1.2 课题研究的目的与意义
现代社会对石化能源的利用，带动了人类工业文明的进步。但是，地球上的石化燃料储量有限，并且石油的大量消耗带来了碳排放增加、环境污染等一系列问题。近年来，各国对能源供给安全的关心显著加强。因此，发展新能源产业，减少对以石油为代表的传统能源的依赖，对国家的经济发展、能源供给安全等，均有着战略层面上的重要意义。
在各个耗能领域，交通运输领域的石油消耗十分突出，既增加了国民经济对石化能源的依赖，又加深了能源生产与消费之间的矛盾，同时CO2排放持续增加。随着资源与环境双重压力的持续增大，为缓解石油资源短缺局面，降低汽车燃油对环境的污染，发展新能源汽车已成为未来汽车工业发展的方向。
首先，发展新能源汽车是节能减排的需要。我国自2007年以来一直是全球能源性碳排放较多的国家，2010年碳排放达到75亿t。2020年我国汽车保有量有望超过美国，每年消耗成品油3亿t以上。因此，发展新能源汽车，自然成为节能减排的重要着手点，也是直接降低对石油依赖度的手段，有利于缓解日益突出的能源安全和环境问题。
其次，发展新能源汽车是消费市场的需要。截止到2019年，我国的人均汽车保有量大约是0.19辆，虽然我国汽车保有量比较大，但是人均汽车保有量还是比较低的。美国的人均汽车保有量大约是0.8辆，日本的人均汽车保有量大约是0.60辆。我国汽车市场的潜力在过去几年得到了相当大的释放。汽车消费依然旺盛，截止到2019年6月底，全国汽车保有量已达2.5亿辆。如此火爆的车市，根本原因在于全民经济的发展，普通家庭成为汽车消费市场的绝对主力。汽车作为一种商品，其“经济适用性”成为广大普通消费者的关键考量标准。然而国内油价与世界接轨并持续走高，已成消费者对行车成本的最大忧虑。因此，油耗低甚至零油耗的新能源汽车，便呼之欲出了。车企纷纷推出自己的节能汽车，争取消费终端，谋求利润和市场份额。
发展与使用电能的新能源汽车，对整个经济社会起到积极作用。首先，可减小交通领域的碳排放，减少传统交通运输工具带来的废气、粉尘和噪声问题，有益于环保；其次，电力驱动汽车使得交通运输能源多样化、可再生化，降低国家对石油进口的能源依赖度，提高国家能源安全水平；最后，作为新兴产业，新能源汽车的整个产业链覆盖较广，可以带动电池、储能和电网等一系列行业进步，促进汽车产业的发展，因此被认为将是全球下一个重要的经济增长点，有利于我国经济长期可持续发展。
动力电池是新能源电动汽车的心脏，更是新能源汽车产业发展的关键。近年来，我国新能源汽车迅猛发展，在国家补贴政策的感召下，动力电池行业受到了资本市场的青睐，参与者纷纷涌入，给行业带来了具大的活力。然而，产业快速发展的同时，行业也出现了阶段性、结构性产能过剩。国家有关部委及时出台政策，提升电池技术准入和补贴门槛，三元材料渐渐成为高端动力电池的主流技术选择。但是，三元体系产品的高端制造产能受高技术壁垒的制约，出现严重不足。特别是随着后补贴时代的到来，动力电池产能结构将会发生重大的调整，整个动力电池行业将面临巨大的挑战。
动力电池是新能源汽车的核心部件，对新能源汽车行业发展起到举足轻重的作用。自2014年来，我国动力电池产业规模上虽然取得进步，但产品质量与制造水平还不足以支撑我国新能源汽车产业、健康发展，迫切需要通过建立智能制造新模式来解决目前主要存在的质量水平不高、平均制造成本过高和核心装备依赖进口三大问题。
（1）动力电池单体一致性低 由于动力电池的生产流程很长，工艺参数很多，如何在电极粉浆、涂敷、压切、卷绕、装备和化成各主要工序过程中确保单体电池的一致性，是行业普遍存在的难点。单体电池一致性直接决定了批量动力电池成组后的电性能乃至安全性能。
（2）动力电池制造和人工成本 新能源纯电动汽车整车成本近一半都是动力电池的成本，由于新能源汽车整车价格居高不下，汽车电动化的推进始终不能尽如人意。因此，要想让电动汽车走进普通家庭，必须要降低动力电池的成本。
（3）带动核心智能装备的国产化 动力电池产业作为知识密集型、资金密集型产业，产品性能的提升与原材料厂商和装备制造商整个产业链能力提升密切相关。因此，为了保持我国锂离子动力电池产业可持续的发展，必须要提高国产短板装备制造水平。
国际上，以松下、LG和三星为代表的国际三巨头长期以来占据着市场的领先地位。在我国以力神、宁德时代、比亚迪（BYD）和合肥国轩为代表的众多企业，经过多年的积累和砥砺前行，在市场竞争中不断成长，目前已经能够与国际巨头一较高下。但我国还有大量中小规模的电池企业，由于技术落后不能满足市场不断提高的要求，使得我国动力电池行业产生了总体产能过剩，高端产能不足的结构性失衡。随着电池技术和新材料的不断进步以及市场需求，发展高端产能势在必行，发展锂离子电池智能制造也尤为重要。
本课题对锂离子动力电池生产成本高、单体一致性低，以及生产过程对智能装备、质量管控、精细化生产管理等智能化要求高的特点进行研究，旨在通过建设智能化的动力电池工厂，重点提高动力电池产品制造的一致性，改善电池系统成组后的安全特性。通过智能化的车间管理和工厂运营，降低动力电池生产的制造成本和人工成本，满足动力电池成本稳步下降的市场趋势，满足新能源汽车产业化发展的需要。