龍鱗甲電池領(lǐng)銜，蜂巢能源布局下一步

我是第三次去參加蜂巢能源的電池日，這次的主題是“乘蜂·馭未來(lái)”。隨著蜂巢能源一步步從一個(gè)創(chuàng)新型的電池企業(yè)，變?yōu)橐粋€(gè)全球前十、行業(yè)主流的電池供應(yīng)商，我們能從中看到蜂巢能源的蛻變。

從整個(gè)大脈絡(luò)來(lái)看：

●蜂巢通過(guò)發(fā)布龍鱗甲電池，以產(chǎn)品為中心，務(wù)實(shí)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。產(chǎn)品能不能打，有沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力，是衡量一個(gè)企業(yè)有沒(méi)有行業(yè)價(jià)值的最重要指標(biāo)。

●在制造技術(shù)領(lǐng)域，蜂巢的第三代疊片技術(shù)也取了一個(gè)好聽(tīng)的名字，“飛疊”技術(shù)。新技術(shù)提升了生產(chǎn)效率——衡量一家成熟的電池企業(yè)的標(biāo)志，是能否把產(chǎn)量拉起來(lái)。蜂巢這次也是務(wù)實(shí)在推進(jìn)制造基地布局，并且拉升電池產(chǎn)量。

●在下游客戶(hù)需求上，提前布局產(chǎn)品并通過(guò)產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)需求，對(duì)客戶(hù)需求的洞察也是一個(gè)重要課題。動(dòng)力這塊，鎖定長(zhǎng)城汽車(chē)、吉利汽車(chē)、零跑汽車(chē)、東風(fēng)汽車(chē)、嵐圖汽車(chē)、小鵬汽車(chē)、理想汽車(chē)、光束汽車(chē)、賽力斯汽車(chē)、合眾新能源汽車(chē)和PSA（Stellantis集團(tuán)）等知名國(guó)際汽車(chē)廠(chǎng)商，確定了動(dòng)力電池的基本盤(pán)。由于儲(chǔ)能領(lǐng)域被當(dāng)成基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，目前也是和動(dòng)力一起成為了雙輪驅(qū)動(dòng)。動(dòng)力和儲(chǔ)能兩個(gè)市場(chǎng)，能有效應(yīng)對(duì)后續(xù)基地產(chǎn)能拉起來(lái)以后的需求。

●在產(chǎn)業(yè)生態(tài)上，逐步構(gòu)建了一整套的生態(tài)來(lái)應(yīng)對(duì)產(chǎn)量跑起來(lái)以后的局面。我們看到今年動(dòng)力電池行業(yè)，最大的挑戰(zhàn)來(lái)自于供應(yīng)鏈。產(chǎn)能加速擴(kuò)產(chǎn)的同時(shí)，保供穩(wěn)鏈方面的工作是一樣不能少的。蜂巢能源11月新開(kāi)建的達(dá)州鋰電零碳產(chǎn)業(yè)園，計(jì)劃建設(shè)磷酸鐵鋰和無(wú)鈷正極材料生產(chǎn)線(xiàn)，磷酸鐵鋰前驅(qū)體和電解液生產(chǎn)線(xiàn)，電池回收拆解生產(chǎn)線(xiàn)和相關(guān)配套設(shè)施。通過(guò)與多家上游供應(yīng)商簽署保供協(xié)議，以協(xié)議方式保障未來(lái)原材料供應(yīng)的穩(wěn)定性。

電池企業(yè)的經(jīng)營(yíng)已經(jīng)需要和之前整車(chē)企業(yè)一樣，充分考慮到上下游的變化，在波動(dòng)中調(diào)整自己的節(jié)奏。能否洞察和適應(yīng)這種波動(dòng)，是衡量一個(gè)企業(yè)是否穩(wěn)健的核心指標(biāo)。

▲圖1. 電池企業(yè)從戰(zhàn)略到落地

Part 1

龍鱗甲電池

蜂巢能源整個(gè)發(fā)布會(huì)最核心的還是產(chǎn)品，也就是這次取名叫“龍鱗甲”的電池?，F(xiàn)在電池取名，不是神獸，就是寓意更為堅(jiān)固的龍鱗甲。電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)是通過(guò)應(yīng)用熱電分離、空間功能集成設(shè)計(jì)等新技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)了單體安全和系統(tǒng)安全的全面提升。通過(guò)高能量密度的設(shè)計(jì)，磷酸鐵鋰版本可使電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航突破800公里，這真是不給三元留活路了。

▲圖2. 蜂巢能源的龍鱗甲電池系統(tǒng)方案

從這套方案的路線(xiàn)圖來(lái)看，2023年就有落地車(chē)型，應(yīng)用這種技術(shù)的磷酸鐵鋰版本可使電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航突破 800 公里，三元版本可以支撐1000公里續(xù)航。

▲圖3. 續(xù)航真的不是問(wèn)題

除了名字很好聽(tīng)，電池還應(yīng)用熱電分離、空間功能集成設(shè)計(jì)，具體有這五個(gè)特性：

▲圖4. 五個(gè)核心的設(shè)計(jì)特性

●短刀電芯底部防爆閥設(shè)計(jì)

電芯熱失控可快速實(shí)現(xiàn)定向泄壓，噴發(fā)物可按指定方向、通過(guò)很短的通道迅速排出，不蔓延至周邊電芯。 在普通的電池包的設(shè)計(jì)中，單個(gè)電芯的熱失控的過(guò)程，電芯的防爆閥設(shè)計(jì)在頂部，因此防爆閥上方要留出泄壓通道，將高溫高壓的噴發(fā)物引導(dǎo)到側(cè)面或底部排出，過(guò)程中極易蔓延到相鄰電芯導(dǎo)致連鎖反應(yīng)。在蜂巢的設(shè)計(jì)中，第一代短刀電芯的防爆閥放在了側(cè)面，第二代放在了底部，設(shè)計(jì)了2個(gè)泄壓閥的位置。

▲圖5. 第二代短刀電芯

●電芯的底部空間使用

底部防爆閥設(shè)計(jì)將兩部分空間合并可提升體積利用率，這個(gè)思路就是極致使用Z向的空間，也是實(shí)現(xiàn)76%的體積成組率的核心。在這里采用了高強(qiáng)鋼+彈性支架的設(shè)計(jì)，為熱失控建立安全穩(wěn)定的泄壓通道，提供有力的承載和防護(hù)緩沖，避免碰撞帶來(lái)的電池包故障。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，鋼鋁之間的選擇使用，是值得我們思考的。

▲圖6. 底部空間的設(shè)計(jì)

●“熱-電分離”設(shè)計(jì)

熱失控泄壓區(qū)與電源傳送區(qū)各自獨(dú)立，通過(guò)把泄壓方向放在Z方向，電連接方向放在側(cè)邊，這兩個(gè)方向解耦合，就可以大幅降低熱失控時(shí)內(nèi)部高壓拉弧、打火的失效概率，顯著提升安全性。我們傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是靠防火和絕緣的云母片；如果用這樣“熱-電分離”的設(shè)計(jì)，整個(gè)方案的效果就特別好。

▲圖7. 熱電設(shè)計(jì)的核心思路

給底部的空間的泄壓區(qū)域開(kāi)上一個(gè)個(gè)獨(dú)立的口，一旦噴發(fā)以后有足夠的空間容納熔渣，這個(gè)設(shè)計(jì)可靠性提高了。

▲圖8. 熱電分離

●雙面冷卻設(shè)計(jì)

讓電芯大面積和冷卻板接觸，讓冷卻板迅速帶走電芯的熱量，換熱能力提升。這種設(shè)計(jì)最早見(jiàn)于Smart和Lucid的設(shè)計(jì)，通過(guò)頂部水冷可以在電芯快充要求高的情況下，通過(guò)上下兩層同時(shí)水冷來(lái)加快電芯熱量的導(dǎo)出。

▲圖9. 冷卻的設(shè)計(jì)

這套系統(tǒng)，通過(guò)不同的兼容性，可以把各種化學(xué)體系都兼容進(jìn)去。從系統(tǒng)來(lái)看，龍鱗甲電池的系統(tǒng)上蓋、水冷板，可以和車(chē)身乘員艙地板融合，合三為一。這就是把電池包，往車(chē)身結(jié)構(gòu)方面去考慮。通過(guò)兼容各種化學(xué)體系，可搭載在A00-C級(jí)系列車(chē)型。

Part 2

飛疊技術(shù)和基地，面向的市場(chǎng)

1）提升基地的制造效率：

超高速疊片技術(shù)3.0的命名——“飛疊”。蜂巢能源第一代疊片技術(shù)的效率是0.6秒/片，第二代0.45/片。而第三代“飛疊”技術(shù)效率已經(jīng)在努力趕超卷繞工藝，達(dá)到0.125秒/片的效率。 相較于蜂巢能源上一代疊片機(jī)，第三代“飛疊”技術(shù)的疊片機(jī)占地面積減少達(dá) 45%，效率提升 200%以上。第三代“飛疊”技術(shù)還集成了極片放卷、裁切、熱壓功能、疊片 CCD 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、HI-POT在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)單片不良全檢。在一致性方面，采用創(chuàng)新壓刀結(jié)構(gòu)，疊片對(duì)齊精度提升。

▲圖10. 蜂巢的飛疊技術(shù)

2）基地的聯(lián)動(dòng)效應(yīng)?

十年前，電池企業(yè)只需要推出產(chǎn)品技術(shù)可靠，就可以取勝；五年前，靠差異化定位取勝；但進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用的產(chǎn)能制造TWh時(shí)代，靠技術(shù)+制造取勝。IPO蜂巢能源計(jì)劃募集資金150億元，其中115億元將用于推進(jìn)常州、湖州、遂寧三大生產(chǎn)基地建設(shè)，剩余部分將被用于補(bǔ)充流動(dòng)資金、研發(fā)中心建設(shè)項(xiàng)目、三元高能量密度電池及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目、無(wú)鈷電池及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目等項(xiàng)目。招股書(shū)顯示，上述三大生產(chǎn)基地建設(shè)資金項(xiàng)目總投資367.51億元，項(xiàng)目建成后，公司將新增106.65GWh產(chǎn)能。

▲圖11.蜂巢的產(chǎn)能布局

3）供應(yīng)和需求的節(jié)奏匹配：落實(shí)儲(chǔ)能

在動(dòng)力電池之外，圍繞儲(chǔ)能業(yè)務(wù)進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)雙輪驅(qū)動(dòng)。蜂巢能源將已經(jīng)初步成型的生態(tài)鏈命名為蜂窩生態(tài)，基于“儲(chǔ)能+”的戰(zhàn)略規(guī)劃，蜂巢能源將繼續(xù)開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能+發(fā)電、儲(chǔ)能+電網(wǎng)、儲(chǔ)能+工商業(yè)等有競(jìng)爭(zhēng)力的方案。目前不管從類(lèi)似基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的電力側(cè)，還是2C面向全球，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的可能是家用儲(chǔ)能——中國(guó)的儲(chǔ)能企業(yè)在動(dòng)力電池的蓬勃發(fā)展下，把全世界大部分的家用儲(chǔ)能市場(chǎng)壟斷了。

圖11 蜂巢的儲(chǔ)能戰(zhàn)略

4）圍繞整個(gè)供需建立上游的生態(tài)

蜂巢能源第三屆電池日，輸出硬核科技成果。自成立以來(lái)，推出了一系列創(chuàng)新IP：“疊片電池”“無(wú)鈷電池”“短刀電池”“蜂云平臺(tái)”“車(chē)規(guī)級(jí)工廠(chǎng)”打造了動(dòng)力電池創(chuàng)新引領(lǐng)者的形象。 蜂巢能源當(dāng)前在科技創(chuàng)新、智能制造領(lǐng)域的充分投入，為的是在長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)中，保持優(yōu)勢(shì)。

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小結(jié)：第三次參加這個(gè)電池日，我覺(jué)得還是收獲比較多。蜂巢能源無(wú)疑正在朝著科技創(chuàng)新、智能制造方向進(jìn)發(fā)，相信在未來(lái)蜂巢能源從電池行業(yè)的創(chuàng)新者，成為一方電池巨頭，讓我們一起期待！

審核編輯 ：李倩