“即使企業內外有誤解,超威也一定要這么做,超威交過的學費實在是太昂貴了。超威有責任提示同行,無鎘內化成工藝研發中超威經歷過哪些艱難時刻!”
超威集團總裁楊新新日前接受記者采訪時表示,超威愿意開放無鎘內化成核心工藝“源代碼”!把超威摔倒過的地方標注出來,讓后來的人能看見,少走一點彎路。
不了解超威的人很難明白,如果沒有3000多天的市場考驗、上億元的材料損失、前后三次大的工藝調整、無數次的實驗、無數產品的報廢、多次設備的升級、多次內部管理流程的再造,不可能成就超威今天在無鎘內化成電池工藝上的領跑地位。
天下無鎘
一直以來,市場上的鉛銻鎘電池中正極合金采用的均是鉛銻鎘多元合金,其中的“鎘”是有害的重金屬,在生產過程中會對人體產生長久的傷害并且對土壤保護極為不利。
江蘇超威總經理湯玉英表示,由于鉛銻鎘電池的化成工藝采用的是兩次化成充電,不僅充電時間長,耗電量大,在充電過程中的酸霧析出和極板的清洗消耗著大量的酸和水。這樣不僅浪費大量的水資源,對環境也造成了一定的污染。
更為嚴重的是,外化成車間需要大量的操作人員,勞動強度比較大,屬于重污染作業,員工容易產生職業病。加之消費者對電池中的“鎘”標識不甚了解,對“鎘”的危害也認知不足,超威從生產者與消費者的角度出發,審視在所有環節中對人和環境的切身利益的保護,認為生產者與消費者都忽視了鉛銻鎘電池在生產與使用中對人體造成的嚴重危害,這一問題必須從源頭進行解決!
自此,2003年,超威集團成立了“無鎘內化成工藝”研發小組,開始聘請專家、擴大規模化的實驗室潛心致力于“無鎘內化成工藝”的研究。經過近三年的專心探索,“無鎘內化成工藝”在實驗室已初具雛形。2005年底,超威集團宣布將江蘇超威定位成“無鎘內化成工藝”的生產基地,決定對已經在實驗室中取得了初步成功的“無鎘內化成工藝”在江蘇超威生產線進行研發對比與批量試生產。
2006年初,當第一批內化成產品生產出來時,誰都沒有想到,試驗的數據和市場的檢驗并沒有給超威人帶來驚喜,而是給了超威一個重大打擊:截至2007年下半年,江蘇分公司的退貨率達到30%,在整個集團排名倒數第一。
而到了2008年,事實與理想再次跟超威開了一個玩笑:現場檢測的數據、市場反饋的數據依然不理想、集團退貨排名依然是倒數第一名,又是同樣的結果!所有人都感覺陷入了失敗的泥潭,找不到出路。這一結果更加加劇了失敗情緒的彌漫,如果說第一次的失敗只是事務、事實上的失敗的話,第二次的失敗則是心理、精神上的創傷!管理人員面對失敗后的頹廢感、技術人員的失落感、同行對超威“無鎘內化成工藝”失敗后的冷笑與流言讓超威集團以及旗下的江蘇分公司感到了前所未有的壓力。
面對再次的失敗,超威董事會召集所有專家共同對“無鎘內化成工藝”重新進行了評估:一是行業生存風險的評估(即要不要干?);二是對“無鎘內化成工藝”核心工藝可行性的評估(即如何干?);三是對所有生產要素的評估(存在什么問題?如何解決?),評估的最終結果是:“無鎘內化成工藝”是決定超威未來生死的核心所在、是引領行業進步的責任,沒有退路必須干!
正在大家都士氣低落時,董事會高管坐鎮江蘇超威,鼓勵團隊繼續努力:“超威的無鎘內化成一定會在江蘇做下去,我們還要將內化成技術在全集團推廣。”
為此,超威作出了重要的決定:一是穩定團隊,將內化成產品研發項目正式落戶在江蘇;二是加強技術支持,在總部核心技術人員的指導下大膽對工藝進行了調整;三是設備保證,對核心生產設備進行了更新與升級;四是管理流程再造,對生產管理流程、品質管理流程進行了全面梳理。
六年風雨,到2009年的下半年,前后經過三次大的工藝調整的無鎘內化成電池的工藝研發終于成功。經初步測算,無鎘內化成工藝和傳統外化成相比減少用水90%、節電25.8%,降低成本15%,員工的職業病危害減少90%,產品在市場上收獲到了良好的口碑,現場檢測的數據、市場反饋的數據讓超威苦盡甘來!
艱難時刻
截至目前,超威作為行業最早生產去鎘內化成工藝生產鉛蓄動力電池的企業之一,整個集團無鎘內化成工藝的覆蓋率已達100%,占國內動力型電池采用內化成去鎘產品總量的85%以上,已基本實現了從傳統的外化成工藝向節能減排的綠色內化成工藝的轉型升級,率先走出了一條電池行業無鎘內化成工藝之路。
記者采訪了解到,與傳統的含鎘鉛蓄電池外化成工藝相比,無鎘內化成工藝是將固化干燥以后的電池極板經分切后直接組裝成電池,進行電池內的化成充電而得到成品,與外化成工藝本質的區別是取消了蓄電池的外化成充電,減少了蓄電池極板化成、水洗、防氧化和二次干燥的工序。該技術的應用必須對原有采用外化成的工廠實施技術和設備改造,目前國內只有超威和少數幾家生產動力型蓄電池企業在采用,而超威是國內唯一一家大規模成功應用內化成工藝的企業。
超威集團技術總監趙文超告訴記者,“動力電池中的鎘元素能夠保證鉛蓄電池深循環的工作條件下的壽命,在傳統動力電池中的作用是不容易被替代的。但是預見企業和行業發展的未來,超威通過技術創新,改變了傳統的含鎘外化成加工生產方式,下決心進行了無鎘內化成膠體動力電池的研發。”
身處技術研發一線的趙文超明白,一個新工藝產品從實驗室走向工業化的規模生產所經歷的艱辛和挫折是個極其痛苦的過程,超威經歷了無數次的艱難時刻,險些給超威的發展造成滅頂之災。
無鎘內化成工藝電池開始批量生產后,超威首先遇到的問題是正極板柵在鑄造上的困難。因為去鎘正極板柵由鉛-銻-鎘合金轉變成鉛-鈣-高錫合金,批量生產中遇到了兩大難題,一是鑄造板柵的內藏氣孔問題,二是可提高板柵機械強度的鈣元素含量控制范圍的問題,如果這兩個問題從技術上不能解決,對于去鎘動力型電池性能是致命的,那將會出現電池的早期容量損失和循環壽命的縮短。超威的嘗試曾導致大批板柵的報廢。
第二個問題是采用去鎘合金后正極活性物質軟化脫落引起的電池容量不能保持,壽命縮短。行業內的技術專家都知道可以采用高溫固化溫度的方法解決活性物質軟化的問題,但是,提高固化溫度以后,極板活性物質強度雖然提高了,會降低活性物質的孔率,影響電池的初期容量和充電接受能力,電池容量的一致性也很難控制。
超威當時沒有采用高溫固化溫度的方法,因為市場無法接受這種電池,這就導致了批量生產的電池在用戶使用期內出現大量退貨,退貨率超過了30%,這是無論采用外化成去鎘和內化成去鎘都要碰到的技術難關。面對退貨的市場和企業的損失,超威除了做好服務工作以外進行了電池改進實驗,對電池極板固化采用了適當的溫度,并在正極活性物質中添加了可提高正極導電性的正極添加劑。
然而,雖然正極的強度提高了,活性物質軟化的問題解決了,但新的問題又隨之出現,卻使電池化成充電變得非常困難,于是化成充電也碰到了難題,這就造成在用戶使用的過程中電池不能充足。
經過分析和多次實驗,超威對電池充電的環境溫度進行了控制,在充電過程中提高了水溫,隨之充電過程中又造成了端子腐蝕嚴重,做出來的產品無法銷售,退貨的損失很大,經銷商不干了,一致要求不要銷售無鎘電池,超威高層和員工看著每天的問題和幾千萬元的損失,內心也動搖了。
2008年上半年,超威的無隔電池度過了使用初期。正當大家想稍微緩一緩的時候,使用過程中單只落后的問題又隨之而來,超威又碰到了動力電池最大的一個難題,關于動力電池使用過程中電池組容量一致性的問題,針對使用過程中電池的這種情況,超威技術人員再次對活性物配方、固化工藝、和膏工藝、膠體工藝、加酸工藝、充電工藝等關鍵工藝進行了調整,并持續將產品投向市場。
這種改進后的產品,在正極活性物中加入了可以改善正極微電位界面電位的添加劑,減緩了活性物的軟化速度,改善了正電極充放電的一致性。通過漫長的實驗室測試和市場驗證,2009年超威終于掌握了去鎘內化成工藝的核心技術,并決定在集團內部全面推廣。
“產品從研發、實驗室、工業化生產到推向市場,聽起來是順理成章的事情,但在推廣過程中每到一個分公司進行批量的工藝轉型都會碰到不可預知的問題。”趙文超表示,簡單的一個固化蒸汽壓力問題兩個月就能造成三千萬元的損失,一個多階段負壓抽酸工藝就可能造成15%的退貨率,而且退回的電池還將無法修復。
超威一路走來,承受了無比的艱辛和痛苦,但是超威也收獲了成功的喜悅。2010年12月,超威的《無鎘鉛蓄電池多階段內化成工藝》順利通過浙江省科技成果鑒定,認定其工藝技術處于國內領先水平。2011年實現了無鎘內化成膠體工藝的核心技術穩定,無隔電池產量穩定。2012年,內化成電池產量占到集團總產量的75%。2013年,集團采用去鎘內化成工藝生產的動力電池達到100%。
在近十年漫長的無鎘內化成膠體工藝的研發和推廣中,超威集團形成了有自主知識產權的內化成專*80多項,其中發明專*8項,超威的發明專*“一種大容量膠體電池內化成工藝”獲得中國專*優秀獎。由一線員工研發的酸霧收集器,目前已升級到第三代產品,已在國內鉛蓄電池行業得到廣泛應用。在超威采用無鎘內化成工藝生產的工廠,已經全部實現了生產污水的零排放。
在趙文超看來,對于工業化生產的一項技術,技術進步是永無止境的,后續面對未來產品性能的進一步提升,超威還要對膠體電解質的性能,正極活性物質的結構,以及根據南方和北方的使用環境的差異,提升產品核心技術,推出升級換代的產品。
持續不斷的技術升級,必須依靠人才來保證。記者從超威集團了解到,為全面搶占行業技術制高點,從2011年開始,截至目前,田昭武、陳清泉、邱定蕃、保加利亞的巴普洛夫、陳立泉、楊裕生等6位國內外知名院士、美國的尼爾森、日本的杉本豐成等20多位國內外知名教授紛紛以不同形式加盟超威合作。這為超威未來的技術進步、產品升級奠定了堅實的基礎。
行業救贖
近十幾年來,隨著國家相關產業的拉動,以及國際電池生產廠商在中國投資的增多,電動車行業在我國發展迅速,產業規模不斷擴大。動力電池作為電動車的能源,是影響電動車性能的關鍵部件,是必不可少的,動力電池成為新興的朝陽產業之一,大大促進了電動車產業的發展。
一時之間,鉛蓄電池成為“香饃饃”,大大小小的電池廠如雨后春筍般冒出,利潤也是相當可觀。許多企業在利益面前,只想著追求利潤的最大化,蓄電池環保問題成為行業之痛,影響了行業聲譽,限制了行業發展。
在很早以前,超威集團董事長周明明、副董事長周龍瑞在超威發展狀大的同時,就已意識到超威未來的發展必須將行業責任、環境責任、社會責任一起擔負起來,只有這樣,才能實現健康可持續發展。
當鉛酸蓄電池行業很多人還在使用外化成工藝拼命賺錢的時候,超威董事會已經看到了行業危機并開始了思考:如何去掉“鎘”元素以保護環境?如何減少作業中的污染以保護員工的作業安全?如何減少水資源的使用與排放?如何減少電力的使用?如何保護消費者的使用權益?
超威作為鉛酸蓄電池行業領跑者需要承擔起相應的責任和義務:必須進行工藝的變革以促進環境的保護、員工職業衛生的提升、能耗的減少。
超威的先行一步與國家環保發展方向可謂不謀而合,2012年,工業和信息化部和環保部聯合發布的《鉛酸蓄電池行業準入條件》明確提出:采用落后工藝和含鎘超過0.002%的電池企業應于2013年底進行淘汰。無鎘內化成工藝讓超威率先獲得了“綠色通行證”。
記者從超威集團生產聯合企業了解到,超威集團不僅自身率先實現了規模化內化成工藝去鎘的綠色轉型,還帶動了13家生產聯合體進行了工藝升級。超威對生產聯合體傾注了巨大的人力和物力,超威向生產聯合體輸出了統一的內化成工藝標準,統一進行了過程品質管理,共享了原材料供應商。
很長一段時間以來,鉛酸蓄電池行業的準入門檻較低,大量中小微企業上馬新項目,不僅造成行業產能過剩,更為重要的是,鉛蓄電池行業面臨的環境風險、市場風險也越來越大。
在此背景下,超威憑借自身的技術實力和行業責任,用實例為行業做出了大規模應用內化成工藝去鎘的工業化轉型升級示范,為符合國家對鉛蓄電池行業節能減排和清潔生產的要求,規劃了詳細的發展路徑。超威的終極目標是未來要真正實現鉛蓄電池行業的節能減排和清潔生產。