一鸣惊人!蜂巢能源量产高速叠片工艺,无钴电池助力新车降成本

9日,又是汽车月度成绩单揭晓,6月份国内狭义乘用车市场销量达176.6万辆,同比增长4.9%,环比增长11.6%,上半年累计销量达995.4万辆,同比下降9.3%,车市寒冬逐渐升温走暖,新能源汽车仍然保持着两位数的高速增长,6月份新能源狭义乘用车销量13.8万辆,同比增长105.0%,环比增长47.7%;上半年累计销量56.8万辆,同比增长67.0%。

新能源汽车的发展,同样带动了动力电池的发展,新能源汽车经过市场的洗牌,现在市场上仅有几家大头能拿出像样的成绩,动力电池经过市场的洗牌,也出现了“寡头效应”。据数据显示,今年上半年排名前十的动力电池装机量达到了26.06GWh,占市场总额的86.83%,其中头部两家企业装机量占到了市场的66.86%

这样看来,似乎动力电池格局基本已经成形,但是从各个主机厂的新能源汽车未来规划来看,高端车型对于优质动力电池的需求逐渐加大,在这一方面仍是一个空缺。那在这样一个环境局势下,入局一个新玩家有多大的可能性成功?

如果想要成功,首先必须是兼具资本、技术、产业链、客户渠道以及产业规模等各方面的实力,才有可能在“两家独大,多家共竞争”的环境中存货下来。

在笔者看来,成立于2012年的蜂巢能源不仅是能存活,还是能改变现有格局的一家。

全球首款四元材料电芯正式发布,2022年底实现电芯SOP

同样是9号,蜂巢能源在保定召开主题为“领创叠时代 守护芯安全”的品牌战略规划及产品发布会,一个全新的动力电池品牌正式面对社会战略规划。在会上,蜂巢能源发布了全球首款四元材料电芯,直指目前新能源汽车电池各项劣势。

蜂巢能源开发的四元材料,在NCM体系的基础上掺杂Mx,Mx掺杂会使一次颗粒之间的边界强度增强,因此会减少在有害的相转变过程中微隙的形成。使其循环性能优于NCM811材料,同时能实现耐热更好、产气少、安全性更高的特点。最终呈现在动力电池上就是容量更高、寿命更长、安全性更好。

而这款四元电池也预计将于2020年12月实现材料SOP,将在2022年11月实现基于四元材料的电芯SOP。

短板再进化,全球首款无钴电池面世,材料成本降低5~15%

除了全球首款四元材料电芯正式发布,蜂巢能源在此次会上还发布了全球首款无钴电池。电芯无钴化关键技术有两个,一是掺杂无未成对的电子自旋的特定元素,减弱电子超交换的现象,降低Li/Ni混排,提高电性能;二是掺杂M-O键能大的元素,减缓晶体在充放电过程的体积变化,稳定结构,提高循环寿命和安全性。

可以看到的是,无钴电池不仅能提高电性能,还能提升寿命和提高安全性,一举两得。当然无钴电池的优点并不局限于此,在成本方面也有巨大的优势。

在现有三元体系的锂离子动力电池中,正极材料的成本占比达到30%~45%,这其中,以 523体系为例,钴在其中的占比达20%,作为战略性的资源,钴的价格波动将会直接影响到最终电芯的成本。

因此,在以高镍体系为共识的大前提下,包括松下、LG、宁德时代等国际主流动力电池企业都在将低钴及无钴化电池作为下一代动力电池的研发方向。

而无钴材料性能可以达到NCM811同等水平,材料成本降低5~15%,相应带来的电芯BOM成本可以降低约5%,且会让材料不受战略资源影响。

一举多得。

在产品规划上,预计将在年底前完成材料开发,在2020年3月完成材料体系的进一步优化,4月实现材料中试,8月体系定型,2021年11月将实现无钴电芯的SOP。

率先量产高速叠片工艺,蜂巢能源开启动力电池3.0叠时代

锂电池发展至今,经历了1.0的3C品质时代和2.0的传统动力电池时代,均采用卷绕工艺。而蜂巢能源发布的两款产品均与之不同,则是采用叠片工艺。

为什么不跟随主流?原因是不论软包还是方形铝壳动力电池,由于受新能源汽车电池包设计的影响,其形态正在向着长度更长的方向发展,高度方向则统一在了100mm左右。

在此趋势之下,传统的卷绕方式电芯已经不能满足车规级动力电芯的形态要求,取而代之的是叠片工艺生产出来的电芯,由于叠片电芯尺寸灵活,不受卷绕卷针结构的限制,层叠方式生产,极片的界面平整度高,动力电池未来将是全面朝着“叠时代”发展。

蜂巢能源首先发布,不代表仅它“特立独行”,包括松下、三星SDI、CATL等行业头部企业都有在2022年之后导入叠片工艺的计划。行业均这样规划,为何就蜂巢能源率先量产呢?

无碍乎在于技术的攻破。

受制于设备、工艺、制造、效率等的瓶颈,叠片工艺在实际的产业化应用中还面临着诸多难题,这也成为动力电池行业发展过程中的阻碍。

而蜂巢能源聘请了国内外资深叠片设备与工艺专家,在该领域进行了持续的投入和攻关,目前叠片效率可达0.6s/pcs/单工位。

同时,蜂巢叠片设备开发技术团队也在联合国内外优秀叠片设备供应商,研发更高速叠片设备,截至现在,已完成0.45s/pcs/单工位叠片速度验证与样机的开发制作, 2023年预计可实现0.25s/pcs/单工位叠片设备开发。

叠片工艺电池相比同类型卷绕工艺电池,能量密度提升5%,循环寿命提升10%,成本降低15%,又是一个一举多得方案。

2020年登陆科创板,2025年全球规划产能100GWh

不管是率先实现量产高速叠片工艺,还是全球首发四元材料电芯、无钴电池,都是建立在安全的前提下,同时也不失备受关注的续航性能,这都代表着新能源汽车动力电池未来的发展方向。

也正是因此,蜂巢能源动力电池也成了一个“抢手货”。数据显示,2019年5月蜂巢能源PACK装机量为207.9MWh,环比增长了1305%,排名第6位 。装车量为6078辆,为长城汽车提供配套。此外,蜂巢能源还与宝马和PSA以及主流自主品牌主机厂进行业务洽谈。

在工厂建设方面,北部保定现已建设完成的PACK线,目前已实现量产,在东部江苏常州工厂处于在建状态,于2019年年底实现SOP。欧洲工厂一期项目将于2020年启动,2022年正式投产,二期项目2025年正式投产,智能制造AI工厂正在路上。

不鸣则已,一鸣惊人,用这句话形容蜂巢能源再合适不过。新能源汽车动力电池,下个时代看蜂巢!

来源:第一电动网

作者:智电汽车

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