Найти в Дзене
NEOVOLT

Сложно ли начать производство литий-ионных аккумуляторов в России?

Оглавление

🔋 Neovolt.ru Блог База знаний

Мы получаем вопросы о производстве литий-ионных аккумуляторов в России с тех пор, как открыли в Москве под вымпелами Neovolt предприятие с линией сборки элементов питания для электроники.

Путь производителя для нас — необходимость. Всё чаще поступают заказы на батареи, которые уже не найти в продаже, аналогов им нет, оригинал снят с производства.

Это уже не коммерция с интернет-магазином, а совершенно новый уровень с исполнением условий контроля качества, исследовательской работой, просчётом ценообразования и другие бесчисленные нюансы.

📈 Насколько это сложно, дорого ли, перспективно ли?

Сложно ли начать производство литий-ионных аккумуляторов в России?
Сложно ли начать производство литий-ионных аккумуляторов в России?

Наш пилотный проект уже вырос в промышленное сотрудничество с крупными заказчиками из государственного и частного секторов.

С недавних пор в качестве эксперимента мы решили выполнять и розничные заказы. Пока не спешим делать красивые лэндинги — на текущем этапе достаточно и простой формы или письменного запроса на редкие экземпляры элементов питания.

Предлагаем разобраться в нюансах создания собственного аккумуляторного предприятия, если вы хотите пойти этим путём или просто желаете узнать, как всё устроено.

Процесс изготовления аккумулятора (источник: Pacific Northwest National Laboratory).
Процесс изготовления аккумулятора (источник: Pacific Northwest National Laboratory).

Зачем производить литий-ионные аккумуляторы в России?

С самого начала мы хотели дать всем (и себе самим в том числе) возможность заказывать выбывшие с рынка батареи. Регулярно возникают ситуации, когда заказчик ищет редкие элементы к дорогостоящему аккумуляторному электроинструменту, промышленным или медицинским приборам.

Оригинал более не производится, аналогов нет. Что делать?

💡 Стоит ли говорить, что бытовые гаджеты вроде беспроводных пылесосов, планшетов, радиоуправляемых моделей, смартфонов при износе аккумулятора и отсутствии аналога к нему вовсе идут в утиль?

Наступление эпохи электротранспорта, носимых гаджетов и Интернета вещей (IoT, Internet of Things) заставляет простых пользователей и производителей испытывать потребность в компактных литий-ионных аккумуляторах. Рынок переживает нехватку надёжных поставщиков.

Брак аккумулятора в iPhone привёл к вздутию элемента питания — давление на экран вытеснило и отклеило фронтальную часть корпуса. Фото из китайской соцсети Weibo.
Брак аккумулятора в iPhone привёл к вздутию элемента питания — давление на экран вытеснило и отклеило фронтальную часть корпуса. Фото из китайской соцсети Weibo.

О том также повествуют нам СМИ, когда в очередной раз Apple или Samsung объявляют о переносе/отзыве новой модели гаджета из-за бракованных партий батарей.

Почему с аккумуляторами для гаджетов так много обмана?

И вот у нас с вами есть технико-экономическое обоснование инвестиций в производство литий-ионных аккумуляторов в России. Если говорить простыми словами, то получается, что это невероятно востребованная идея.

Возможно ли её вообще воплотить в жизнь?

ZTE — один из производителей, которые ограничивают число запасных аккумуляторов к своей продукции. Уже через несколько лет существования модели найти замену батареи почти невозможно. Фото iFixIt.
ZTE — один из производителей, которые ограничивают число запасных аккумуляторов к своей продукции. Уже через несколько лет существования модели найти замену батареи почти невозможно. Фото iFixIt.

Как выглядит производство литий-ионных батарей?

Воплотить её возможно в одном из двух вариантов (или в двух сразу).

  1. Завод по производству литий-ионных аккумуляторов
    Изготовление элементов с нуля на основе химических материалов с исследованиями и оптимизацией.
  2. Завод по сборке литий-ионных аккумуляторов
    Сборка батарей или блоков в зависимости от формы, размера ячейки, уровня автоматизации и годовой производительности.

Стоимость инвестиций в предприятие первого типа значительно (в 5-10 раз) больше вложений во второй вариант.

На заводе Amprius в Уси (Китай) рабочие работают на машине, которая наматывает аноды и катоды для производства батарей. Фото Стивена Чоу.
На заводе Amprius в Уси (Китай) рабочие работают на машине, которая наматывает аноды и катоды для производства батарей. Фото Стивена Чоу.

1. Завод производства литий-ионных аккумуляторов с нуля

Производство первого типа основано на создании ячеек с нуля. Это наиболее дорогостоящий и утомительный в плане подготовки процесс. Он требует больших инвестиций и высоких технологий в цепочке (зачастую основанных на роботизации/автоматизации).

💡 Такому предприятию требуется исследовательская лаборатория, которая занимается поиском наиболее оптимальных химических соединений.

Первый тип аккумуляторных заводов строится в тех регионах (городах и даже их муниципальных образованиях), где существует подходящая экосистема. Например, уже много лет Индия даже с государственной поддержкой никак не может построить ни одного такого предприятия из-за отсутствия инфраструктуры и дороговизны соглашений с поставщиками.

Почему отзывы на аккумуляторы с Алиэкспресс полны разочарования?

Сотрудники, работающие на линии по производству литиевых батарей на заводе в Хаймене в восточной провинции Китая Цзянсу. STR AFP / GETTY IMAGES
Сотрудники, работающие на линии по производству литиевых батарей на заводе в Хаймене в восточной провинции Китая Цзянсу. STR AFP / GETTY IMAGES

2. Завод сборки литий-ионных аккумуляторов в батарею

Завод второго типа (по сборке литий-ионных аккумуляторов в батареи) использует готовые элементы от производителя ячеек с нуля и масштабирует их применение так, чтобы они подходили к разным устройствам (в том числе редким, к которым сложно найти запчасти).

На сегодняшний день это такое же востребованное предприятие, как и то, что занимается созданием элементов с нуля. Сборка выполняется в виде индивидуальных конструкций аккумуляторных блоков с возможностями проектирования и доставки конечному потребителю.

Преимущества предприятия по сборке аккумуляторов:

  • дизайн и сборка для всех аккумуляторных приложений, включая бытовые приборы, промышленную электронику и электромобили;
  • производственная линия для сборки и упаковки аккумуляторов;
  • автоматическая и полуавтоматическая фасовочная линия;
  • применение нестандартных компонентов, ячеек, BMS-плат и так далее;
  • заказ «химии» у мировых поставщиков с налаженной экосистемой от добычи полезных ископаемых до обеспечения гарантии на брак готового изделия.

Если вы намерены конкурировать с китайскими производителями литий-ионных аккумуляторов (о них мы рассказывали здесь), то это будет сверхзатратная инвестиция.

По какой причине новые типы аккумуляторов обещают, но они так и не появляются в продаже?

Оборудование для производства автомобильных тяговых литий-ионных аккумуляторов. Фото TWAICE.
Оборудование для производства автомобильных тяговых литий-ионных аккумуляторов. Фото TWAICE.

Что понадобится для запуска производства литий-ионных аккумуляторов в России?

Для создания предприятия (как сборочного, так и для производства с нуля) вам понадобятся:

  • земля под объект (аренда или приобретение),
  • здание (аренда или строительство),
  • достаточная мощность подводимого электричества,
  • чистая вода (центральное водоснабжение),
  • переработка отходов (вывоз и утилизация классифицируются по категории ТБО),
  • непосредственно производственное оборудование;
  • поставщики сырья.

И это самая лёгкая часть. У вас должны быть опытные специалисты с профессиональными знаниями, как дозировать химические ингредиенты, как правильно настраивать оборудование для производства всех подкомпонентов с определёнными допусками и как изменять аспекты производства ячеек (более 10 станций на линию) после каждой партии.

💡 Интересно, что до тех пор, пока у вас не будет оптимального «рецепта» и отлаженного процесса для предпочтительной производительности на ячейку, ни о каком коммерческом успехе не может быть и речи.

Существует как минимум 5 популярных литий-ионных химических компонентов для различных областей применения. Для каждого из них требуются уникальные настройки производственной линии. Какого-то универсального «Ноу-хау» или «Гайда» не существует ни в книгах, ни в мануалах.

💡 К успешному производству литий-ионных аккумуляторов в России и в любой другой стране можно прийти только получив практический опыт и хорошее наставничество со стороны экспертов.

Оборудование для одной линии производства первого типа от закручивающих станков и машин холодной прессовки до автоматизации сборки, сортировки и тестирования. Список от Aucopo.
Оборудование для одной линии производства первого типа от закручивающих станков и машин холодной прессовки до автоматизации сборки, сортировки и тестирования. Список от Aucopo.

С чего начинать?

Перед тем, как начать, вы должны:

  • исследовать рынок собственной страны, соседних, и других потенциальных стран-импортёров;
  • выбрать целевую аудиторию (конкретный рынок и подлинный потребитель);
  • определиться с химическим составом, формами и размерами;
  • рассчитать годовой объём производства;
  • определить налоговую нагрузку и возможности субсидирования.

Только тогда вы сможете начать работать над определением планок затрат на оборудование, рабочую силу и множество других статей бюджета. Выполнив нехитрые этапы подготовки, опытный промышленник обнаружит возможности заключения выгодных логистических контрактов, соглашений с прямыми поставщиками, разгрузки транспортного плеча и так далее.

Подборка сырья для изготовления одного типа аккумулятора. Примеры взяты у Xiamen AOT Electronic Technology Co.
Подборка сырья для изготовления одного типа аккумулятора. Примеры взяты у Xiamen AOT Electronic Technology Co.

Пример, сколько нужно денег

Рассмотрим пример предприятия из четырёх производственных линий: аккумуляторы типа 18650, 21700, литий-полимерный «пакет», призматические ячейки LiFePO4. Цифрами поделился бизнесмен из Индии Карла Янга (Karl Young).

Ему понадобилось около 30 миллионов долларов в ценах 2019-го года. Это расчёт на оборудование (90% автоматика), установку, наладку только для одной из четырёх линий 18650 с производительностью ячеек ёмкостью до 250 мВт⋅ч в год (23 млн ячеек в год или условно оснащение 230 электромобилей Tesla).

💡 Сырьё, рабочая сила, электроэнергия, водоснабжение, аренда здания, оплата налогов и прочих сборов — всё это в дополнение к указанной цифре.

Снизить затраты сложно, утверждает Карл Янг. В процессе производства очень много этапов, таких как перемешивание, нанесение покрытия, каландрирование, продольная резка и так далее.

Сырьё занимает большую долю в стоимости:

  • катодный материал;
  • материал анода;
  • технология (используемая химия + техническое «ноу-хау»).

Стоит учитывать и отбраковку на каждом этапе. Если она составляет 5%, то конечный выхлоп остается низким.

Производственная линия литий-полимерных аккумуляторов, расширение ассортимента элементов питания и их сборка на примере предприятия DataPower.
Производственная линия литий-полимерных аккумуляторов, расширение ассортимента элементов питания и их сборка на примере предприятия DataPower.

Из чего должен состоять бизнес-план?

Ниже приведены несколько обязательных деталей, которые вы должны включить в бизнес-план:

  • текущая позиция на рынке и ожидаемый будущий спрос,
  • размер рынка,
  • статистика,
  • тенденции,
  • SWOT-анализ,
  • прогнозы.

Бизнес-план предоставляет всесторонний отраслевой анализ. Он охватывает подробную отчётность, оценивает положение отрасли, предоставляет аналитические данные SWOT-анализа отрасли.

Отчёт должен включать:

  • мощность завода,
  • требование по землям и строительству,
  • заводское оборудование,
  • блок-схема,
  • детальное определение потребностей в сырье со списком поставщиков,
  • общие капитальные вложения вместе с подробным расчетом нормы прибыли,
  • анализ безубыточности,
  • анализ рентабельности.

Для инвестора нужен обзор мировой отрасли с подробной информацией о прогнозируемом размере рынка. Лишь затем переходите к более подробной оценке отрасли.

Съёмка предприятия «Лиотех» в Новосибирской области — ныне закрыто (банкротство).
Съёмка предприятия «Лиотех» в Новосибирской области — ныне закрыто (банкротство).

Кто ещё открыл производство литий-ионных батарей в России?

В России в настоящее время импортируют ячейки и собирают их вручную или полуавтоматически в корпуса, модули и пакеты. Многие компании заинтересованы в том, чтобы заняться производством тяговых аккумуляторов для электромобилей, промышленной электроники, устройств Интернета вещей и так далее.

Примеры известных поставщиков литий-ионных аккумуляторов:

О непростом старте «Лиотех» (ныне банкрот), полная статья: cyberleninka.ru/article/n/ni-tuda-ni-syuda-o-proizvodstve-litievyh-akkumulyatorov-v-novosibirske
О непростом старте «Лиотех» (ныне банкрот), полная статья: cyberleninka.ru/article/n/ni-tuda-ni-syuda-o-proizvodstve-litievyh-akkumulyatorov-v-novosibirske

Исследовательские центры испытывают недостаток финансирования. Те же «Сколтех» или Институт проблем химической физики Российской академии наук в Черноголовке находятся на пути создания уникальных систем накопления энергии.

💡 Разработкой проектов поддержки и субсидирования производителей систем накопления энергии на литий-ионных аккумуляторах в России занимается Минпромторг.

До сих пор российские программы имели лишь точечное воздействие на отдельные виды закупок (тот же муниципальный электротранспорт) или сотрудничество с отдельными предприятиями. Когда как в соседнем Европейском Союзе разворачиваются масштабные проекты поддержки литий-ионной отрасли. Есть все основания полагать, что в господдержка будет расширена и в России в период до 2024-го года с целью развития электротранспорта.

-13

***

Производство литий-ионных аккумуляторов в России доступно всем предпринимателям благодаря практически свободной нише, развитой логистике, относительно недорогому транспорту, электричеству и высокой инвестиционной активности.

Но такой бизнес сложно организовать, так как:

  • практически полностью отсутствует государственная поддержка;
  • имеется бюрократическая волокита при работе с поставщиками сырья на внутреннем рынке;
  • относительно высокие налоги и сборы;
  • исследовательская база за свой (а не государственный) счёт;
  • трудно преодолевать административные препятствия из-за особых ограничений в каждом регионе;
  • оборудование импортное и дорого стоит;
  • не хватает опытных специалистов в литий-ионном производстве;
  • высокая конкуренция за пределами внутреннего рынка.

Надеемся, это поможет вам разобраться в вопросе производства литий-ионных батарей в России.

-14

Пишите, если возникнут вопросы или вам понадобится больше информации о нашем опыте открытия аккумуляторного предприятия Neovolt. Мы занимаемся производством тех редких аккумуляторов, которых нигде нет в продаже, и оригинал уже давно снят с производства.