证券之星 前天
在概念吹满天的电池行业,看看蜂巢能源的创新与务实!
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导读

随着新能源汽车的发展与储能的突飞猛进,新的一轮锂电池扩产如火如荼地进行着。行业头部企业的扩产显得从从容容,新兴企业希望抓住这轮机会,匆匆忙忙进入一场 " 概念满天飞 " 的宣传战,从《山海经》到《封神榜》、再到科幻小说上的词,几乎都被用了一遍。

回顾近十年全球电池圈,即使有马斯克这样的牛人,特斯拉的 4680 电池量产,依然不达预期!全欧洲的电池希望 - 瑞典 NORTHVOLT 夭折破产!丰田章男也未能在他任期内,将丰田的全固态电池商业化!电池之难,可见一斑!

有一家总部位于常州的企业,用 " 戳破行业痛点 " 的创新破局,在别人都在致敬头部企业方形卷绕工艺时,主动避开其专利壁垒,独创短刀飞叠,以一个企业的资源、一个企业的能力,做成了本应该是一个行业做成的事。

它就是蜂巢能源!

因创新而前进

这句 Slogan 由蜂巢能源董事长兼 CEO 杨红新在 2018 年公司成立之初提出,并贯穿至今。

蜂巢能源的狠劲,在于它的创新始终根植于对整车的深刻理解,一直盯着电池上车以后的表现与痛点。

正是基于这种对终端应用的深刻理解,蜂巢能源才坚决不跟风吹概念,只解决实际真实问题,与伪命题无感。

正因为此,蜂巢能源定义并打磨出了 " 短刀 + 飞叠 " 这一兼具安全、成本和适配性的产品形态与完整工艺体系,从而服务了国内外优质客户。

更深层次的创新哲学,是蜂巢能源那句选自《圣经》的一段话:" 进窄门,走远路,见微光 "。意指选择艰难但正确的道路,最终才能看到希望的光。蜂巢能源正是这样一家 " 不走寻常路 " 的公司。

选择叠片工艺

我本人接触到动力电池选择外形结构对比,大概在 2016 年。在此之前,都是看到的 18650、32650 圆柱与小软包。

当时在江西南昌,得到中科院物理所黄学杰研究员的详细讲解:

叠片工艺是将正负极片与隔膜裁剪成片状,按 " 正极 - 隔膜 - 负极 - 隔膜 " 顺序交替叠合,形成多层堆叠结构,类似一本书;

卷绕工艺是将正负极片与隔膜制成长条状,卷绕成扁圆形电芯再压平,类似于压平后的卫生纸。

叠片工艺空间利用率更高,极片可裁剪为任意形状,无卷绕留白,能量密度比卷绕高约 5%-10%。

叠片结构电流路径短,内阻小,支持更高倍率快充;卷绕结构电流路径长,内阻大,快充速度受限。

叠片电池受力均匀,散热好,循环寿命比卷绕电池长 10% 左右。

叠片结构无卷绕拐角应力集中问题,热失控风险更低;卷绕电池拐角处易出现脱粉、毛刺,安全风险相对较高。

讲完叠片工艺的优点,黄老师话锋一转:卷绕工艺成熟,自动化程度高,生产效率通常高于叠片;卷绕设备投资成本低,极片裁切次数少,毛刺和粉尘问题较少;叠片工艺需要高精度设备,前期投入大,且极片裁切次数多,易产生毛刺,影响良率和成本。

回顾蜂巢能源选择叠片工艺的历史,我们惊喜地发现:其完全是基于实际应用场景与对未来与风险的把控而做的决定。

蜂巢能源出自汽车的基因,充分了解当时大部分汽车企业的新能源汽车底盘,整体架构是在油车基础上改的,重新正向研发的极少,在这个底盘架构基础上,更高的能量密度是最关键选项,是当时的杠杆解。这在 2018 年蜂巢能源为宝马开发电池产品时,就已经明确感受到。

在做电池结构与工艺选择时,蜂巢能源做了专利壁垒筛选,发现卷绕工艺的大多数专利已经被头部企业申请,且已有诉讼保护知识产权的动作。

未来的固态电池,行业一致认为将采用叠片工艺。在这里透露一个大家不太了解的内情:蜂巢能源在 2018 年就已经成立固态电池研发团队,投入巨资进行硫化物全固态研发。

在当时的电动车渗透率还很低、效率不是最紧急项的情况下,蜂巢能源创新般地选择了方形叠片工艺,事实证明在其起步阶段,这样的选择避免了很多麻烦,没有像有些企业那样,发展到一定阶段后陷于专利诉讼战。

短刀 + 飞叠

2019-2020 年是新能源汽车产业里程碑时刻。2019 年特斯拉开始在上海建设超级工厂,同年底,MODEL 3 开始向员工交付,2020 年开始大规模交付,新能源汽车一下子跨过推广犹豫期,销量猛增,直接带来动力电池优质产能严重不足,整个行业进入规模竞争与扩产高峰期,融资也变得容易很多。蜂巢能源也在这个阶段,获得了后续发展所需的资本。

到了这阶段,智能电动车已经不再是各大汽车企业的试验项目,已经是必须全力竞争拿下的项目,大多转向正向研发底盘架构。

这时的蜂巢能源,还是出于解决客户痛点,帮助自己的客户成长的初心,正向推导如何让电池包的成组效率更高,同时又能高效快速地生产满足需求。

蜂巢能源研究了最新的百余款新能源汽车,发现一个黄金尺寸:600 毫米!几乎可以覆盖大多数车型。

研究出来开完技术汇报会,参会者都觉得后背发凉:这个尺寸与德国大众推的 MEB590 模组尺寸十分接近,如果德国的 MEB590 标准成为全球电动车电池包标准的话,我们国家的新能源汽车出口等,肯定会增加很多知识产权的麻烦。

在 2019 年上海国际车展上,蜂巢能源展出了 L600 的电池样板,放在一个技术小黑屋里,要受邀客户才能进去参观。那时还不叫 " 短刀 ",只是叫 L6 系列!

L6 系列一经展出推广,就备受好评,订单颇多,交付成了大问题,与卷绕的效率差距就明显展示出来了。原来不是关键项的高效率、低成本、高品质就是此时最最关键项!

困难肯定压不到硬核的创新者,在疫情肆虐的三年里,很难寻求外界助力的情况下,蜂巢能源没有等、没有靠,自己招聘设备研发团队,参考烟草工业、食品包装等技术,自主研发了三代高速叠片设备,从最初的每片 0.6s 到第二代的 0.45s,再到现在的 0.125s/pcs,效率是传统 Z 叠工艺的 8 倍。

为了保障电芯安全性与一致性,每台设备都配备了检测装置,利用 CCD 技术和激光测厚仪,能够将厚度控制精度提高到 1.5 微米。每台高速叠片设备有 66 台 CCD 相机,共 250 项检测,确保 100% 检测极片尺寸的准确性,从而将良品率提升至 99.9%,在国内的检测精度方面居于领先地位。

在最关键的叠片工位,通过 8 个机器手一次性抓取到叠片工位,和另外一侧的正极片叠到一起,实现了一次可以生产 8 个极组、8 颗电芯,使电芯的制造从一颗一颗,变成了一批一批,除了效率更高,生产一致性也更好。在生产过程中,全部实现在线做短路测试,如果有短路不良可直接剔除。

正因如此,蜂巢能源的短刀飞叠动力电池成功配套了 Stellantis、吉利、VinFast 等国内外众多汽车企业的多个车型,出货量超过 80 万套,无一安全事故。

在 L600 短刀飞叠动力电池取得成功的基础上,根据客户的不同需求与行业快速发展的需要,蜂巢能源也适时推出了从 300 毫米到 600 毫米的全系列短刀产品,适配不同场景下的电池需求。比如在增程式与插电式混动赛道,300 毫米短刀飞叠就适配 70-80 度的大电量车型;400 毫米短刀飞叠就适配 20-30 度的小电量车型;储能就用 500 毫米以上的。

目前蜂巢能源在业务层面,依然聚焦于动力电池;储能,不求短时间做大,但要做精、做细、要做有利润的市场。增程式、插电式混动与纯电动并重、国内自主品牌与合资并重、积极拓展海外,以及重视乘用车的同时不放弃商用车。

在技术路线上,蜂巢能源不放弃三元,根据客户需求加大磷酸铁锂比重;看到固态电池的发展趋势,但不盲动。

商业的本质是将有结果的事情不断迭代与重复,蜂巢能源开创了短刀飞叠这个电池品类,而且获得了客户的认可,剩下来的事情就是不断地提高效率、提高良品率,一个基地接着一个基地盈利,最后全面盈利。

最后

每次提起蜂巢能源,总有人说是一家 " 还没有上市、还没有盈利的电池企业 "。但是深度思考一下:特斯拉 4680 电池量产也不达预期、欧洲 NORTHVOLT 夭折、丰田全固态电池也是一再推迟!

大概会明白电池没那么容易做!真正做事没有 PPT 创新那么容易!创新需要投入,需要一次次接受失败,总有人要深夜望着天花板,焦虑与失眠如潮水般涌来。

回望十年锂电风云,蜂巢能源真的是以一企之力,用一个企业的资源,完成了短刀飞叠的行业品类创新,让我们从此听不到德国大众 MEB590 标准的声音!所以给硬核创新者多点宽容,多点耐心,是最值得的投资,也是最应该做的!

( 本文作者顾国洪,中国汽车工程学会汽车经济发展分会副主任委员,曾担任新能源汽车三电头部企业高管、两大汽车研究院副院长、两大创投机构投研院院长。 )

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