1.2 課題研究的目的與意義
現代社會對石化能源的利用，帶動了人類工業文明的進步。但是，地球上的石化燃料儲量有限，并且石油的大量消耗帶來了碳排放增加、環境污染等一系列問題。近年來，各國對能源供給安全的關心顯著加強。因此，發展新能源產業，減少對以石油為代表的傳統能源的依賴，對國家的經濟發展、能源供給安全等，均有著戰略層面上的重要意義。
在各個耗能領域，交通運輸領域的石油消耗十分突出，既增加了國民經濟對石化能源的依賴，又加深了能源生產與消費之間的矛盾，同時CO2排放持續增加。隨著資源與環境雙重壓力的持續增大，為緩解石油資源短缺局面，降低汽車燃油對環境的污染，發展新能源汽車已成為未來汽車工業發展的方向。
首先，發展新能源汽車是節能減排的需要。我國自2007年以來一直是全球能源性碳排放較多的國家，2010年碳排放達到75億t。2020年我國汽車保有量有望超過美國，每年消耗成品油3億t以上。因此，發展新能源汽車，自然成為節能減排的重要著手點，也是直接降低對石油依賴度的手段，有利于緩解日益突出的能源安全和環境問題。
其次，發展新能源汽車是消費市場的需要。截止到2019年，我國的人均汽車保有量大約是0.19輛，雖然我國汽車保有量比較大，但是人均汽車保有量還是比較低的。美國的人均汽車保有量大約是0.8輛，日本的人均汽車保有量大約是0.60輛。我國汽車市場的潛力在過去幾年得到了相當大的釋放。汽車消費依然旺盛，截止到2019年6月底，全國汽車保有量已達2.5億輛。如此火爆的車市，根本原因在于全民經濟的發展，普通家庭成為汽車消費市場的絕對主力。汽車作為一種商品，其“經濟適用性”成為廣大普通消費者的關鍵考量標準。然而國內油價與世界接軌并持續走高，已成消費者對行車成本的最大憂慮。因此，油耗低甚至零油耗的新能源汽車，便呼之欲出了。車企紛紛推出自己的節能汽車，爭取消費終端，謀求利潤和市場份額。
發展與使用電能的新能源汽車，對整個經濟社會起到積極作用。首先，可減小交通領域的碳排放，減少傳統交通運輸工具帶來的廢氣、粉塵和噪聲問題，有益于環保；其次，電力驅動汽車使得交通運輸能源多樣化、可再生化，降低國家對石油進口的能源依賴度，提高國家能源安全水平；最后，作為新興產業，新能源汽車的整個產業鏈覆蓋較廣，可以帶動電池、儲能和電網等一系列行業進步，促進汽車產業的發展，因此被認為將是全球下一個重要的經濟增長點，有利于我國經濟長期可持續發展。
動力電池是新能源電動汽車的心臟，更是新能源汽車產業發展的關鍵。近年來，我國新能源汽車迅猛發展，在國家補貼政策的感召下，動力電池行業受到了資本市場的青睞，參與者紛紛涌入，給行業帶來了具大的活力。然而，產業快速發展的同時，行業也出現了階段性、結構性產能過剩。國家有關部委及時出臺政策，提升電池技術準入和補貼門檻，三元材料漸漸成為高端動力電池的主流技術選擇。但是，三元體系產品的高端制造產能受高技術壁壘的制約，出現嚴重不足。特別是隨著后補貼時代的到來，動力電池產能結構將會發生重大的調整，整個動力電池行業將面臨巨大的挑戰。
動力電池是新能源汽車的核心部件，對新能源汽車行業發展起到舉足輕重的作用。自2014年來，我國動力電池產業規模上雖然取得進步，但產品質量與制造水平還不足以支撐我國新能源汽車產業、健康發展，迫切需要通過建立智能制造新模式來解決目前主要存在的質量水平不高、平均制造成本過高和核心裝備依賴進口三大問題。
（1）動力電池單體一致性低 由于動力電池的生產流程很長，工藝參數很多，如何在電極粉漿、涂敷、壓切、卷繞、裝備和化成各主要工序過程中確保單體電池的一致性，是行業普遍存在的難點。單體電池一致性直接決定了批量動力電池成組后的電性能乃至安全性能。
（2）動力電池制造和人工成本 新能源純電動汽車整車成本近一半都是動力電池的成本，由于新能源汽車整車價格居高不下，汽車電動化的推進始終不能盡如人意。因此，要想讓電動汽車走進普通家庭，必須要降低動力電池的成本。
（3）帶動核心智能裝備的國產化 動力電池產業作為知識密集型、資金密集型產業，產品性能的提升與原材料廠商和裝備制造商整個產業鏈能力提升密切相關。因此，為了保持我國鋰離子動力電池產業可持續的發展，必須要提高國產短板裝備制造水平。
國際上，以松下、LG和三星為代表的國際三巨頭長期以來占據著市場的領先地位。在我國以力神、寧德時代、比亞迪（BYD）和合肥國軒為代表的眾多企業，經過多年的積累和砥礪前行，在市場競爭中不斷成長，目前已經能夠與國際巨頭一較高下。但我國還有大量中小規模的電池企業，由于技術落后不能滿足市場不斷提高的要求，使得我國動力電池行業產生了總體產能過剩，高端產能不足的結構性失衡。隨著電池技術和新材料的不斷進步以及市場需求，發展高端產能勢在必行，發展鋰離子電池智能制造也尤為重要。
本課題對鋰離子動力電池生產成本高、單體一致性低，以及生產過程對智能裝備、質量管控、精細化生產管理等智能化要求高的特點進行研究，旨在通過建設智能化的動力電池工廠，重點提高動力電池產品制造的一致性，改善電池系統成組后的安全特性。通過智能化的車間管理和工廠運營，降低動力電池生產的制造成本和人工成本，滿足動力電池成本穩步下降的市場趨勢，滿足新能源汽車產業化發展的需要。