宁德时代品质开放月：如何保障动力电池安全可靠性与一致性？

开网约车五年的老司机老张跟我发了一通牢骚, 他说让他心里最没底的、也是最让他焦虑的事情, 根本不是汽油价格的高低, 而是手里的这块电池到底还能卖多少好价钱, 会不会已经不值钱了。这对于宁德时代品质来说非常重要。这对于动力电池安全可靠性来说非常重要。这对于动力电池一致性来说非常重要。

在9月18日这一天, 北京国家会展中心的宁德时代展台前, 摆出了一块老电池包给大家看, 这个电池包在这六年里一直在努力工作, 累计行驶的公里数多达84万, 而且现在的容量保持率仍然高达88%, 这实实在在的一个数据, 就仿佛是把上面提到的那个让人头疼的问题, 一下子拍到了所有人的桌子上, 想让人装瞎都不行。这也是宁德时代品质的关键所在。

展台上的那块老电池

公元两千二十年出产的那个动力电池包, 被单独摆在北京国家会展中心E2馆里面, 也就是在宁德时代的展台角落处, 这里是最不起眼的地方。这一天的时间是九月十八日。那个电池已经整整服役了六年时间。

它累计跑过的里程数多达八十四万公里之多。可是它的容量保持率依然达到了百分之八十八之高。在旁边完全没有任何PPT文件存在的情况之下, 仅有一行文字写得相对较小的字样放在那里。

让人琢磨不透的地方在于, 整个车展上有多少家企业都在叫嚷着要领先, 要在技术上获得突破, 而宁德时代却出人意料地把一块颜色灰暗、看起来很旧的动力电池推到了舞台中央, 让它成为了全场关注的焦点。

这背后的道理再简单不过的, 那就是拿出的东西有说服力就比说的那些华丽的辞令要管用得多, 这块像是老搭档一样的电池所展现出来的实力与可靠性, 显然要比那些花费巨资打造的宣传广告片更加坚硬且令人信服。

十亿分之一失效率的由来

宁德时代的首席制造官倪军给出了相关的披露内容, 具体的表现就是其电芯失效率已经得到了很大的降低, 从原来行业内普遍使用的百万分之一的水平, 直接降到了十亿分之一的位置, 这样的变化一共跨越了三个数量级的距离, 与此同时还有三千零十万辆车的全球范围内使用了该公司提供的电池, 在这些车辆的路面运行过程中, 有数十亿颗电芯在同时地进行运转作业。

单颗故障的概率虽然极低, 但是, 当规模达到数十亿级的时候, 任何瑕疵都会被成倍地放大。企业依托超过5000亿条测试数据、规模在500TB以上的电池数据库, 叠加AI视觉算法引擎, 把肉眼看不见的微观缺陷精准地“挖”出来, 从而有力地支撑了这个十亿分之一的数值。

一票否决权与风险排查

宁德时代负责质量检测的相关工作人员名字叫作苏育专, 他在现场说了一句话, 那句话的原话内容是这样的, 原话说的是我们绝对不去对产品优势进行那些宣传方面的事情，我们专门做的就是去排查各种风险所能达到的极限情况, 听到没有。

这个团队在整体上拥有属于他们的项目一票否决权力, 他们的全部注意力都集中在对于极端工作情况进行深挖以便找出其中隐藏的缺陷问题之上, 从产品最初的研发环节就开始严格把关, 以此确保将所有可能存在不安全的方面都拦截下来不会流入市场最终到达消费者手中。

它和传统的质量检测方式是不同的, 传统的质检是用剔除次品这种办法来做的。但是, 全球第一台方壳电芯的原位CT设备能够实时地把过充以及热失控等内部动态情况还原出来。

如果再配合上AI for Science这一种范式的话, “生成—筛选—逆设计”这个闭合循环是可以把新物料的筛选周期时间缩短到原来十分之一以下, 也就是压缩了十倍以上。

五微米铜箔上的极限涂布

在生产车间的内部, 超薄的铜箔被加工成了五微米厚的规格, 生产流水线的运行速度保持在每分钟一百米的水平, 这种状态下进行浆料的稳定涂布操作, 存在接近七千个实施智能控制的检测点, 加上具备自适应调控功能的人工智能技术参与进来, 把材料本身存在的波动情况以及各个工序之中产生的误差问题消除在前期的环节里面, 从而避免让微小的缺陷沿着流程往下级传递。

动力电池 manufacturing 这个行业, 它的范围非常大, 从纳米级别的材料到米级别的电池包, 中间大概跨越了九个数量级这样一个大的距离。

如果是要手工制作出高精度的样品来说的话, 这其实是比较容易实现的, 但是如果在高速量产的过程当中, 能够持续且稳定地保持住高精度, 这才是真正的功夫所在。通过建成三座全球灯塔工厂这样的事实情况, 让同一个标准、同一个工艺流程以及同一个品质水平能够真正地跑通并得到落实。

木桶效应与整包一致性

倪军反复强调, 动力电池具有极强的木桶效应, 整车的续航里程以及使用寿命并非是由最优的电芯所决定, 而是受限于最差的那一颗电芯。单颗电池检测合格, 绝对不等于整个电池包能够达到标准, 这句话非常值得每个车企老板把它抄下来。

电芯容量、内阻、自放电的细微差异会在长期循环中持续放大。宁德时代从材料化学起点、电流温度分布、工艺参数执行三个维度统一, 从根源抑制副反应, 把“基因病根”掐在摇篮里。。