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讓電動汽車更"性感" 蜂巢能源開啟動力鋰電池"疊時代"

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年01月19日  

續航、安全、壽命、價格,這是電動汽車和傳統燃油車正面交鋒時,必須翻越的四座大山,如何通過電池環節的技術攻關和產品升級,來快速提升產品性能,讓電動汽車更加"性感",是作為主機廠和動力鋰電池供應商一直在努力的方向。


七月九日,蜂巢能源在河北保定召開主題為"領創疊時代守護芯安全"品牌戰略規劃及產品公布會,對外公布針對不同應用場景的"疊時代"系列動力鋰電池產品,同時還面向全球先發了無鈷材料和四元材料電芯產品,歐洲廠和AI廠都在穩步推進中。


"四新"賦能電池新品三大應用場景"疊"代更"芯"


"鋰離子電池發展至今,經歷了1.0的3C品質時代和2.0的傳統動力鋰電池時代,均采用卷繞工藝。"公布會現場,蜂巢能源總經理楊紅新表示,"進入動力鋰電池3.0的疊時代,就是以疊片工藝為特點的新技術、新材料、新工藝、新標準大量涌現的、專門為電動汽車而生的時代。"


根據電動汽車不同的用途,蜂巢能源開發了一個電池技術開發平臺,針對包括營運共享、短途代步、城際出行等不同應用場景下的車型做了針對性的開發。


在運營場景下,蜂巢能源開發了86Ah電芯和172Ah模組,模組能量密度達210Wh/kg,可保證運營車型里程在400km以上,實現2C快充,實現充電時長在30min以內,電芯壽命超2300次,整車質保達到5年50萬km的要求,符合出租網約車日常使用場景,并解決無后顧之憂。


關于短途市內代步場景,蜂巢能源選擇以軟包和方形電池共同布局,其中軟包電芯產線和復星集團旗下捷威動力共同組建,打造低成本高能量密度三元軟包56Ah電芯,電芯能量密度可達260wh/kg,同時兼顧快充性能,適配VDA標準尺寸模組;方形電芯采用VDA兩倍厚度電芯104Ah,采用622體系,循環壽命可實現2000次以上


以上兩款電芯及模組重要針對市內代步短里程A00車型,續駛里程覆蓋300-400km,有效降低整車能耗,目前重要配套歐拉R1、R2等車型。


針對城際出行,蜂巢能源基于不同的產品定位又做了進一步細分,關于高端pHEV車型、A級家用車和高端豪華車三個細分領域做了產品開發。


在高端pHEV車型上,蜂巢能源采用51AhpHEV電芯,模組可使插電式混合動力車型純電續駛里程從50km提升至80km,同時,基于疊片電芯超高的功率特性及循環壽命確保在加速、低溫等更加優異的用戶體驗。未來,該產品將配套長城旗下WEYp8等車型。


關于城際出行場景下的A級家用車,蜂巢能源采用了和運營版相同尺寸的92Ah811三元材料體系電芯,可使主流A級車型將續駛里程從400km提升至500km,大大降低用戶"里程焦慮",消除高速路行駛隱患,進一步接近傳統燃油車使用場景。


在高端豪華車型上,蜂巢能源開發了正極811體系、負極硅/碳體系的電芯產品,單體能量密度可以達到265wh/kg,搭配柔性化大模組,可適配B級以上高端豪華性能車型,續駛里程可達到500-600km。


此外,在車企純電動平臺化的趨勢下,楊紅新介紹,針對純電動平臺化的需求,蜂巢能源開發了156Ah和117Ah全新標準尺寸電芯及大模組,單體能量密度達245Wh/kg,在pack上,可根據車型軸調整模組用量,拓展性極強,整車可覆蓋A0~D級轎車、SUV、MpV等,續駛里程覆蓋400-600km。


目前,該產品已經開始和國際國內主流車企接觸,未來將實現批量化供貨。


"疊時代"背后的蜂巢能源"黑科技"


蜂巢能源公布的三大應用場景系列動力鋰電池產品,全部都是基于疊片工藝而進行的開發和制造。對此,蜂巢能源的判斷是,動力鋰電池技術方向將全面開啟"疊時代"。


得出這樣的判斷,并非蜂巢能源一家公司的"特立獨行",行業內的一致共識是,不論是軟包還是方形鋁殼動力鋰電池,由于受新能源汽車電池包設計的影響,其形態正在向著長度更長的方向發展,高度方向則統一在了100mm左右。


在此趨勢之下,傳統的卷繞方式電芯已經不能滿足車規級動力電芯的形態要求,取而代之的是疊片工藝生產出來的電芯,由于疊片電芯尺寸靈活,不受卷繞卷針結構的限制,層疊方式生產,極片的界面平整度高,在車規級動力電芯領域將得到廣泛應用。


基于此,包括松下、三星SDI、CATL等行業頭部公司都有在2022年之后導入疊片工藝的計劃,而此次蜂巢能源的產品公布,釋放出的信號在于,其已經突破了疊片工藝在實際生產制造過程中面對的瓶頸。


一個必須正視的現實是,盡管疊片工藝關于動力鋰電池性能的提升優勢明顯,但擺在產業鏈公司面前的現實問題是,受制于設備、工藝、制造、效率等的瓶頸,疊片工藝在實際的產業化應用中還面對著諸多難題,這也成為動力鋰電池行業發展過程中的阻礙。


首當其沖的就是疊片工藝的生產效率,目前國產動力用疊片機行業效率普遍在1-1.2s/片/單工位,單工位效率低,制造成本高。在動力鋰電池大規模生產制造的背景下,這成為制約疊片工藝大批量應用最大的阻礙。


針對此痛點,蜂巢能源聘請了國內外資深疊片設備和工藝專家,在該領域進行了持續的投入和攻關,目前已完成行業首例45度旋轉式高速疊片的開發和導入,疊片效率可達0.6s/pcs/單工位,疊片效率超出行業傳統疊片設備單工位效率的40%,輔助時間從原來的10秒縮短到7.5秒。


同時,蜂巢疊片設備開發技術團隊也在聯合國內外優秀疊片設備供應商,研發更高速疊片設備,截至現在,已完成0.45s/pcs/單工位疊片速度驗證和樣機的開發制作,2023年預計可實現0.25s/pcs/單工位疊片設備開發。


此外,車用動力鋰電池的使用為多支電芯串并聯使用,對單體電芯的一致性要求更高,因此在制程控制方面要更加嚴格。


針對此,蜂巢能源電芯生產線在產線建設、環境控制、制程關鍵產品參數控制、制程工程能力控制、在線SpC管控等方面全面的提升控制水平,確保產品質量。


楊紅新介紹,"通過工藝技術的升級,生產過程的高要求,生產工藝過程的嚴格控制,蜂巢能源讓疊片技術效率已經不再成為瓶頸,讓高速疊片工藝的率先量產變成了現實。"


疊片的性能優勢已經是行業共識,隨著設備技術路線升級,基于疊片工藝的電池價格將會持續下降,在以蜂巢能源為代表的公司的助推下,動力鋰電池行業"疊時代"將全面開啟。


有關蜂巢能源


蜂巢能源前身是長城汽車動力鋰電池事業部,自2012年起開展電芯的預研工作,2018年二月獨立為蜂巢能源,總部位于江蘇無錫,是一家專業從事汽車動力鋰電池材料、電芯、模組、pACK、BMS、儲能、太陽能研發和制造的新能源科技公司。


蜂巢能源在全球布局了七大研發中心,目前保定、韓國、上海和印度的研發中心已經投入使用,美國、日本和無錫的研發中心處于在建。我國廠建設方面,在北部保定現已建設完成的pACK線,目前已實現量產,在東部江蘇常州廠處于在建狀態,于2019年年底實現SOp。


在產量規劃上,蜂巢能源位于常州金壇的項目一期規劃產量4GWh,預計2019年十月份量產,二期項目規劃8GWh,同時還和捷威動力合資在鹽城規劃建設3GWh的軟包鋰電池項目。


在技術路線選擇上,蜂巢能源創新性地推出方形疊片電池,同時首款量產的產品就采用NCM811材料體系。


蜂巢能源是全球首家高速疊片方形電池制造商,真正讓動力鋰電池告別"卷"時代,進入"疊"時代。高速疊片工藝是打破卷繞電池瓶頸的新一代電池工藝。蜂巢一期當前水平單工位0.6sec,二期為0.45sec,三期目標為0.25sec。相比同類型卷繞工藝電池,能量密度提升5%,循環壽命提升10%,成本降低15%。


2019年五月蜂巢能源pACK裝機量為207.9MWh,環比上升了1305%,排名第6位。裝車量為6078輛,為長城汽車供應配套。此外,蜂巢能源還和寶馬和pSA以及主流自主品牌主機廠進行業務洽談。


蜂巢能源目前員工1750人,其中研發人員1030人,外聘/外籍專家350人;研發投入2016年-2020年約為29.3億元。根據規劃,到2022年,蜂巢能源將登錄科創板,全球廠建設到2025年投入大于260億元,2025年國內規劃產量達到76GWh,在全球達到100GWh。


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