“短刀+飛疊,是鋰電進化的終極狀態(tài)?!?/strong>
這是蜂巢能源CEO楊紅新在蜂巢能源全球合作伙伴峰會上發(fā)出的行業(yè)研判。
事實印證,短刀電池的市場陣營正在持續(xù)壯大。目前,包括中創(chuàng)新航、國軒高科、吉利、廣汽在內(nèi)的電池企業(yè)及主機廠等,均在布局并擴大短刀電池產(chǎn)品的生產(chǎn)。
從車用動力(含EV、PHEV、增程式等)到快充動力再到儲能等多個細分應(yīng)用場景,短刀電池的覆蓋領(lǐng)域也愈發(fā)寬廣。甚至在蜂巢能源的引領(lǐng)下,短刀電池已經(jīng)走出國門,供向海外市場,獲得國際主機廠認可。
而基于短刀電池的長薄形態(tài)以及更安全、更高的性能訴求,“短刀+疊片”的技術(shù)組合也已成為新一代鋰電池生產(chǎn)制造的主流標準。
高工鋰電注意到,時隔五年,從發(fā)布行業(yè)首個短刀電池,到開創(chuàng)全新短刀品類,再到“短刀+飛疊”技術(shù)的不斷進化,蜂巢能源也從短刀電池的獨行開創(chuàng)者變成了眾行的領(lǐng)航者。
不同于市面上的短刀電池,蜂巢能源獨創(chuàng)的“短刀+飛疊”黃金組合,能夠更完美地兼顧“高能量密度+快充”的雙重性能。與傳統(tǒng)疊片技術(shù)相比,蜂巢能源的熱復合飛疊技術(shù),疊片效率更高,能夠更有效地解決疊片生產(chǎn)效率的堵點。
截至目前,蜂巢能源已經(jīng)推出了第二代短刀電池和第三代飛疊技術(shù)。其中,第二代短刀鐵鋰電芯能量密度達到188Wh/kg,且兼顧2.2C快充性能,峰值可以做到3C以上,處于行業(yè)第一梯隊;第三代飛疊技術(shù)生產(chǎn)速度可達0.125秒/片,成為行業(yè)技術(shù)標桿。
正是憑借過硬的技術(shù)實力和優(yōu)異的產(chǎn)品組合,蜂巢能源近年來在動力和儲能市場進展頗快。2024年上半年,蜂巢能源動力電池和儲能電池的合計出貨量將近10GWh,同比增長高達166%,營收超過70億,同比增速高達105%。
值得一提的是,今年市場熱度急劇攀升的百度自動駕駛出行服務(wù)平臺——蘿卜快跑,搭載的也是蜂巢能源的短刀電池。
綜合技術(shù)維度、性能維度與市場維度來看,短刀電池已經(jīng)成為市場選擇的主流指向之一。
從“開創(chuàng)者”到“引領(lǐng)者”
蜂巢能源是短刀電芯最早的開創(chuàng)者,也是短刀電芯的探路者和領(lǐng)航者。
早在2019年,蜂巢能源就在業(yè)內(nèi)發(fā)布了首個短刀電池。
2021年,蜂巢能源董事長楊紅新宣布開創(chuàng)一個全新的短刀品類,并推行全域短刀化。
2022-2023年,蜂巢能源實現(xiàn)全域短刀的商用落地,分別在乘用車、商用車和儲能市場實現(xiàn)量產(chǎn)和裝車,彼時蜂巢能源還開啟了全域短刀快充戰(zhàn)略,計劃覆蓋2.2C到6C領(lǐng)域。
2024年,蜂巢能源第二代短刀鐵鋰快充電芯已經(jīng)在上饒、鹽城兩個基地完成了對客戶的大批量交付,預計今年交付10萬套。
在短短數(shù)年時間里,蜂巢能源帶領(lǐng)短刀電芯在行業(yè)普及,其技術(shù)實力有目共睹。
如今,蜂巢能源帶來的第二代短刀電芯,通過材料、結(jié)構(gòu)和工藝層面的不斷創(chuàng)新,再次樹立短刀電池新的技術(shù)標桿。
在正負極層面,蜂巢能源使用了自主研發(fā)的第三代磷酸鐵鋰正極,并開發(fā)了高性能的小顆粒石墨負極。
隔膜層面,蜂巢能源在國內(nèi)乃至全球首創(chuàng)了非對稱隔膜設(shè)計,在隔膜兩側(cè)使用了不同的粘結(jié)劑,一面更親負極,另外一面更親正極。
電解液層面,快充電芯對電解液的消耗速度要高于常規(guī)電芯,蜂巢能源通過特殊封邊設(shè)計,使得電解液保液量提高了2%,結(jié)合熱復合工藝,使得快充電芯具備優(yōu)異的循環(huán)壽命。
在生產(chǎn)工藝上,當前蜂巢能源短刀電芯由第三代電芯產(chǎn)線生產(chǎn),該產(chǎn)線也是全球單體寬幅涂布寬幅最寬的電極之一,涂布寬度達1120mm;極卷運輸采用AGV自動上下料,效率更高并保證產(chǎn)品品質(zhì)和穩(wěn)定性。
熱復合飛疊技術(shù)加持下短刀電池“進階”
蜂巢能源第二代短刀電池在能量密度、安全性、體積利用率等一系列綜合性能上有著優(yōu)異表現(xiàn)。
首先從充電倍率來看,快充技術(shù)的發(fā)展使得充放電倍率不斷提升,但是隨著充電倍率的提升,電芯產(chǎn)熱擴大,連接件和結(jié)構(gòu)件都會產(chǎn)生大量熱能,傳統(tǒng)電芯往往面臨熱失控問題。相比之下,短刀電芯最大的特點就是薄,散熱面積大,可使內(nèi)部和外部的溫差降到最低,進而提升安全性和一致性。
其次從電芯特征上看,短刀電芯上下雙面純平,可以進行雙面水冷,結(jié)合著CTP的PACK設(shè)計,可以實現(xiàn)更高效的熱管理;另一個值得關(guān)注問題則是,磷酸鐵鋰短刀化帶來的能量密度上限突破,通過短刀+CTP無模組技術(shù),不僅可以拓寬磷酸鐵鋰電量空間,還可以提升體積利用率,契合了下游市場的需求。
那么如何在這一基礎(chǔ)上進一步突破性能瓶頸呢?這也是蜂巢能源在短刀電池上的思考。
在電芯的制造過程中,卷繞/疊片是技術(shù)路線分野的一大標志,也是影響電芯性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
從市場要求來看,電芯帶電量要求不斷提升,電芯尺寸不斷增大,疊片生產(chǎn)的優(yōu)勢正逐漸體現(xiàn)出來。
基于疊片技術(shù)的升級,蜂巢能源帶來了新一代熱復合飛疊技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的疊片技術(shù),蜂巢能源的熱復合飛疊技術(shù)通過生產(chǎn)的智能化和工藝的全方位創(chuàng)新實現(xiàn)疊片效率最大化。
據(jù)了解,蜂巢能源熱復合飛疊技術(shù)采用了隔膜包覆負極的形式,并通過完整的極組熱壓避免了隔膜褶皺,消除了質(zhì)量隱患。
在熱復合飛疊環(huán)節(jié),從上卷到飛切,全部過程已經(jīng)實現(xiàn)連續(xù)自動化。蜂巢能源熱復合飛疊技術(shù)一次可疊8片,效率和成本已接近甚至超過卷繞技術(shù)。
在疊片過程中,蜂巢能源每一片極片都會進行100%缺陷檢測、尺寸檢測、對齊檢測,一臺飛疊設(shè)備搭載超60個攝像頭和10余個糾偏工位。
目前,蜂巢能源熱復合飛疊技術(shù)尺寸檢測良率已達99.9%左右,缺陷檢測良率達99.8%左右。
通過熱復合飛疊技術(shù)的加持,蜂巢能源也將“短刀+飛疊”這一對黃金組合的技術(shù)標準提高到了新的維度。
“短刀+飛疊”黃金組合引領(lǐng)動儲雙賽道
綜合短刀和飛疊技術(shù)優(yōu)勢,蜂巢能源董事長楊紅新認為,打造“短刀+飛疊”的生產(chǎn)組合,能夠?qū)崿F(xiàn)電芯性能的最佳表現(xiàn),進而打開動力和儲能雙賽道的市場增長。
在動力電池市場,“短刀+飛疊”加速快充時代到來。
一般來說,短刀電池適合高充電倍率并能夠善于結(jié)合CTC、CTP技術(shù)提升體積利用率,進而提升能量密度。但是,短刀快充電芯需要使用薄電極技術(shù),相同電芯尺寸下,采用薄電極需要疊片層數(shù)更多,如果采用傳統(tǒng)的疊片技術(shù)生產(chǎn)效率較低,飛疊工藝顯著提升了疊片效率,更適合薄電極快充設(shè)計。
此外,飛疊技術(shù)采用多極耳并聯(lián)結(jié)構(gòu),相比卷繞電芯內(nèi)阻降低7%,同工況下可幫助短刀電芯快充溫升下降2-3℃,有效提升了快充性能。飛疊技術(shù)特有的熱復合技術(shù)還可增加2%電解液儲液空間,快充電芯電解液消耗快,增加儲液空間有助于快充電芯實現(xiàn)長循環(huán)壽命。
應(yīng)用飛疊、熱復合這一系列組合之后,使短刀電芯快充更具競爭力,更適合高壓800V,更適合4C、5C、6C等使用場景。
今年以來,已有眾多明星車型搭載蜂巢能源短刀疊片產(chǎn)品上市,如零跑、斯特蘭蒂斯、合眾、吉利等車型。
在儲能市場,儲能電芯正從280安時增大到350安時,甚至770安時。對于儲能應(yīng)用而言,電芯在結(jié)構(gòu)和性能上的要求主要是成本低、占地面積小,這也決定了電芯結(jié)構(gòu)數(shù)量、連接數(shù)量要求大幅減少?;诙痰峨姵厣嵝矢?、溫度分布更均勻,具備低溫升的特征,短刀電池更適配儲能市場。
飛疊技術(shù)則放大了短刀電池在儲能市場上的應(yīng)用優(yōu)勢。結(jié)合儲能電芯尺寸不斷增大的事實,疊片工藝在生產(chǎn)大電芯上具備天然優(yōu)勢。這也使得“短刀+飛疊”的技術(shù)組合成為儲能市場的最優(yōu)選擇。
蜂巢能源今年推出的6.9MWh短刀液冷儲能系統(tǒng)采用L500-325Ah/350Ah儲能短刀電芯,該系統(tǒng)采用 CTR 精簡設(shè)計,零部件減少15%,占地面積較市場主流5MWh 儲能系統(tǒng)節(jié)省20%。6.9MWh短刀液冷儲能系統(tǒng)還可實現(xiàn)雙面液冷,電芯本體溫差降低40%,進而實現(xiàn)電芯壽命提升15%。
不論是動力電池還是儲能市場,其技術(shù)發(fā)展趨勢不約而同聚焦于“短刀+飛疊”這一組合,而蜂巢能源作為這一技術(shù)的引領(lǐng)者,在新一輪技術(shù)升級中將繼續(xù)深化和完善這一技術(shù)矩陣,以進一步鞏固其市場地位并推動行業(yè)發(fā)展。
聲明:本文章屬高工鋰電原創(chuàng)(微信號:weixin-gg-lb),轉(zhuǎn)載請注明出處。商業(yè)轉(zhuǎn)載請聯(lián)系(微信號:zhaochong1213)獲得授權(quán)。