40億利潤，500億資產，1300億估值，寧德時代將成為A股迎接的第一只千億電池獨角獸。科學實驗模塊
近日，國內最大的動力電池生產商寧德時代更新了其招股說明書，隨著這份去年11月提交的招股說明書一同更新的，還有寧德時代去年的財務報表——2017年寧德時代凈利潤達39.72億元，同比增長31.4%。營收199.96億，資產總額496.62億元。
40億利潤，500億資產，1300億估值！正在改革的A股迎來一只巨型獨角獸。這次上市，寧德時代擬發(fā)行不超過 217,243,733 股，占發(fā)行后總股本的比例不低于 10.00%，本次發(fā)行預計募集資金總額為 131.2億元。寧德時代的上市估值或高達1312億元，一旦其在深交所上市通過，寧德時代將成為當之無愧的動力電池第一股。
此外在出貨量方面，2017年已公布業(yè)績的14家鋰電池上市公司中，寧德時代動力電池銷量首次超越松下電器和比亞迪，銷量達到11.84GWh，成功問鼎。這家制造業(yè)公司是如何在7年時間完成千億級的突飛猛進？
搭上新能源車春風的巨型獨角獸
2008年，中國政府開始鼓勵新能源汽車發(fā)展，混動、純電動汽車的直接動力來源——車載動力電池，需求逐年擴大。
2011年12月，時任蘋果手機電池最大供應商新能源科技（ATL）總裁曾毓群看到了其中的生意，和曾任東莞新能源研發(fā)總監(jiān)的黃世霖主導成立了寧德時代新能源科技有限公司(CATL），將車載動力電池作為新興業(yè)務獨立發(fā)展。
圖：曾毓群
2015年，在中國政府堅持不懈的推廣下，國內新能源車銷量增長迎來第一輪爆發(fā)，新能源車產量一年之內增長4倍，達到33萬輛。隨之而來的，則是車載動力電池產能的指數型增長——當年，寧德時代的動力電池產量從2014年的0.27GWh攀升到2.19GWh，增長率超8倍。也是在這一年，寧德時代改組為股份有限公司。
由于有ATL做電池的積累，寧德時代很早便得到了市場認可，在2012年就成為了華晨寶馬的動力電池供應商。得到豪華品牌車企的認可成為寧德時代除技術之外打開市場的又一利器。到2016年，寧德時代在動力電池上的產能繼續(xù)倍增，達到6.8GWh，僅次于自產自銷的比亞迪。而到2017年，寧德時代則在市場份額上完成了對比亞迪的超越。
2015年-2017年3年，中國新能源車銷量從33萬輛漲至50.7萬輛，又從50.7萬輛升至77.7萬輛。寧德時代借著中國新能源車市場高速增長的態(tài)勢，完成了資產從86.7億到285.8億再到496.6億的三級跳，坐穩(wěn)國產動力電池企業(yè)的第一把交椅，同時也成為全球動力電池出貨量最高的企業(yè)。
與此同時，中國政府不斷向新能源車產業(yè)傾斜資源，以補貼+政策的方式立起新能源車的下游市場和上游產業(yè)鏈后，開啟了動力電池的產業(yè)整合。通過頒布《汽車動力電池行業(yè)規(guī)范條件》(征求意見稿)，政府為鋰離子動力電池單體企業(yè)劃下年產能力不低于 80 億瓦·時的紅線。根據《促進汽車動力電池產業(yè)發(fā)展行動方案》規(guī)劃，到 2020 年，國家鼓勵并培育形成產銷規(guī)模在400（40GWh） 億瓦時以上、具有國際競爭力的龍頭企業(yè)。從政策層面，中國政府支持和鼓勵動力電池企業(yè)做大做強。
產能規(guī)模最大、與這個目標最接近的寧德時代，成為了資本市場的寵兒。
走出國門，一舉拿下大眾200億歐元訂單
除了IPO新動靜，寧德時代還在海外拿到的新訂單。
近日，寧德時代新能源科技股份有限公司成為大眾集團MEB電動車項目平臺的動力電池供應商。據了解，2018年大眾集團將全力推進“Roadmap E”電動化戰(zhàn)略。根據規(guī)劃至2025年，大眾集團共需要對外采購150千兆瓦時的電池，總的采購金額高達500億歐元。其中已首先選定中國的寧德時代作為電池及相關技術合作伙伴，寧德時代將至少獲得200億歐元(約合人民幣1567億元)的訂單，不論哪個數據，這都是全球最大的電池招標額。
知情人士透漏，此前一同競標企業(yè)包括LG、松下、三星及力神等多家企業(yè)，最終由寧德時代拿到這筆訂單，成為目前大眾集團在中國境內唯一、全球內優(yōu)先采購，應用于MEB平臺的動力電池企業(yè)。
3月13日，大眾中國總裁兼CEO海茲曼表示：“我們已經與寧德時代達成合作，寧德時代的產品將應用于純電動汽車、MQB的混合動力以及MEB平臺的新能源汽車，但需要強調的是，寧德時代生產的電池將會全部用于中國本土生產的電動汽車。”
為了滿足歐洲電池的產能，寧德時代擬在歐洲建廠。
3月6日，寧德時代董事長曾毓群表示，公司正在考慮在德國、匈牙利、波蘭三國中擇址建廠，為包括寶馬在內的車企提供動力電池，具體生產規(guī)模根據地區(qū)市場需求來決定。
曾毓群還表示，過去兩年，采用低價策略和寧德時代競爭的韓國企業(yè)，在技術上沒有重大突破，而寧德時代卻以技術突破實現了高速增長，并超越了他們。寧德時代也在歐洲市場迎來了重大機遇。
除了在歐洲市場建廠之外，寧德時代還計劃在其總部福建省寧德建設工廠。據了解，該工廠可將寧德時代的產能提高5倍，建設資金或來源于該公司的首次公開募股，建成后將成為全球最大的電動汽車電池生產商。此外，寧德時代今年5月份還將在日本設立銷售辦事處。目前，包括豐田、日產和本田在內多家日本汽車制造商都表示，考慮將自家電動車搭載寧德時代電池。
深度解碼寧德時代，中國電芯是如何造出來的？
第一章：一顆電芯是如何誕生的？
電芯是一個電池系統(tǒng)的最小單元。多個電芯組成一個模組，再多個模組組成一個電池包，這就是車用動力電池的基本結構。電池就像一個儲存電能的容器，能儲存多少的容量，是靠正極片和負極片所覆載活性物質多少來決定的。正負電極極片的設計需要根據不同車型來量身定做的。正負極材料克容量，活性材料的配比、極片厚度、壓實密度等對容量等的影響也至關重要。
活性材料的制漿——攪拌工序
攪拌就是將活性材料通過真空攪拌機攪拌成漿狀。這是電池生產的第一道工序，該道工序質量控制的好壞，將直接影響電池的質量和成品合格率。而且該道工序工藝流程復雜，對原料配比，混料步驟，攪拌時間等等都有較高的要求。
這里攪拌的是電池的活性材料。
圖：寧德時代的攪拌車間對粉塵嚴格管控
此外，在攪拌的這一過程中需要嚴格控制粉塵，以防止粉塵對電池一致性產生影響，在寧德時代的生產車間對粉塵的管控水平相當于醫(yī)藥級別。
將攪拌好的漿料涂在銅箔上——涂布工序
這道工序就是將上一道工序后已經攪拌好的漿料以每分鐘80米的速度被均勻涂抹到4000米長的銅箔上下面。而涂布前的銅箔只有6微米厚，可以用“薄如蠶翼”來形容。
圖：涂布工序最重要的是厚度和重量的一致性
涂布至關重要，需要保證極片厚度和重量一致，否則會影響電池的一致性。涂布還必須確保沒有顆粒、雜物、粉塵等混入極片。否則會導致電池放電過快，甚至會出現安全隱患。
將銅箔上負極材料壓緊再切分——冷壓與預分切
在碾壓車間里，通過輥將附著有正負極材料的極片進行碾壓，一方面讓涂覆的材料更緊密，提升能量密度，保證厚度的一致性，另一方面也會進一步管控粉塵和濕度。
圖：冷壓就是將鋁箔上的正負極材料壓緊壓實，這對提升能量密度也很重要。
將冷壓后的極片根據需要生產電池的尺寸進行分切，并充分管控毛刺（這里的毛刺只能在顯微鏡下看清楚了）的產生，這樣做的目的是避免毛刺扎穿隔膜，產生嚴重的安全隱患。
切出電池上正負極的小耳朵——極耳模切與分條
極耳切模工序就是用模切機形成電芯用的導電極耳。我們知道電池是分正負極的，極耳就是從電芯中將正負極引出來的金屬導電體，通俗的說電池正負兩極的耳朵，是在進行充放電時的接觸點。
而接下來的分條工序就是通過切刀對電池極片進行分切。
圖：極耳模切簡單說就是做出正負兩極的小耳朵。
完成電芯的雛形——卷繞工序
在這里，電池的正極片、負極片、隔離膜以卷繞的方式組合成裸電芯。先進的CCD視覺檢測設備可實現自動檢測及自動糾偏，確保電芯極片不錯位。
圖：卷繞工序后電芯的雛形基本形成。
有了CCD視覺檢測設備的輔助，CATL寧德時代的電池生產車間在國際上屬于自動化程度最高的電池生產車間之一。
去除水分和注入電解液——烘焙與注液
水分是電池系統(tǒng)的大敵，電池烘烤工序就是為了使電池內部水份達標，確保電池在整個壽命周期內具有良好的性能。
圖：為了去除水分，電芯需要進行烘烤。
而注液，就是往電芯內注入電解液。電解液就像電芯身體里流動的血液，能量的交換就是帶電離子的交換。這些帶電離子從電解液中運輸過去，到達另一電極，完成充放電過程。電解液的注入量是關鍵中的關鍵，如果電解液注入量過大，會導致電池發(fā)熱甚至直接失效，如果注入量過小，則又影響電池的循環(huán)性。
電芯激活的過程——化成
化成是對注液后的電芯進行激活的過程，通過充放電使電芯內部發(fā)生化學反應形成SEI膜（SEI膜：是鋰電池首次循環(huán)時由于電解液和負極材料在固液相間層面上發(fā)生反應，所以會形成一層鈍化膜，就像給電芯鍍了一層面膜。），保證后續(xù)電芯在充放電循環(huán)過程中的安全、可靠和長循環(huán)壽命。將電芯的性能激活，還要經過X-ray監(jiān)測、絕緣監(jiān)測、焊接監(jiān)測，容量測試等一系列“體檢過程”。
化成工序當中還包括，對電芯“激活”后第二次灌注電解液、稱重、注液口焊接、氣密性檢測；自放電測試高溫老化及靜置保證了產品性能。
所有制造好后的每一個電芯單體都具有一個單獨的二維碼，記錄著出生日期，制造環(huán)境，性能參數等等。強大的追溯系統(tǒng)可以將任何信息記錄在案。如果出現異常，可以隨時調取生產信息；同時，這些大數據可以針對性地對后續(xù)改良設計做出數據支持。
第二章：讓電芯不再“裸奔”電池包生產流程
單個的電芯是不能使用的，只有將眾多電芯組合在一起，再加上保護電路和保護殼，才能直接使用。這就是所謂的電池模組。
電池模組（module）是由眾多電芯組成的。需要通過嚴格篩選，將一致性好的電芯按照精密設計組裝成為模塊化的電池模組，并加裝單體電池監(jiān)控與管理裝置。CATL的模組全自動化生產產線，全程由十幾個精密機械手協作完成。另外，每一個模組都有自己固定的識別碼，出現問題可以實現全過程的追溯。
從簡單的一顆電芯到電池包的生產過程也是相當復雜，需要多道工序，一點不比電芯的制造過程簡單。
上料
將電芯傳送到制定位置，機械手自動抓取送入模組裝配線。
在寧德時代的車間內從自動搬運材料到為設備喂料100%實現了自動化
給電芯洗個澡——等離子清洗工序
對每個電芯表面進行清洗（CATL寧德時代采用的是等離子處理技術保證清潔度）。這里采用離子清潔，保證在過程中的污染物不附著在電芯底部。
為什么要采用等離子清洗技術？原因在于，等離子清洗技術是清洗方法中最為徹底的剝離式清洗方式，其最大優(yōu)勢在于清洗后無廢液，最大特點是對金屬、半導體、氧化物和大多數高分子材料等都能很好地處理，可實現整體和局部以及復雜結構的清洗。
圖：等離子清洗過程
將電芯組合起來——電芯涂膠
電芯組裝前，需要表面涂膠。涂膠的作用除了固定作用之外，還能起到絕緣和散熱的目的。CATL寧德時代采用國際上最先進的高精度的涂膠設備以及機械手協作，可以以設定軌跡涂膠，同時實時監(jiān)控涂膠質量，確保涂膠品質，進一步提升了每組不同電池模組的一致性。
圖：電芯的涂膠過程
給電芯建個家——端版與側板的焊接
電池模組多采用鋁制端板和側板焊接而成，通過機器人進行層壓和端板、側板焊接處理。
線束隔離板裝配
焊接監(jiān)測系統(tǒng)準確定位焊接位置后，綁定線束隔離板物料條碼至MES生產調度管理系統(tǒng)，生成單獨的編碼以便追溯。打碼后通過機械手將線束隔離板自動裝入模組。
圖：線束隔離板的安裝過程
完成電池的串并聯——激光焊接
通過自動激光焊接，完成極柱與連接片的連接，實現電池串并聯。
下線前的重要一關——下線測試
下線前對模組全性能檢查，包括模組電壓/電阻、電池單體電壓、耐壓測試、絕緣電阻測試。標準化的模組設計原理可以定制化匹配不同車型，每個模塊還能夠安裝在車內最佳適合空間和預定位置。
每個電池包包含了若干電池單元，與連接器、控制器和冷卻系統(tǒng)集成到一起，外覆鋁殼包裝。通過螺栓自動固緊，由電氣連接器相連，即使發(fā)生故障，僅需更換單獨的模組即可，不必更換整個電池組，維修工作量和危險性大大降低，更換模組僅需把冷卻系統(tǒng)拆解，并不涉及其他構件。
第三章：電池組的終極考驗 電池組安全性測驗
其實，電動汽車從最初的設計階段就要通過各種方法，最大程度保證安全性。然而，再完美的設計還得經過實踐測試的考量。在寧德時代，只有成功通過這些磨練的電池產品，才能被放行使用。
590攝氏度火燒測試
590攝氏度火燒電池是什么概念？我們知道金星的地面溫度是464攝氏度，在這樣的高溫下，鉛、鋅等金屬材料早已熔化。但是，電池組卻要在這樣的高溫下進行“生存”挑戰(zhàn)。
在安全性能方面國家的標準是外部燃燒130秒，電池不起火、不爆炸。然而，作為行業(yè)領軍企業(yè)CATL寧德時代卻有著更高的要求，不僅做到了外部燃燒130秒后電池依然可以正常工作，的國家標準，更達到了在590攝氏度的情況下連續(xù)燃燒1小時后，電池依然沒有爆炸危險。
連續(xù)21小時振動試驗
在日常用車當中，免不了要通過一些顛簸路面，電池產生的振動可能會引發(fā)質量不過關的電池產品固定不良，零部件松動，甚至外殼破裂最后引發(fā)安全失效的等情況。
所以我們需要模擬車輛震動對電池包產生的影響。振動臺用來模擬電池包在實際使用中會遇到的顛簸路況，環(huán)境箱用來提供不同的溫度環(huán)境，充放電機則用以提供充放電的實際工作情況。這三部分組成了帶溫度帶負載的振動測試系統(tǒng)，真實模擬了實車使用時的情景。
寧德時代的一座推力20噸的振動臺，用來模擬電池包在實際使用中會遇到的顛簸路況，但其振動強烈程度更甚于實際路況。在試驗中，電池包一秒鐘要被振動200下，而電芯模組則要被振動2000下。更加嚴苛的是電池包需要在-30℃至60℃的環(huán)境條件下，連續(xù)隨機振動21小時，這樣可等效模擬數十萬公里的行車疲勞情況。
加速度達到100G的撞擊測試
與振動試驗類似，沖擊測試用以測試電池包的機械結構穩(wěn)定，其模擬車輛通過路障時，瞬間顛簸對電池包結構的沖擊。此外，在更換電池的過程中有萬分之一的幾率遇到電池跌落的情況。所謂不怕一萬就怕萬一，CATL寧德時代將電池從1米高度進行自由落體測試，且保證各項功能依然正常。
在寧德時代的沖擊測試中，最高加速度可高達100G。要知道一般人的心臟承受的最大加速度為50G。而目前有記錄的，人體能承受的加速度極限約為40G。在如此強烈的加速度沖擊下，電池包依然運行正常。
最貼近真實事故的擠壓測試
擠壓測試用于模擬電池在交通事故時受到擠壓的情況，隨著電池變形程度的增加，正負極集流體會首先被撕裂。在短路點產生非常大的電流，熱量集中釋放，引起短路點的溫度急劇上升，因此很容易引發(fā)熱失控，進而引起起火或爆炸。
圖：與現實車禍事故最為貼近的擠壓測試
在擠壓測試找那個電池包外殼出現了明顯的變形，內部結構被破壞，電芯被內部零部件刺破，出現高壓短路，造成熱失控。對于擠壓測試的通過標準一般是不起火、不爆炸。而寧德時代的電池產品，甚至可以再擠壓變形的情況下，繼續(xù)正常工作。
在寧德時代的擠壓試驗中，施加給電池包的力是十噸。12米大巴車重量為7噸，加上乘客和行李的重量接近10噸，也就是說這至少可以模擬一輛12米大巴車撞擊時的擠壓。
自此經過數不清的復雜加工工藝和檢測測試流程，一塊印有CATL LOGO的成品車用電池單元終于誕生了，但是對于質量的把控來說這并沒有結束，為了把控在日常使用時的質量和品質，所有的成品電池和電芯都有自己獨一無二的編碼，如果未來那塊電池甚至那顆電芯出現故障，可以追溯到那條生產線甚至那一批原料。對于電池這種帶有一定危險性的產品來說，質量永遠是最重要的一環(huán)。
目前CATL已經形成了從原料的開采到后期回收，一套完善的鏈條體系。而與寶馬、奔馳等國際企業(yè)的合作關系，再次證明了其產品的優(yōu)勢。產品的穩(wěn)定性和好口碑，是取勝的關鍵，但在新能源行業(yè)當中逆水行舟不進則退，未來需要不斷推出有市場競爭力的產品，才能始終挺立在業(yè)界最高峰。
