疊片短刀成鋰電行業(yè)趨勢,驗證蜂巢能源技術前瞻性

時間:2023-06-01 09:48來源:芝能汽車 作者:朱玉龍
點擊:

全球新能源汽車行業(yè)的爆炸式增長推動了全球鋰電池行業(yè)的高速發(fā)展。然而,從2023年開始,這個行業(yè)的增長模式正在從粗放式向精細化轉變。鋰電池行業(yè)具有高資本、高技術和顯著的規(guī)模效應,對汽車企業(yè)而言,這個行業(yè)的進入門檻高,成本壓力大。對電池企業(yè)而言,市場的擴大和需求的多樣化也帶來了一系列挑戰(zhàn)。

 

首先,把握市場需求動力電池和儲能電池是兩個最重要的應用場景。從2023年開始,動力電池市場的增長開始放緩,而儲能電池的應用成為國家戰(zhàn)略投入的重點。如何把握這兩個市場的發(fā)展節(jié)奏,成為了電池企業(yè)面臨的重要問題。此外,隨著可再生能源的快速發(fā)展和電氣化在各行業(yè)的推進,各個行業(yè)的需求也在快速增長。

 

其次,全方位地降低成本:2023年的價格戰(zhàn)不僅給汽車企業(yè)帶來了壓力,也對電池企業(yè)提出了降低成本的極限訴求。這就需要電池企業(yè)采用先進的生產(chǎn)技術,追求規(guī)模效益,并優(yōu)化供應鏈等方面來降低成本。

 

第三,持續(xù)的技術迭代:這包括提高電池的能量密度、充電速度、安全性和循環(huán)壽命等方面的創(chuàng)新。電池企業(yè)需要積極探索新材料、新工藝和新設計,以提高電池的性能和可靠性,并將這些創(chuàng)新融入到自己的生產(chǎn)體系中,才能“積小勝為大勝”。

 

最后,強調可靠和安全:汽車客戶在全面爭奪市場份額的同時,也開始關心電池企業(yè)是否能滿足他們對電池的可靠性和質量的期望?煽坎粌H包括電池的安全性,還包括良好的售后服務體系。 

          

2023年,我們看到越來越多的企業(yè)從傳統(tǒng)的方殼電池,開始走上了短刀的技術路線。蜂巢能源、中創(chuàng)新航、瑞浦蘭鈞、億緯鋰能,甚至是弗迪動力在這條朝氣蓬勃的路上不斷前行,尤其是蜂巢能源,因為在業(yè)內(nèi)率先推出疊片短刀產(chǎn)品,目前產(chǎn)品已經(jīng)更新到第二代,處于引領位置。

 

圖片
圖1 中國動力電池產(chǎn)量概覽

1

汽車行業(yè)能否逆勢上揚
挑戰(zhàn)在于極限降本化和平臺化

BEV和PHEV電池需求

2023年,我們看到自主品牌積極投入到插電式混合動力(PHEV)和增程式混合動力(EREV)的領域。所使用的電池根據(jù)續(xù)航里程,可以粗略劃分為幾種容量:50公里(10kWh)、100公里(20kWh)、150公里(30kWh)和200公里(40kWh)。插電/增程的動力形式,對SUV車型尤其有利,因為它們有助于優(yōu)化空間和控制油耗。

 

免購置稅的優(yōu)惠政策和消費者對純電動汽車續(xù)航能力的需求,使得30kWh以上的電池配置成為主流。其中,40kWh的配置占比超過14%,30-40kWh的配置尤其多,占比達57%,而10-20kWh的占比僅為26%,10kWh和20-30kWh的占比最少,總和不到3%。這表明消費者更愿意購買續(xù)航能力更強的汽車,尤其是需求量大的SUV(對電量的需求相對較高)

 

隨著插電混動和增程混動的應用持續(xù)提升,許多汽車企業(yè)開始尋找新的電池設計和電池供應商。在弗迪電池和寧德時代以外,中創(chuàng)新航、蜂巢能源、國軒高科、億緯鋰能等也逐漸成為了國內(nèi)汽車企業(yè)的主要電芯供應商。這些電池有兩種主要類型:一種是繼續(xù)使用原有的PHEV電池,另一種是使用純電動乘用車(BEV)的電芯進行增程。

 

在插電混動電池市場中,弗迪電池占據(jù)最大的市場份額,超過60%。寧德時代以26.6%的市場份額排名第二,而蜂巢能源則以其全面的產(chǎn)品線成為第三大供應商。這些公司在電池領域的優(yōu)勢使它們成為汽車企業(yè)首選的供應商。

 

圖片
圖2 2023年4月份不同車企使用的插電電池

而在純電動領域,由于有著更高的降本需求,更多是使用磷酸鐵鋰方案來替代之前的三元鋰。為了實現(xiàn)更高的體積能量密度,傳統(tǒng)方殼在逐步分化和演變。目前車企是希望通過平臺化電芯和更低成本的設計來實現(xiàn)系統(tǒng)性降本。

 

最大的降本是什么?

平臺化電芯,短刀是否能擔此重任?

在過往的設計中,同款車型、不同電量的配置往往會選型多款電池包。隨著電動車產(chǎn)量提升,電池的設計也在統(tǒng)一,通過配置不同的電芯數(shù)量從而可以組合成整體電容量不同的電池包。

 

電芯的選擇越合理,越能適用于平臺化。在極限降本的過程中,是非常有利的。而短刀電池,由于調節(jié)參數(shù)相對是比較少的,可以通過非常有限的改動來實現(xiàn)平臺化電芯。對于電池的持續(xù)降本,這是一條非常有潛力的路徑。通過對比傳統(tǒng)方殼電池,可以看到電池規(guī)格改變的潛力。短刀電池在動力電池的應用中,其突出特性包括:

 

結構簡單:短刀電池配合殼體和多個電芯,實現(xiàn)簡約的CTP方案,減少非必要零部件,簡化裝配工序。

布置方便:短刀電池尺寸規(guī)格可調,在適應不同的電池包設計方面具有優(yōu)勢。

高效成組:采用磷酸鐵鋰電芯的龍鱗甲電池系統(tǒng)體積成組效率提升至76%。

 

目前,整車客戶如吉利開始使用短刀電池,在工信部的產(chǎn)品公告中,動力電池選用了蜂巢能源,這套短刀+CTP+飛疊產(chǎn)線的組合拳,將成為一個非常大的增量。

      

從現(xiàn)在來看,蜂巢能源使用了 “短刀+疊片” 的技術+制造組合,是這條具備先進性電池發(fā)展路線的領導者,在動力電池的下半場競爭中后勁十足。


2
儲能市場新需求新應用

擴量階段能否跟上


在2023年,儲能市場已經(jīng)成為電池制造商們爭奪的重要戰(zhàn)場。安全、循環(huán)壽命、成本成為儲能需要解決的三大痛點。

其中儲能的安全是首位的。儲能電池主要從大巴電芯開始分化,逐漸發(fā)展成280Ah的電池。在大容量電池中,磷酸鐵鋰電池的燃爆問題需要特別注意。這里CIBF歐陽明高院士提出的觀點值得我們重視。盡管磷酸鐵鋰電池在安全性方面具有優(yōu)勢,但在大容量和儲能應用中,我們?nèi)孕枰紤]溫度控制、氣體產(chǎn)生和燃爆風險這三個主要問題:

 

溫度控制  大容量的磷酸鐵鋰電池在高溫環(huán)境下可能發(fā)生分解,產(chǎn)生大量的可燃電解液蒸汽,這可能導致電池的熱失控和燃燒風險。

產(chǎn)氣問題  磷酸鐵鋰電池在充放電過程中會產(chǎn)生氫氣,當氫氣濃度達到一定程度時,會增加爆炸風險。因此,在儲能系統(tǒng)設計中,需要考慮氫氣的釋放和排放措施,以降低潛在的爆炸風險。

燃爆風險  磷酸鐵鋰電池的燃爆風險指數(shù)可能比三元電池高。盡管磷酸鐵鋰電池本身不易自燃,但在外部火源的作用下,磷酸鐵鋰電池的氣體爆炸風險可能較高。因此,在儲能系統(tǒng)的設計和安全管理中,還需要有對應的防火和滅火措施。

 

儲能領域另外一個方向是電芯類型的選擇,比如蜂巢能源的儲能用短刀電池,主要是這三款:L600 168Ah 用于家用儲能,L600 124Ah 用于工商業(yè)儲能,L500 325Ah 用于電力儲能。這些電芯具備出色的耐久性,能夠實現(xiàn)高達12000次的充放電循環(huán);電芯均通過針刺,不起火不冒煙。

 

不僅如此,蜂巢能源對電芯的生產(chǎn)工藝按照車規(guī)級制造標準。同時,公司引入了超高速疊片工藝和高度自動化的生產(chǎn)設備,以提高電芯的一致性,從而確保其在各種應用場景下的安全性。

 

這個產(chǎn)品策略充分體現(xiàn)了蜂巢能源的競爭差異化思維。他們根據(jù)第一性需求出發(fā),發(fā)揮短刀電芯的特性,成功打造了一系列滿足不同應用場景需求的產(chǎn)品組合,這無疑是一種非常值得的重要嘗試。


3

電池企業(yè)的生命線
個性化的電池產(chǎn)品與解決方案

 

2023年,蜂巢能源正進行一場深刻的調整,以應對不斷變化的市場和技術挑戰(zhàn)。公司的戰(zhàn)略重心主要集中在產(chǎn)品安全性、產(chǎn)能效率和市場需求這三個關鍵領域。

 

首先是產(chǎn)品安全性問題。這方面蜂巢能源一直在強調,不管是最新的龍鱗甲電池還是不同的系統(tǒng)方案,都做到了這一點。

 

泄壓安全  通過精準泄壓通道設計,最大化泄壓流量,引導高溫高壓氣體安全排出。

隔熱安全  集成高溫隔熱材料——如新型陶瓷化硅橡膠耐高溫隔熱材料,提供有效的隔熱防護。

絕緣安全  采用云母絕緣防護材料和雙重絕緣板等措施,避免絕緣失效,確保電池系統(tǒng)的電氣絕緣安全。

 

其次,蜂巢能源致力于提高產(chǎn)能效率和降低制造成本。公司通過優(yōu)化生產(chǎn)流程,降低原材料成本、引入新的制造工藝技術、提高設備利用率等方式,從而降低整體制造成本。這里的核心是有效釋放產(chǎn)能,確保資源得到充分利用,提升生產(chǎn)效率。

 

目前,蜂巢能源已經(jīng)升級到第三代疊片機設備,使得占地面積減少了45%,產(chǎn)線投資降低了50%。同時,為了滿足大容量短刀電芯性能與生產(chǎn)效率,蜂巢能源率先采用熱復合疊片機,完美解決了Z型疊片機隔膜容易變形和單工位效率低的問題。目前蜂巢能源鹽城基地飛疊產(chǎn)線采用熱復合疊片機生產(chǎn)效率已經(jīng)達到12PPM,媲美卷繞效率,正朝著16PPM方向前進。

 

圖片
熱復合疊片示意圖

如圖所示,熱復合疊片機生產(chǎn)時,隔膜與極片所受拉力方向不變且速度均勻,相較于Z字形疊片機所受拉力周期性變化,熱復合疊片機是單方向輸送,速度和張力更加穩(wěn)定,生產(chǎn)的極芯表面更加平整,熱復合電芯成型的極組,每一層正負極的界面貼合平整,在電池使用全生命周期內(nèi)物理結構穩(wěn)定,產(chǎn)品性能高,在極組成型后,取消了隔膜收尾膠帶,產(chǎn)品看起來更加整潔。此外,蜂巢能源還吸取先進制造經(jīng)驗,采用多刀切多片疊方案,相較于單工位疊片機極大地提升了工作效率,達到了業(yè)內(nèi)最高的0.125S/片。 

 

圖片
熱復合疊片機生產(chǎn)的極芯表面平整無瑕疵

最后,蜂巢能源關注市場需求和節(jié)奏。公司根據(jù)儲能和動力兩個不同市場的需求,為客戶提供符合其特定應用需求的電池產(chǎn)品和解決方案。特別是蜂巢能源的短刀產(chǎn)品,在儲能和動力領域具有高能量密度、快速充放電能力和良好的安全性能等獨特優(yōu)勢,為要求高功率輸出和短時間充電的應用場景提供了理想的選擇。

 

總的來說,通過關注產(chǎn)品安全性、提高產(chǎn)能效率以及滿足不同市場需求和節(jié)奏,蜂巢能源正努力提供高質量、可靠和適應性強的動力電池產(chǎn)品和解決方案,以滿足客戶的多樣化需求。


4
電池企業(yè)的核心
經(jīng)營節(jié)奏與技術創(chuàng)新的雙輪驅動

 

電池產(chǎn)業(yè)目前正在飛速發(fā)展,不難突破千億銷售額,但隨之而來的是如何正確把握和駕馭的問題。作為電池產(chǎn)業(yè)的一部分,蜂巢能源的經(jīng)營節(jié)奏和創(chuàng)新理念為我們提供了一種解題思路。

蜂巢能源的經(jīng)營節(jié)奏

 

企業(yè)經(jīng)營的節(jié)奏是至關重要的。在上游產(chǎn)業(yè)鏈,蜂巢能源通過與上游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同合作,將原先處于二級和三級的供應商,優(yōu)化為一級供應商,實現(xiàn)了在供應鏈層面的優(yōu)化和市場份額的提升。

 

在產(chǎn)品能力方面,他們利用在動力電池領域積累的經(jīng)驗,將高系統(tǒng)能量密度、更好的溫度控制、更安全的設計和能量管理等技術應用到儲能領域,從而提升了產(chǎn)品市場競爭力。

 

總之,企業(yè)的經(jīng)營節(jié)奏是綜合性的、全面和多元的,需要戰(zhàn)略層面的眼光和不打折扣的執(zhí)行力。
 

蜂巢能源的創(chuàng)新能力

 

研發(fā)投入和技術先進性對于電池企業(yè)來說至關重要。蜂巢能源一開始就決定以新能源汽車動力電池系統(tǒng)供應商為目標,為此投入了大量的研發(fā)資源,使得他們在技術創(chuàng)新和專利儲備方面具有明顯優(yōu)勢。

 

據(jù)稱,蜂巢能源從2018年的1800名研發(fā)人員增長到2022年的2360人,這顯示了他們在研發(fā)方面的持續(xù)投入和擴張。另外,據(jù)中汽中心全球汽車專利大數(shù)據(jù)平臺的信息,蜂巢能源的動力電池專利公開量在2020年和2021年都位居中國動力電池專利公開量創(chuàng)新主體排行榜第一名。而在2022年,他們以1049項公開專利排名中國新能源汽車動力電池系統(tǒng)專利公開量TOP20的第二名。

 

在技術研發(fā)方向上,蜂巢能源在無鈷電池、高速疊片、龍鱗甲電池等領域展現(xiàn)了出色的技術實力和性能優(yōu)勢。他們在高速疊片技術上已經(jīng)連續(xù)迭代了三代技術,使得疊片速度達到了每片0.125秒。這種技術優(yōu)勢將使他們在激烈的市場競爭中保持競爭力,并能滿足市場對高性能動力電池系統(tǒng)的需求。

 

2023年,一個重要的問題擺在了我們面前:什么樣的企業(yè)是優(yōu)秀的電池企業(yè)?哪些企業(yè)具備投資價值?這個問題并沒有簡單的答案,需要對市場、產(chǎn)品進行深入的洞察,洞見其中的戰(zhàn)略客戶和戰(zhàn)略應用;同時需要圍繞應用持續(xù)投資研發(fā)以實現(xiàn)差異化;并通過極致的制造過程持續(xù)降低成本,從而獲得競爭優(yōu)勢。

 

就全球電池企業(yè)的布局而言,蜂巢能源的持續(xù)努力和獨特戰(zhàn)略在中國和全球都贏得了一席之地。他們以短刀、CTP和飛疊等核心技術為戰(zhàn)略核心,堅守電池技術的研發(fā)和創(chuàng)新。

 

未來,我們期待看到蜂巢能源在電池產(chǎn)業(yè)中創(chuàng)新更多的技術和產(chǎn)品,引領電池產(chǎn)業(yè)走向更加高效、安全、可靠的未來。
 

(責任編輯:子蕊)
文章標簽: 鋰電 蜂巢能源 疊片短刀
免責聲明:本文僅代表作者個人觀點,與中國電池聯(lián)盟無關。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實,對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源:XXX(非中國電池聯(lián)盟)”的作品,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內(nèi)容、版權和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,請在一周內(nèi)進行,以便我們及時處理。
QQ:503204601
郵箱:cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
專題
相關新聞
本月熱點
歡迎投稿
聯(lián)系人:王女士
Email:cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時用@替換#
電話:010-56284224
在線投稿
微信公眾號