随着全球汽车产业向新能源化转型趋势更加明显,动力电池产销量提升,在最新的产品技术路线规划中,这些企业开始转向车规级叠片形态的电芯产品研发生产。

蜂巢能源科技有限公司总经理杨红新

蜂巢能源科技有限公司总经理杨红新

电池百人会-电池网7月12日讯(肖何 陈语 河北保定报道)“过去十年,风机发电的装机量增长了1461%。新能源汽车的动力电池价格下降了83%,全球在新能源领域的投资高达63%增长率。这些都证明,全球都在朝着能源转变,清洁能源的路上快速前进。”蜂巢能源科技有限公司(下文简称:蜂巢能源)总经理杨红新介绍,长城汽车董事长魏建军在很早以前就意识到了未来能源结构会发生变化,汽车的能源形态会发生变化。而在这个环节当中,最重要的就是动力电池。蜂巢能源的定位就是魏建军二次创业的一个全新事业。

据悉,蜂巢能源成立于2016年12月,前身是长城汽车动力电池事业部,2018年2月独立为蜂巢能源,2018年10月从长城汽车体系中剥离到长城控股,成为和长城汽车并列的兄弟公司。

蜂巢能源总部位于江苏无锡,公司在全球布局了七大研发中心,目前保定、韩国、上海和印度的研发中心已经投入使用,美国、日本和无锡的研发中心处于在建。中国工厂建设方面,在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。

7月9日,蜂巢能源在河北保定召开了其成立至今的首场品牌战略规划及产品发布会:“斥资20亿欧元欧洲建厂”、“全面推进AI智能工厂建设”、“全球首发四元及无钴材料电池”、“三大应用场景‘叠’代更‘芯’”等亮点纷呈。

本次发布会,蜂巢能源还以“叠时代”开拓者的身份、以最懂汽车的电池专家的身份亮相,目标以方形电池高速叠片工艺和车规级开发标准来做动力电池。

 什么是叠时代?“锂电池发展至今,经历了1.0的3C品质时代和以3C数码为基础衍生出的2.0的传统动力电池时代,均采用卷绕工艺。”发布会现场,杨红新解释说,“进入动力电池3.0的叠时代,就是以叠片工艺为特征的新技术、新材料、新工艺、新标准大量涌现的、专门为电动汽车而生的时代。”

值得注意的是,7月10日,在“首届中国国际电动汽车安全技术创新大会”上,中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙、中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教、真锂研究创始人墨柯、长城汽车副总裁兼蜂巢集团董事长唐海锋、蜂巢能源总经理杨红新、副总经理饶忠儒等共同发布了《中国车规级动力高速叠片电池发展白皮书》。

白皮书显示,方形叠片电池与卷绕电池最大的流程差异在分切工序、模切工序和极组成型三大工序,其他工序的加工方法均相同,最大的差异在于极组成型方式的不同。

首先,卷绕工艺正负极片是连续的,叠片工艺正负极片是片状;其次,卷绕工艺在检测到极片上的mark孔时,在mark孔位置进行裁断,完成一个极组的卷绕,而叠片电芯是按照正负极片的设定数量进行叠片,数量达到设定值时完成一个电芯的叠片;最后,成型的极组在形态上存在差异,卷绕工艺的极组,在层数相同的情况下,极耳的数量比叠片电池多一倍。在品质控制方面,叠片电芯的毛刺及粉尘控制要求更高。

蜂巢能源科技有限公司副总经理饶忠儒

蜂巢能源科技有限公司副总经理饶忠儒

“卷绕速度快,工艺也比较简单,缺点是容易膨胀变形,并且从内圈到外圈,卷绕电池每个极耳所控制的极板面积不一样,所承受的电流不一致,影响散热能力。”饶忠儒在接受电池网等媒体采访时进一步解释说,“但是叠片就不会出现这样的问题,他是一片一层,每一层所承受的电流是基本一致的。”

综合而言,和传统卷绕工艺电池相比,叠片电池有多重优势:边角处空间利用率更高,能量密度可提高5%;全生命周期更低变形和膨胀,循环寿命提升10%;边缘结构更简单,结构适应性更好,电池安全性更高。

“我个人认为,叠片是一个比较好的工艺,但是叠片最大问题是效率,怎么把这个效率提高。”中国动力电池创新联盟副秘书长王子冬表示。

“蜂巢能源知道叠片电池在效率方面是掣肘,所以它说要努力改变这个情况,第四代叠片机可能会做到0.2秒/片。叠片电池原来最慢的时候大概1.8秒/片,经过五六年的发展,已经可以做到最快0.6秒/片。而当叠片效率达到0.2秒/片的时候,效率是超过卷绕的。”王子冬提醒说,“0.2秒指的是单工位,如果做成四个工位,就是0.05秒/片,所以叠片电池效率还有很大的提升空间。”

据饶忠儒介绍,目前,蜂巢能源已将高速叠片工艺应用于方形铝壳电芯,传统叠片工艺效率为单工位每片1S,蜂巢能源第一代开发的卷绕机,即将在金坛一期批量投入使用,单工位可以达到0.6秒/片,第二代已经在测试样机过程中,将在金坛二期大量使用,单工位将达0.45秒/片,第三代超高速叠片机原始时已经完成,可以达到0.25秒/片。

“叠片电池在结构上有利于瞬间大倍率放电需求,电池做得越大,叠片电池本身效率的优势越能体现。”饶忠儒表示。

而目前国内外动力电池品牌,多数由消费类电池企业转型而来,做动力电池时,设计思路容易延用消费类电芯的设计思路。随着全球汽车产业向新能源化转型趋势更加明显,动力电池产销量提升,在最新的产品技术路线规划中,这些企业开始转向车规级叠片形态的电芯产品研发生产。

据悉,除了蜂巢能源,CATL、松下、三星SDI、孚能科技、万向A123、微宏动力等锂电池行业新旧势力都有在2022年之后导入叠片工艺的计划。而蜂巢能源已于今年4月10日率先发布了首款车规级方形叠片电池,领先全球主流厂商3年进入“叠时代。”

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