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唯快不破!蜂巢能源高速叠片技术如何刷新行业新认知?

每当我们在讨论新能源汽车的应用时,总会拿续航开刀,而这也必然会谈起动力电池。

如今动力电池已经与整车制造很好的结合,这不仅是带动了动力电池和整车技术上的突破,更是缓解了大多数消费者对于新能源汽车带来的“焦虑”。所以,谁能掌握动力电池的技术发展,谁就能成为新能源市场的优势“玩家”。 

所以在这个“游戏规则”下,“黑马”蜂巢能源在技术研发上不断精进,逐渐成为新能源汽车动力电池领先的供应商,并形成了自己独有的技术风格,随着叠片技术3.0的发布和量产应用,或许将会成为颠覆行业的创新之一。

从“青涩”到“纯熟”,蜂巢能源如何成为“资深玩家”

从目前来看,在处于增涨阶段的新能源汽车产业中,国内各大车企都在设法争夺细分市场的第一阵营,并拓展产业规模,让自身立足于“不败”之地。在这市场的争夺中,表面上看到的是车企之间销量的比拼,但在暗流中潜藏的,是车企供应链之间的较量。特别是在动力电池领域,成为争相竞争的新角斗场。

作为一家成立于2018年的新兴玩家,蜂巢能源在不断的“进化”中创造了一个又一个的“奇迹”。数据显示,在2022年上半年全球动力电池装机量TOP 10中,蜂巢能源以2.6GWh的装机量继续稳居全球前十,市占率达到1.3%,同比增长了147.1%。 

相比于其它选手,蜂巢能源破茧时间只有短短4年,能获得如此成绩,自然不是靠 “运气”,其背后关于动力电池方面的技术研发和不断创新,才是它最终成为“资深玩家”的关键所在。

告别“卷”的浪费,还看“叠”的扎实

目前我们常见到的动力电池,无论是磷酸铁锂还是三元锂电池,都同属于锂电池的范畴。而在锂电池材料的制造工艺中,会经常听到「卷绕」和「叠片」这两个词。一般来说,锂电池由正极、隔膜、负极三层组成,每层都是薄片。这就好比我们家中睡觉时盖的被子,从下至上分别是被罩(正极)、被芯(隔膜)、被罩(负极)。

当然除电池材料外,产品的真正难点之一还在于动力电池的制造工艺技术,就是如何将这些锂电池材料很好的整合起来,将它们“扎堆”,所以就有了两个代表性的电池制造工艺,一个叫卷绕工艺,另一个叫叠片工艺。

首先,所谓卷绕工艺,是指将原材料按照负极、隔膜、正极、隔膜的顺序叠在一起,通过卷绕法卷成圆柱形或方形再放置在金属外壳中。不过,这个方法对于圆柱电池来说,其电池材料可以做到很好的贴合,但是对于方形电池来说,卷起来的电芯材料套上方形电池外壳必然会在四周留有空隙,这对电池来说,绝对是一个浪费,除此之外,极片和隔膜因所受拉力容易不均匀,还会产生褶皱和对齐度不良等情况,让电池的良品率大打折扣。

那么如何解决这个浪费的问题呢?这就不得不提电池的“叠片技术”了。

叠片工艺重点在——“叠”,目前市面上大部分采用的为“Z”字形叠片,其是先将正负极原料裁切成同样大小的矩形极片,再分别叠到隔膜上,隔膜“Z"字形穿行其间,隔开两极,最后包上铝塑包装。

而相较于卷绕电池,叠片电池有着能量密度更高、内部结构更稳定、安全性更高、膨胀力更稳定、内阻较小带来循环寿命更长等优势。根据测试,叠片法相比卷绕法,内部电阻会更低,在循环使用后,膨胀力更小,电池寿命更长。不过,但相较于卷绕工艺,早期的叠片工艺效率低、单GWh设备投资额高、质控较难,所以对于未来的普及规划是一个不小的弊端。

那么,蜂巢能源是怎样“叠”电池的呢?

其实,用形象的手法来说,蜂巢的叠片技术从一代(2019年)到三代(2022年),就像一个新兵晋升到了老兵一样,不仅生产效率全面跃升,产能成本也到有效的缩减,实属一举两得。

2019年蜂巢能源就推出方形叠片三元电池,当时国产叠片机行业效率普遍在单工位1-1.2秒/片,单工位效率低。而具有整车基因的蜂巢能源,早在2016年就开始研发叠片铝壳动力锂离子电池,聘请了国内外资深叠片设备与工艺专家,迅速实现了高速叠片技术电池量产,并发展了三代的电池叠片技术。

这里要强调一点的是,叠片电池不是简单的将电池材料堆叠即可,它对于工艺的要求是非常严格的。叠片工艺的毛刺和异物控制相比卷绕工艺要求严苛,因此对于产品的良品频率提出了更高的挑战。

蜂巢能源在起步阶段,就率先在国内采用了45度旋转式高速叠片技术,叠片效率可达0.6秒/片单工位,叠片效率超出行业传统叠片设备单工位效率的40%,辅助时间从原来的10秒缩短到7.5秒。随后的第二代叠片技术,除了单片效率提升到了0.45秒/片外,同等产能下,叠片机设备成本就明显降低。

要知道,叠片机因为其特殊的设计,所以机体的占地面积很大,而缩小机体占地面积,就意味着叠片机设备成本降低,换个角度理解就是同样的面积能够增加更多的叠片机提高产能。

到了第三代高速叠片技术,蜂巢能源创新性采用“极片热复合与多片叠融合”技术,完美处理了叠片过程中隔膜张力释放造成的褶皱问题。同时还开发出“多刀切、多片叠”技术,单片效率较上一代提升200%以上,其目标速度达到了0.125秒/片,相比第二代与第一代的效率直接翻倍。

并且,蜂巢能源还从易拉罐生产线得到灵感,把原来“一个流”的设备理念转变为批量处理的理念,实现一台设备上多片同时切、同时叠,实现了更简单机构的高效产出。


不仅如此,第三代高速叠片机技术还通过叠片后及时热压工艺方式,保证热压后极组的极片间处于稳定粘合状态,降低后工序造成错位风险,大幅提升良品率的同时还可降低产品安全风险。同时,增加了叠片CCD在线监测,保证叠片过程中对齐度不良可实时监测、不良剔除,使得产品缺陷检测能力大幅提升,进一步提升了产品安全性。

“叠片”技术赋能,为消费者谋实惠? 

不知说到这,您是否已经了解到了蜂巢能源第三代高速叠片技术的真正奥义?但如果您认为这项技术只是为了给车企“打气”的话,那就大错特错了,因为它真正赋能的,是对消费者的实惠与体贴。

首先,采用了如此高速的叠片工艺,提升了生产效率后可以保证供应链的稳定运作,让您的爱车能够在短时间内顺利下线并交到您的手中,减少了等待提车的时间。并且基于整体工艺上的提升,使得电池产品在安全上也得到了充足保证。

目前,基于蜂巢能源的高速叠片技术打造的短刀电池,已经成为了欧拉闪电猫等热门车型的首选。而在前不久,欧拉闪电猫还在中汽中心授权的场地内成功完成TOP Safety四大安全测试和国内首次电动车高速螺旋翻滚跌落挑战,经过猛烈撞击落地和螺旋翻滚后,电池系统快速高压断电,不仅没有发生电解液泄露、起火自燃、车辆漏电等情况,电安全评价项目顺利通过,所以这也能侧面看出整个电池系统的可靠与安全性,而这也是消费者最为注重的。

运筹帷幄,五湖四海皆为“刀”友!

目前,市面热销的多款车型大多数都搭载了蜂巢能源的电池,国内包括吉利、零跑、哪吒、岚图、东风已经使用蜂巢的产品。所以,在优秀的品控与高效的产能加持下,让蜂巢能源在全球动力电池供应商的市场份额中越来越强大,并且成为越来越多车型企业的最新选择。

当然,在众多车企纷纷“点赞”的同时,蜂巢能源也在为未来“TWh时代”做全面的规划准备。如今,蜂巢能源已经从上游的锂矿、正负极材料、下游的回收产业,进行了广泛布局。锁定稀缺原材料资源,加强锂资源的供应,提升动力电池量产规模等等,蜂巢能源对于供应链的布局必将保证其在产能上的持续输出,为车企的产能提供了坚实保障。

写在最后

有人总讲特斯拉的4680电池是电动车的未来,暂且不评价这句话对错,但可以观察到,由于该电池产能不足而苦等不到爱车的准车主们的憔悴面容。所以,即使自身的电池技术再优秀,如果没有产能的基础,换来的只有“车辆成本“和“交车时效”的大幅增加,毕竟追求效率是人类发展至今的内驱力。所以深知这一道理的蜂巢能源,用“左手技术、右手产能”的车之两轮,在动力电池行业中画就历史车辙。蜂巢能源主打的“短刀电池”和“高速叠片技术3.0”更是天生好搭档。有了高速叠片技术3.0的神助攻,短刀电池有望成为行业最具竞争力的电池产品,通过为电动汽车赋能,带给广大消费者更多美好体验。

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刘昊编辑
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