代如何用计算加快研发速度等。我去中国科学院物理所采访时，刚好遇到宁德时代负责材料创新的21C创新实验室的研究人员前去拜访。这个实验室里就有负责人是陈立泉的学生，他们学术上的交流一直不断。