蜂巢能源12月2日舉辦首場電池日

“我們搞這個電池日，有很大的壓力?！睏罴t新說，“因為在我們之前，特斯拉在美國搞了全球第一個電池日。今天我們發(fā)布的內(nèi)容，事實上是可以直接和特斯拉對比的。”

12月2日，蜂巢能源在無錫研發(fā)中心舉辦首個電池日活動。蜂巢能源總裁楊紅新發(fā)布了一系列的新技術(shù)、新產(chǎn)品。

其中很多，確實可以和特斯拉電池日的“黑科技”對飚：從無鈷電池，到果凍電池，到熱阻隔電池包，到蜂云平臺，再到工藝創(chuàng)新……令人目不暇接。這個后發(fā)的動力電池企業(yè)，創(chuàng)新力很足。

和特斯拉的諸多黑科技不同的是，楊紅新每提及的每一個技術(shù)、產(chǎn)品，基本都有明確的應(yīng)用或量產(chǎn)時間表。另外，他還公布了蜂巢能源雄心勃勃的擴(kuò)張計劃。

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無鈷電池開啟全球預(yù)定

“蜂巢能源無鈷電池，今日起接受全球預(yù)定。”楊紅新在發(fā)布會上發(fā)出宣告。他還督促說，要抓緊預(yù)定，因為明年產(chǎn)能緊張。

蜂巢無鈷電池開始接受全球預(yù)定

蜂巢很早就表示將全球首個量產(chǎn)無鈷電池。他們距離完成這一目標(biāo)已經(jīng)非常近。

具體的量產(chǎn)落地時間，會在明年6月份。在明年7月份，長城第一款搭載無鈷電池的電動汽車將會上市，續(xù)航600公里。

除了長城，“同時我們也在給國內(nèi)外幾乎所有的整車廠都在送樣測評?！?/p>

楊紅新透露，在歐洲一家車企，蜂巢5款無鈷電池已經(jīng)按該企業(yè)的企標(biāo)通過了測試。另外，“我們的產(chǎn)品也在某美國最大的電動車公司里面已經(jīng)測試了三個月了，反饋的情況非常好?！?/p>

這次發(fā)布會，楊紅新強(qiáng)調(diào)蜂巢的無鈷電池采用的是單晶無鈷材料，區(qū)別于沒有鈷的磷酸鐵鋰電池。

他還表示，單晶無鈷電池和三元811電池相比，由于可以提高電壓，能量密度略高一些，循環(huán)壽命則能提升65%。但安全性上，耐高溫、耐過充性能都超過811電池。

同為無鈷電池，蜂巢還提供了兩個平臺產(chǎn)品。首先是H平臺，能量密度看齊811，但是更安全。但是H平臺正極材料含鎳也不少，而鎳的價格也高。

蜂巢因此還推出E平臺無鈷電池，能量密度會比811低，但比磷酸鐵鋰高20%，但成本跟磷酸鐵鋰接近。

兩個平臺各有兩個產(chǎn)品，共4款電芯。E平臺經(jīng)濟(jì)型2款是VDA尺寸。H平臺2款，一款是按MEB尺寸，一款是L6。這4款電芯，可以涵蓋續(xù)航300~800公里全系車型。

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四元電池降低鎳的比例

楊紅新是在介紹“冷蜂”技術(shù)體系時，提及無鈷電池的。

所謂“冷蜂”，是蜂巢熱失控系統(tǒng)性解決方案，希望通過材料、電芯、電池包、監(jiān)控系統(tǒng)四大層級的原創(chuàng)技術(shù)，徹底解決電池系統(tǒng)的熱失控問題。

在材料層級中，無鈷材料是安全材料的一款。另一款安全的材料就是NCMA材料，也就是蜂巢所說的四元電池。

不過，楊紅新介紹，蜂巢開發(fā)四元電池的思路發(fā)生了變化。

“以前我們的技術(shù)路線和LG是一樣的，努力提高鎳含量，再加入鋁，使它能量密度又高又穩(wěn)定?！睏罴t新說，“但是鎳含量高帶來的熱的問題，產(chǎn)氣的問題，安全的問題非常難解決，而且現(xiàn)在鎳的成本開始不可控了?！彼?，蜂巢新的四元電池思路是，把鎳比例降下來，又安全，又要便宜，屬于中鎳材料。

這款NCMA電池，蜂巢也做成了單晶高電壓的，能量密度和811相當(dāng)。但是，安全性大幅提升，DSC溫度可以比三元提高10~15度，循環(huán)壽命可達(dá)3000次，比811也好很多。

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“果凍電池”出世

在電芯層面，蜂巢此次發(fā)布了一個自主 開發(fā)的全新技術(shù)——果凍電池。

蜂巢發(fā)布果凍電池

所謂果凍電池，是指類似于凝膠的電解質(zhì)，但具備高電導(dǎo)率、自愈合的電解質(zhì)。

“它在保證電性能的同時和兼得安全性能?！睏罴t新說。

蜂巢已經(jīng)用這種電解質(zhì)做出了軟包和90安時的方形電芯。他介紹，果凍電池測試樣品在鋼針刺穿后，不起火不冒煙，而且熱箱熱沖擊也可以通過150度的測試。

果凍電池的短板在于，內(nèi)阻比現(xiàn)在三元全液態(tài)電解質(zhì)的電池大概提高5%。但它的倍率性能，跟含有鈷的材料混合到一起，倍率可以變好2%；和沒有鈷的元素混合到一起，倍率會略微的變差2%。

楊紅新還強(qiáng)調(diào)，果凍電池的方案并不復(fù)雜，可以做到快速的量產(chǎn)，而且它既可以做高鎳體系，又可以做無鈷體系，也可以做中鎳體系。

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熱阻隔電池包：電芯熱失控不起火

熱阻隔電池包是指能夠有效隔絕局部電芯熱失控的電池包。

在2020年7月和11月，蜂巢已經(jīng)連續(xù)做了兩次采用該技術(shù)的整包熱失控測試。電池包采用811電芯成組，和長城的純電皮卡和歐拉IQ車上用的一樣。

在11月的測試視頻中，在人為引爆的第一顆電芯后，電池包就開始冒煙，25分鐘以后所在的模組熱失控完成，相鄰模組沒有發(fā)生事故。

“我們未來會做到一顆電芯熱失控，模組不熱失控；第三步會做到?jīng)]有電芯會產(chǎn)生熱失控?！睏罴t新說。

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蜂云平臺監(jiān)控安全

除了在材料、電芯、電池包層面做好安全性設(shè)計、控制，蜂巢還建立了蜂云平臺，來做電池安全監(jiān)控。

目前，這一平臺由蜂巢能源聯(lián)合清華大學(xué)開發(fā)。目前，該平臺具備內(nèi)短路故障預(yù)警等功能。目前平臺閉環(huán)預(yù)警成功率已經(jīng)達(dá)到90.9%，可以提前2個月的預(yù)警內(nèi)短路，保障電池系統(tǒng)安全。

清華大學(xué)教授盧蘭光介紹，該平臺二期將有7項內(nèi)容提升，包括云端析鋰分析、云端缺陷電池分析和殘值評估。

楊紅新介紹，這一平臺目前監(jiān)控了9萬輛電動汽車，分析數(shù)據(jù)超過16億條，具備20多項監(jiān)控項目。

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利用AI實現(xiàn)車規(guī)級品質(zhì)

蜂巢能源一直推崇車規(guī)級動力電池的概念。在這次發(fā)布會上，楊紅新介紹了三個利用AI技術(shù)提升品質(zhì)的方法。

第一個是AI+容量預(yù)測。

傳統(tǒng)的動力電池生產(chǎn)工藝的最后一個環(huán)節(jié)，是分容。其邏輯是，由于生產(chǎn)一致性并不可能絕對地高，因此要通過化成，測量出準(zhǔn)確容量，將容量一致的產(chǎn)品挑選出來。

在此過程中，電池要反復(fù)充放電，既需要大量的化成設(shè)備，又要浪費電量。AI+容量預(yù)測的目標(biāo)是取消分容。這項技術(shù)由蜂巢和西門子聯(lián)合開發(fā)。他們通過讀取生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)，建立預(yù)測模型，對電池容量進(jìn)行測算。

目前，這一容量模型預(yù)測的準(zhǔn)確度已經(jīng)達(dá)到了98%以上。蜂巢還將繼續(xù)提升容量預(yù)測的準(zhǔn)確度，計劃明年3月份先上線運行。在2023年，蜂巢全新的產(chǎn)線建設(shè)的時候，就將直接取消分容。

第二個是AI智能焊接技術(shù)，分為激光焊接技術(shù)和超聲波焊接技術(shù)。這項技術(shù)的目的是，實現(xiàn)在線不破壞性100%的全檢。

以激光焊接為例，AI技術(shù)會監(jiān)控不同的零部件在各工序的參數(shù)，來實現(xiàn)自動對激光頭焊接器參數(shù)及位置的調(diào)整。

按計劃，AI激光焊接技術(shù)在2022年導(dǎo)入；智能超聲波焊接技術(shù)在2021年下半年進(jìn)行量產(chǎn)驗證。

第三個是AI自放電檢出。它既能檢測電壓，同時也檢測漏電流，而且使用大數(shù)據(jù)做AI分析，動態(tài)地預(yù)測電池狀態(tài)。這項技術(shù)的應(yīng)用，有望縮短電池靜置時間50%；庫位數(shù)量減少50%；廠建面積降低50%，運營費用降低200萬元。

“這項技術(shù)我們也已經(jīng)開發(fā)了很長時間了，在2021年就會進(jìn)行量產(chǎn)的驗證?！?/p>

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通過改善制造降低成本

與特斯拉類似，蜂巢試圖顛覆電池生產(chǎn)工藝，來降低制造成本。

首先蜂巢采用疊片工藝，并有不斷提升疊片速度的計劃。蜂巢第一代疊片技術(shù)，可以實現(xiàn)0.6秒/片的疊片速度。

而第二代疊片技術(shù)，將能使其疊片速度提升到0.45秒/片。到第三代，速度要提升到0.125秒/片。這一疊片速度，還是在蜂巢600毫米電池上實現(xiàn)的。到第三代時，疊片工藝的效率就能和卷繞相競爭。

其次，蜂巢自己研發(fā)了干法涂布工藝。

特斯拉在收購Maxwell公司后，掌控了干法涂布工藝，但電池日上沒有宣布何時應(yīng)用。

蜂巢自主研發(fā)了干法涂布設(shè)備、工藝和粘結(jié)劑?！耙驗槭褂昧吮容^新型的粘結(jié)劑的技術(shù)，它電極的厚度，理論上可以做到現(xiàn)在的10倍的厚度?！睏罴t新說，它意味著能量密度的大幅提升。

不過，他表示，初期只希望做到和液態(tài)相同的能量密度，但是從投資占地面積，從水分控制上，干法涂布都有非常大的優(yōu)勢。

第三，和特斯拉電池日類似，基于前面提及的很多技術(shù)和理念，蜂巢也提出了非常積極的效率提升、設(shè)備節(jié)約和工序簡化目標(biāo)。

楊紅新說，蜂巢的工廠2021年可望每分鐘生產(chǎn)15只電芯，2025年希望提升到每分鐘生產(chǎn)60只電芯。電芯每GWH的設(shè)備投入預(yù)計可以降低20%。整合技術(shù)、集成技術(shù)，會使現(xiàn)在電芯生產(chǎn)從12個工序未來降到6~7個工序。

“工序的減少意味著質(zhì)量的大幅提升。因為工序越多，它就會產(chǎn)生不良品，磕碰、劃傷、異物都會產(chǎn)生，工序越少，可靠性越好，一致性越好，成本越低，占地面積越小，投資越少?！?/p>

未來的電池生產(chǎn)方式可能完全超出想象。楊紅新說，“預(yù)測未來最好的辦法，就是把它創(chuàng)造出來?！?/p>

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第二代產(chǎn)品進(jìn)展

以上提及的很多的技術(shù)，會用到蜂巢第二代產(chǎn)品中。而第二代產(chǎn)品，全部會在明年量產(chǎn)。

楊紅新歸納，第二代產(chǎn)品和第一代相比，特點是：全新升級，三化一強(qiáng)。三化一強(qiáng)指的是：長薄化，無鈷化，快充化，強(qiáng)功率。

長薄化——蜂巢會推出從L3、L4跟L6電芯（長度從340mm到574mm），同時結(jié)合長電芯、無模組集成式設(shè)計，使系統(tǒng)零部件減少25%，成本降低11%，能量密度提升10%。

無鈷化即前面提及的兩個平臺4款電芯。

快充化——楊紅新認(rèn)為，解決里程焦慮，第一個階段是提高能量密度，把續(xù)航里程做長，做到600公里700公里，不用總?cè)コ潆?；第二個階段是蔚來的換電、理想的增程；未來還有第三種途徑就是超級快充。

超級快充是350kw這種功率的充電站，“10分鐘的充電可以讓你跑400公里，跟加油是一樣的?！睏罴t新說，但是人們不允許有快充就可以把能量密度做低。

蜂巢正在開發(fā)的產(chǎn)品，壽命提升33%，能量密度也可以得到提升，充電時間縮短62%。而且，“這款產(chǎn)品最快也會在2022年初就會上市?！?/span>

強(qiáng)功率，是指蜂巢將為混合動力汽車提供功率型電池?！拔覀円瞥鲆豢頗EV的5.2安時軟包電芯”，可以做到25,000次的循環(huán)，70c放電，功率密度5600W/kg。

此外，第二代產(chǎn)品中還會有一款NCM811+硅負(fù)極的電池。“這款產(chǎn)品是為一歐洲的某品牌開發(fā)的，會在明年年中就會上市”。

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更長遠(yuǎn)技術(shù)和產(chǎn)品

特斯拉在電池日上發(fā)布的硅納米線電池引發(fā)關(guān)注。蜂巢此次也有類似技術(shù)——硅石墨烯。

“我們這款材料現(xiàn)在的測試結(jié)果已經(jīng)在軟包電池上做測試，比納米硅技術(shù)首效提高35%，壽命提高60%，倍率提高15%，膨脹大幅度降低?！?/span>楊紅新說，基于這個技術(shù)，未來會幫助蜂巢做出既能快充，高能量密度高，還能高循環(huán)壽命，全方位提升的電池。

蜂巢能源也在研發(fā)全固態(tài)電池?！傲蚧?，氧化物兩個體系都在做，但說實話挑戰(zhàn)非常大?！睏罴t新說。

根據(jù)蜂巢無錫118創(chuàng)新中心展示的宣傳圖片，他們的計劃是2021年底產(chǎn)出第一代、復(fù)合電解質(zhì)固態(tài)電池，能量密度在250-300wh/kg，2030年底做出第四代、全固態(tài)電解質(zhì)的電池，能量密度在450-500wh/kg。

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2025年目標(biāo)出貨量超40Gwh

僅僅成立兩年時間的蜂巢能源，產(chǎn)量增長迅速。

今年9月和10月，蜂巢能源已經(jīng)躋身國內(nèi)裝機(jī)量TOP10隊列。

蜂巢常州工廠一期4Gwh產(chǎn)能建成，質(zhì)量總合格率已經(jīng)達(dá)到了93.5%?！懊髂甑哪繕?biāo)達(dá)到行業(yè)95%的領(lǐng)先的水平。目前是給長城汽車以及其他一些外部客戶在開始送貨，包括EV和PHEV三條產(chǎn)線都已經(jīng)全線貫通?！睏罴t新說。

楊紅新透露，蜂巢能源的常州二期工廠已經(jīng)啟動，預(yù)計2021年有效產(chǎn)能將達(dá)6.91GWh，目標(biāo)要進(jìn)入國內(nèi)TOP3。在德國，蜂巢能源累計投資20億歐元建設(shè)工廠，設(shè)計總產(chǎn)能24GWh，日前蜂巢能源官宣確定在德國薩爾州建設(shè)模組PACK工廠和電芯模組工廠，前者最早2022年Q2投產(chǎn)，后者計劃2023年底投產(chǎn)。

在更為前沿的電池技術(shù)儲備和開發(fā)上，蜂巢能源以無錫 118 全球鋰電創(chuàng)新中心為平臺，還在進(jìn)行包括全固態(tài)電池、膠囊電池、自消氣電池、混合正極材料等技術(shù)和產(chǎn)品的前期開發(fā)，探索面向未來十年的鋰電行業(yè)新技術(shù)。

蜂巢啟動了無錫118創(chuàng)新中心

在更遠(yuǎn)的未來，蜂巢有更宏大的目標(biāo)。配合上市的計劃，蜂巢計劃2022年外銷比例超過50%。2025年目標(biāo)出貨量銷量要突破40GWH。

“蜂巢能源已經(jīng)進(jìn)入了全面穩(wěn)定快速的發(fā)展階段，已經(jīng)取得的進(jìn)步足以使人振奮，但與未來相比，今天的一切都微不足道?！睏罴t新說，“現(xiàn)在風(fēng)來了，我們隨時準(zhǔn)備起飛?！?/span>（完）

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