一粒金属粉末， 如何成为新能源汽车“王牌基因”

中伟股份/供图 陈锦兴/制图

证券时报记者 安宇飞

一辆辆新能源汽车如“钢铁巨兽”般驰骋于马路之上，轮胎留下的印痕交织成汽车产业发展的浩瀚画卷：中国连续9年拿下新能源汽车产销量全球第一的桂冠，2023年新能源汽车产量占据全球六成……

令人瞩目的成绩背后，离不开强大的“基因”。如果说动力电池是新能源汽车的“心脏”，那么前驱体就是新能源汽车的“基因”，决定着一辆汽车的续航和性能。中伟股份在全球率先大规模量产的9系高镍三元前驱体产品（即镍占比超过90%的三元前驱体产品）正是新能源汽车的“王牌基因”，以它为原材料形成的电池产品，能让电动车续航里程较此前提升20%，电池寿命提升约30%。

能造汽车，更能造“心脏”和“基因”，产业链“环环皆强”才是中国新能源(600617)汽车产业飞跃式发展的密码。一粒粒细微的金属粉末，如何绘就中国新能源汽车产业发展的“基因图谱”？近日，证券时报记者来到了中伟股份位于湖南宁乡的产业基地寻找答案。

突破“基因之门”

助力性能进化

在近乎无人的生产工厂中，一个个“巨桶”形状的反应釜有序运转，通过对压力、温度、进料浓度等多项参数的精准控制，生成三元前驱体材料，再经由沉淀过滤、洗涤干燥等一系列工序，最终形成粉末状的三元前驱体产品。

这一粒粒细小的金属粉末，承载着新能源汽车纵横四海的庞大能量。如果用目光穿透一辆新能源汽车，会发现像“心脏”一样运转的动力电池，它决定着一辆汽车的性能和安全。而动力电池的核心材料是正极材料，前驱体则是制备正极材料的关键，决定着动力电池的续航、寿命、安全性等重要指标。

正因如此，前驱体也被称为新能源汽车和动力电池的“基因”。中伟股份首席专家訚硕向记者表示：“如果把造电池比喻成造船，那么我们就是做不锈钢的。船舶对不锈钢有高强度、耐腐蚀等要求，就像电池对前驱体有高容量、长寿命、高安全的要求。”

目前，动力电池主要分为三元锂电池和磷酸铁锂电池两种，主要的区别在于两者所使用的金属元素不同。所谓“三元”，指的便是锂电池使用镍、钴、锰（铝）三种金属元素的比例。和磷酸铁锂电池相比，三元锂电池所采用的金属元素活跃程度更高，让电池具有了能量密度大、充电速度快、循环寿命高等优势，被广泛应用于高端新能源汽车上。

“三元前驱体的发展路径是从‘111’开始的，当时镍、钴、锰的比例是1：1：1。而发展到现在，我们是全球第一家大规模生产镍占比超过90%的三元前驱体的企业。”訚硕表示。

据了解，三元前驱体材料镍的含量越高，能量密度就越大，最终形成的动力电池续航里程就越长。由于钴资源的稀缺以及新能源汽车“跑得更远”的需求，目前三元前驱体行业都在往“高镍化”方向发展，而中伟股份是全球率先大规模量产9系高镍产品的企业。

9系高镍产品具备怎样的竞争优势？“首先是性能，它主要用于圆柱电芯上，具备长寿命、高容量、高安全性的特点，让电动车的续航里程提升了20%以上。其次在产能和效率方面也有大幅提升，相比我们之前的同类产品，它的产能提高了50%，这得益于进料生产效率等一系列突破。第三是自动化程度大幅提升，依托于这款产品，我们实现了在合成阶段的全自动化控制，只要技术人员在电脑上下达供应单，生产就可以全自动地执行。”訚硕向记者表示。

强大的研发力量，不仅为新能源汽车造出了“更强基因”，更打造了中伟股份保持行业领先的“护城河”。根据专业机构鑫椤咨询数据，2023年中伟股份三元前驱体市场占有率为27%，连续多年位于全球第一，也是全球唯一一家三元前驱体连续两年出货量超20万吨的企业。

跨越“死亡之谷”

打通关键一环

“我们很多产品，或者说一些全新的研发，要从实验室走到产线，实际上是一个很难的过程，也有人把它比喻成‘死亡谷’。”訚硕表示。

中伟股份的9系高镍产品从实验室走向生产线，需要跨越多重“天堑”。第一个难点在于研发设计，对于三元前驱体产品来说，高容量、长寿命和高安全性往往难以兼顾，被视为“不可能三角”。

“攻克这种‘不可能三角’，关键还在于中伟股份打造了一个良好的产品认知体系，能够从多个维度对产品进行设计，把各维度性能发挥到最佳。”訚硕表示。据介绍，三元前驱体产品的研发需要考虑到粒径大小、一次颗粒大小、一次颗粒生长的取向性等多维度问题，从微观到宏观的结构都需要精心设计，9系高镍产品在研发设计环节就倾注了公司研发人员的大量心血。

而跨过实验室研发的环节，又面临着从实验室落地到生产线的“死亡谷”。訚硕表示：“我们做了那么多的结构设计之后，要每一个点都去满足，对我们的工艺要求非常高。”

要把9系高镍产品制造出来，首先需要造一个“晶种”。訚硕表示，晶种就相当于是一颗“种子”，因为最终的产品是球形的粉末材料，它首先要有一颗“种子”，然后在种子上面不断地发育生长。

为了造出这个“种子”，訚硕带领团队连续进行了一个星期的产线调试。据他回忆，9系高镍产品是海外一个非常重要的客户提出的定制产品，需要赶进度，作为一个创新产品，从研发到生产的时间非常紧迫。在那一个星期的高强度产线调试过程中，还曾有同事被“批评哭了”，整个团队都面临着很大压力。

最终，中伟股份成功以工艺的变革实现了“死亡谷”的跨越，在全球范围内率先实现了9系高镍产品的大规模量产。訚硕表示，这个产品到现在也是公司销量最大的单一产品。

为何能打通从实验室到生产线的关键环节？訚硕称：“我觉得主要还是得益于整个公司对工程化能力的重视。我们不仅有自己的研究院，还有一个专门的工程院，负责设备的开发和优化等。”

据了解，中伟股份在三元前驱体生产过程中所用到的反应釜、浓缩机、连续式烘箱等成套系统设备均由公司自主研发生产，这些也是关键工序设备。“这些核心设备的自主研发生产能起到技术保密的效果，像反应釜就是一个核心装置，如果不用自己的，就有技术泄密风险。”訚硕表示。

除此之外，自主研发关键设备也让中伟股份能以更高的效率实现设备优化或迭代。訚硕用反应釜举例，一开始公司做的是间歇式反应釜（反应过程中原材料只进不出），后来考虑到设备兼容性，也需要做出连续式反应釜（反应过程中原材料边进边出）。因为设备是“自己人”做的，有问题和需求可以及时沟通，短短一个月时间反应釜的兼容问题就得到了解决。

要实现产品的创新，往往需要工艺的变革，而设备的自主研发生产为中伟股份顺利进行工艺变革提供了重要基础。訚硕表示：“我觉得是先有设备，有了设备才会有工艺，有了工艺才会有产品。”强大的工程化能力，成为中伟股份在技术创新中跨越“死亡谷”的关键。

种出“研发之树”

结下累累果实

在位于湖南省宁乡市的湖南中伟新能源科技有限公司（以下简称“中伟宁乡产业基地”），有一行标语引人注目——“成为全球领先的新材料科学公司”。

要构建企业的全球竞争力，产品创新是关键，而研发是“钥匙”。訚硕表示：“我们公司对研发的重视一直是排在首位的，企业使命就是‘材料至善，科技致伟’。作为一家科技型企业，我们对研发人员的住宿、薪酬、福利、激励都有相配套的独立政策。”

据了解，在中伟股份内部，即便是开会这样的场景，同职级的情况下研发人员也会被排在更优先的位置，公司处处体现着对研发的重视。2023年，中伟股份研发投入超过10亿元，研发人员数量达到1661人。从2020年至2023年底，中伟股份累计研发投入超过30亿元，被认定为国家级企业技术中心、国家级博士后科研工作站、国家能源金属资源与新材料重点实验室等。

凭借持续的研发创新，中伟股份目前已经形成了镍系、钴系、磷系、钠系等多元化的新能源材料产品矩阵和技术布局，全面进入全球领先的锂电池产业链，建立了覆盖“整车、电池、正极”的全球化、立体化的优质核心客户体系，客户涵盖了宁德时代(300750)、LG化学等行业龙头企业。

除了产品出海，中伟股份也将产业基地扎根到了海外市场。在印尼，中伟股份已经实现了前后端冶炼的一体化布局，建立了印尼莫罗瓦利等四大原材料生产基地，镍资源在建及建成资源粗炼端建设产能达19.5万金属吨，为其三元前驱体等产品打通了“原料脉络”。在韩国、摩洛哥、芬兰等国家，中伟股份产业基地建设也在有序推进中。

“9系高镍产品的成功，不仅让海外客户对我们更加信任，也让中伟股份在海外的品牌效益更大了。现在基本上不管去哪一个国家做市场调研，对方都知道中伟的品牌。”訚硕表示。

一粒粒金属粉末，正被科技创新之力挥洒出去，一半落到了地面，为新能源汽车驰骋天下注入了“强大基因”，一半被洒向空中，形成了照亮中伟股份全球布局的“漫天星辰”。

（责任编辑：董萍萍 ）