当前车市价格战如火如荼,让供应链上每一个环节都在追寻最优的降本增效方案,动力电池尤为如此。
但电池形状、尺寸的不统一,限制住了这一产业的生产效率。2021年之前,几乎每款车型都有定制的电池产线,产能利用率也因车型销量起伏而难以保持,电池企业有苦难言,车企也因每次开发新电池而投入过多的费用。
所幸,电池的标准规格在近几年的探索中逐渐明晰,动力市场应用最多的方形电池开始向短刀靠拢。蜂巢能源、中创新航、国轩高科、比亚迪、吉利耀宁、广汽因湃等诸多电池企业及主机厂,都在布局并扩大短刀电池产品的生产。
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短刀电池的出现,为电池规格统一提供了契机,让产业链上下游看到了标准化生产的曙光,也是更进一步提高良率,降低成本的开始。
以短刀形状做量产的电池企业中,又以蜂巢能源押注最早,技术最为精湛,成效也最为显著。据了解,自2023年1月到2024年7月,蜂巢能源的短刀电池一共出货151,357台,合计5.41GWh,全球第一。
在短刀电池的加持下,2024上半年蜂巢能源装车6.15GWh,同比增长201%,增速为国内电池企业Top 10中的第一名。
蜂巢能源CEO杨红新一直坚定的认为,“短刀+飞叠,是锂电进化的终极状态。”其在短刀电池领域的成功,也早在五年前就埋下了种子。
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开创短刀新品类,方形电池的最优解
2019年,蜂巢能源在上海车展发布行业首个短刀电池。彼时,方形电池规格多样,即便是在同款车型、不同电量的配置中都会选择不同的电芯尺寸,电芯型号难以统一。
蜂巢能源选中了短刀形状,便义无反顾。2021年第一代短刀电芯量产,蜂巢能源宣布开创全新的短刀品类,推行全域短刀化。此后,蜂巢能源在商用车、乘用车和储能市场共同推动短刀产品量产。
蜂巢能源坚定地走差异化竞争路线,坚持用短刀电池敲开市场的大门。
为什么选择短刀?杨红新曾分享,我们经历了大量的推导,把各个车型的电池包找出来,再用200、300、400、500毫米去排列,什么高度、什么宽度、什么容量、什么厚度最合适,都是海量推演出来的。
“内部经常要开会讨论,一个月最少开2—3次去讨论做短刀这个事情,一个公司要把这个事情做正确了,未来五年的发展都不成问题。”
除了电芯选型,在汽车终端市场来看,杨红新还认为,未来20万以下车型用长里程的PHEV覆盖,20万以上车型则用800V的快充纯电来覆盖。
蜂巢能源的短刀产品,兼容了PHEV车型与纯电车型共同需求。
一方面,在PHEV车型的设计中,蜂巢能源的短刀电池可以完美的避开排气管,做到高集成、高电量,契合了当下“大电量PHEV”的需求。
理想L系列、零跑超级增程版系列等车型搭载的电池包普遍超过40度,纯电续航能力大增,其中就有搭载了蜂巢能源的短刀电池的车型,这些车型在市场中竞争力十足。反映到装机量上,在PHEV市场,2023年蜂巢能源的装机量高达5.6 GWh,同比暴增409.1%。2024年,蜂巢能源带来了800V+4C快充混动龙鳞甲产品,续航高达350KM+,将PHEV市场卷到一个全新的高度。
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另一方面,在纯电市场,蜂巢能源的短刀产品比传统的VDA电芯成组效率更高,系统能量密度更出色,也比长刀电芯更适合快充,再加上其热电分离的设计,不仅让纯电车型的续航里程更长,充电速度更快,还做到了更加安全。
杨红新的预测也再次被验证,如今20万元以上的纯电车型,无不以快充作为产品卖点来着重宣传,800V快充最低甚至下放到17万元级别的车型上,快充已经成为纯电车型解决车主焦虑的主要方式。短刀电池也随着快充趋势的到来而大放异彩。
蜂巢能源的大量推演和研究,五年的坚定押注,带来了丰厚的回报,短刀电池已经成为方形电池公认的最优解,越来越多的企业加入到短刀大军中来,蜂巢能源作为短刀电池的排头兵,出货量也位居前列。
蜂巢能源第二代短刀铁锂快充电芯产品,已经实现标品化的大批量交付,预计今年交付10万套。已有众多明星车型搭载蜂巢能源短刀叠片产品上市,如理想、零跑、合众、吉利以及Stellantis等。
凭借短刀电池的规模出货,上半年,蜂巢能源动力电池和储能电池的合计出货量将近10GWh,同比增长150%以上。下半年,还将有超过10款搭载蜂巢能源电池的新车上市。
蜂巢能源能取得如此成绩,不仅来自于前瞻性的战略规划,对市场趋势的预判,更归功于技术的领先,这也是蜂巢能源规模出货背后的最大支撑。
持续创新,以产品力突围
蜂巢能源是最先押注短刀电池,也是出货量最高的企业,其短刀产品能在一众竞争对手中脱颖而出,产品力是关键。
在电芯层面,材料创新是产品力的基石,蜂巢能源的第二代短刀电芯,使用了自主研发的磷酸铁锂材料和高性能小颗粒石墨负极,为性能奠定基础。
隔膜上的改善更值得一提,蜂巢能源使用了在国内乃至全球首创的非对称隔膜设计,在隔膜两侧使用了不同的粘结剂,一面更亲负极,另外一面更亲正极。
再加上新型粘合剂的加入,实现了隔膜连续裁断过程中不掉粉、不掉料,保证了极高的洁净度。其与隔膜相配合,让第二代短刀电芯的性能更上一个台阶。
材料端的创新保证了电芯的性能,制造则是电芯良率和效率的基础。蜂巢能源自选择短刀路线起,便决定采用叠片工艺推进量产。
在电芯生产环节中,行业内有两种主流的方案——卷绕和叠片。传统的电池生产以卷绕为主,卷绕工艺的使用已经有十几年的历史,成熟且稳定。叠片工艺则是车用动力电池出货量逐渐增多后才开始被规模使用的生产工艺。
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相较卷绕,叠片工艺充分利用了隔膜和极片拐角处产生的空隙,体积利用率更高,同等尺寸外壳下,叠片工艺的体积能量密度大约比卷绕工艺多5%左右,同时在安全性,寿命等方面也有显著优势。
叠片工艺做的电芯性能更出色,但也更难。最大的问题是生产的时间和空间效率。叠片工艺则需要间歇性地将正极、负极往复堆叠至隔膜上,每次堆叠的间隙还要进行正负极切换以及隔膜弯折操作,生产同样尺寸的电芯,时间大幅延长。
蜂巢能源为了解决这些问题,独创了高集成的第三代高速叠片技术——“飞叠”。
“飞叠”首先进行的不是对隔膜的直接折叠,而是一道“预处理”工序——通过两层隔膜包覆负极片经过加热辊进行热复合及隔膜封边,再裁切成片。
这种独特的“热复合”工序设计可以有效解决后续叠片过程中隔膜褶皱、极片掉粉等问题,还可以增加2%电解液储液空间,有助于快充电芯实现长循环寿命。
下一步便是叠片,飞叠技术同时将8块电芯一次性叠片,做到了0.125秒/片,是传统叠片机速度的四倍,这样的生产效率已经可以与卷绕工艺相当。再加已经达到94%的整体良率,蜂巢能源的短刀电芯不仅产品力十足,也具备向车企大规模供货的能力。
蜂巢能源的短刀产品,通过在材料端的革新和生产制造的优化,已经成为高能+超充的绝佳组合,这也契合了当下车企对电池产品的需求,众多车企开始认同这一产品,电池企业也开始争相效仿。
值得一提的是,以长刀为主的比亚迪,也认识到短刀的优势,在豹5、小米SU7以及即将发布的豹8上均采用了短刀电池。这是一个非常重要的信号,深刻的验证了短刀对比长刀优势明显。
短刀电池的调节参数相对较少,对于电池企业来说,是一条实现规模化生产的绝佳路径,对于车企来说,更可以通过细微的改动来实现平台化电芯,对于持续降本,以及新车开发都有着巨大的好处。
这也是为什么越来越多的企业开始认同短刀的原因。蜂巢能源早已深入其中,也已经率先受益。
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