未来的电池制造厂-BCG

2025年1月30日作者：DanielKüpper、KristianKuhlmann、NathanNiese、MinjeeKim和JanNordemann阅读时间：15分钟全球对电池的需求正在上升，但不如市场专家预期的那么快。因此，预能⼒的增⻓速度可能会超过需求量两倍，主要受到中国建设过度推动激烈的价格竞争，特别是来⾃低成本亚洲⽣产商的竞争，因此维持。 对现有⼯⼚进⾏改造和设计新设施，其中融⼊了下⼀代技术，如最新的⾃动化 电池制造商必须降低转化成本为了提⾼效率，电池制造商应当优先考虑降低:区域间在公⽤事业和劳动⼒成本上的差异进⼀步国为每kWh17美元，德国为每kWh22美元(⻅图2)为了抵消其结构性劣势，⾼成本国家的制造商 ::每个维度涵盖了各种创新措施，涵盖了不同技术成熟度⽔平。(⻅“技术成熟度技术成熟度水平技术成熟度水平未来⼯⼚的创新措施处于四个不同技术成熟阶段:•研究阶段。新概念在受控实验室环境中进⾏测试和改进，以验证其可⾏性和潜在•试点阶段。在实际制造环境中的⼩规模试点⽣产线上测试技术，评估其性能、可•扩⼤阶段。技术逐步部署到⼤规模⽣产中，侧重于扩展运营、优化流程并解决任•⼤规模部署。措施已完全整合到批量⽣产中，以已被证实的可靠性、效率和成熟度全⾯优化⼯⼚布局和电池特定基础设施可以显著降低运营成本和物理占地⾯积。有价值。0%。⼩型环境提供了⼀种更有效的替代⽅案，通过维持在正常条件下运⾏。这种有针对性的⽅法通过,⼩型环境引⼊了维护复杂性，并需要与⾃动化系统（例如⽤于物料运输的⾃动引导⻋辆）集成多层楼布局。多层楼布局可以减少⼯⼚的环境⾜迹，同时缩拉在柏林的设施和LG能源解决⽅案在波兰的⼯⼚。然⽽，此布局的优势必须仔细平衡，以应对包括模块化设计。模块化设计通过解耦⽣产步骤（如电极涂覆、⼲燥、压延和切:连续混合。传统的双⾏星搅拌机是按批次⽣产浆料的。这个过程存在⼀些机器停机以去除材料，这降低了效率。连续搅拌机提供了另⼀种选择，通过然⽽，在连续搅拌能够从当前的试验阶段过渡到⼤规模采⽤之前，必)潜在泄漏的安全担忧，⻓启动和冷却时间，以及⾼昂的维护成本。红外⼲燥提供了⼀种替代⽅法,利⽤红外辐射⾯板快速蒸发溶剂。这种⽅法可以减少能源和空间需求。然⽽，精确控制能量密度对于防⽌问题，如粘结剂分离或在极端情况下，溶制造商将红外⼲燥与对流烤箱结合在⼀起。虽然红外⼲燥在设备供应商处⼴泛可得，中相当⼤⼀部分⽤于去除这些溶剂，需要⼤型烤箱和溶剂回收系统。与活性材料粉末混合来消除对溶剂的需求。这种⽅法带来了重要的好 “技术进步可以提高产量，同时降低公用事业和劳动成本。鉴于其潜⼒，⼤多数电池制造商正在积极开发这项技术，并已在试⽣障碍包括防⽌粉末膜中的孔洞，确保边缘⼀致性，以及保持膜厚度均匀覆⽐阳极⼲涂覆⾯临更⼤的挑战。因此，这项技术的⼤规模可⾏性仍在。⼯具（例如β⻔和视觉系统）提供有关型材和边缘⼀致性的 “数字工具和人工智能的最新进展可以增强机器的正常运行时间并减少人工劳动。基于条件的⽼化。⽣产结束时电池单元的⽼化过程可能⻓达三周，在此期储在预定义条件下，并根据性能进⾏监测和分级。使⽤险单元显著缩短这⼀过程。只有这些单元经过完整的⽼化过程，将低⻛险。远程操作系统。传统的⼯⼚设置为每台机器分配⼀个操作员。远程操作系统（如涂层厚度和实时图像并在需要在特定机器上理多台机器。这种⽅法显著减少了操作员的空闲时间，但需要将所有设备与 OEM合作。要对所谓的4M组成部分（⼈员、全⾯⽣产维护。电池单元制造业是⼀个资产密集型⾏业，最⼤限度地利⽤⾼产量⾄关重要。全⾯⽣产维护措施可帮助最维护，使操作员能够独⽴执⾏基本设备维护。这减少对专⻔维护团队评估经济和环境影响济影响取决于⼏个因素::•⼯⼚设置。节省的程度取决于当地劳动⼒和公⽤事业成本，以及⼯⼚是现场（现有）还是绿地业需求。现场⼯⼚可能需以与绿地⼯⼚不同的⽅式接近未来⼯⼚，。除⾮新设备消除了运营瓶颈，否则更换当 •技术选择。技术选择将影响成本节省。例如，⼲涂覆和同时双⾯湿涂覆具有不同的⻛险和成熟•采纳时机。⽴即采⽤成熟技术可能带来约5个百分点的成本降低，⽽未来五年内可⽤的技术可由于投资于创新的经济可⾏性因特定技术和⼯⼚环境⽽异，制造商必须进⾏特定环境下的评估。(成本效益的案例评估•密炼机。虽然密炼机每台机器的资本⽀出⾼于传统⾏星式混合机，但其吞吐量⾼达两倍。这意味着在绿地安装中，密炼机是⼀个明中，如果混合不是瓶颈，⽤密炼机替换功能良好的•激光焊接设备。这些设备的资本⽀出可能⽐超声波焊接设备⾼出50％。然⽽，超），除了降低成本，尖端技术还可以降低电池⼯⼚”)操作效率的改进，如⾃动槽式涂敷系统，⼲涂覆和微环境，可以通过积极的商业案例降低电电池工厂的环境影响电池工厂的环境影响电池⼯⼚对环境有显著影响。（请参阅展⽰。）排放和能源消耗提供两个例⼦:•能源消耗。⼀个30GWh的电池⼯⼚新兴技术还将有助于减少⼯⼚的实际占地⾯积。例如，连续混合可增加吞箱和溶剂回收系统，基于条件的⽼化缩短了形成和⽼化时间。因此，未来⼯然⽽，仅凭这些努⼒可能⽆法实现净零⽬标， 克服主要障碍规模。从实验室规模过渡到⼤规模⽣产仍然是⼀个重⼤挑战。例如，⼲法涂覆在技术知识。新进⼊者和⼆线电池制造商常常缺乏采⽤先进技术所需的内部专业知往依赖早期阶段技术，这些技术往往滞后于最先进的有着悠久的历史，但如今在电池制造⽅⾯却发现⾃⼰需要追赶。与成熟企业进 成本压⼒。⾏业利润率紧张限制了⽣产商投资资本密集型动态环境。未来特定电池化学物质和形态的主导地位尚不确定，给投资为电池单体工厂设定新愿景为应对这些挑战并充分利⽤未来⼯⼚的好处，电池单体⽣产商应采取以下步骤:•评估匹配性。考虑员⼯能⼒和具体⼯⼚条件，如位置、格式、所使⽤的单体化学和⼯⼚是 着过剩产能增加⽽价格压⼒加⼤，现在是决策者为未来⼯⼚定义愿景的关键时夫关于波士顿咨询集团波⼠顿咨询集团与商界和社会领袖合作，解决他们⾯临的最重要挑战，抓住最⼤机遇。B我们多元化的全球团队拥有深厚的⾏业和职能。BCG通过领先的管理咨询、技术和设计、公司和数字创业提供协作模式，在整个公司各级别展开合作，旨在帮助客⼾蓬勃发展，使他们。