据乘联会数据统计,5月份我国新能源汽车市场渗透率高达47%,逼近50%大关,燃油车的市场地位开始动摇。随着新能源汽车渗透率进一步提升,“高能+快充”正在成为电动车主的核心诉求,谁能率先实现产品量产装车,也正成为电池企业在技术研发、制造能力等维度实力较量的直接体现。

日前,蜂巢能源CEO杨红新第一视角介绍了蜂巢能源第二代短刀电池产线,为大家揭秘飞叠+第二代短刀电池背后的制造和技术实力。此前,杨红新在社交媒体透露,蜂巢能源第二代短刀电芯依托“飞叠+快充”黄金组合,采用自主研发的第三代磷酸铁锂正极材料,能量密度达到188Wh/Kg,且兼顾2.2C快充性能,峰值可以做到3C以上,使充电时间缩短到15分钟,实现了“高能量密度+快充”的完美组合。

据了解,蜂巢能源第二代短刀铁锂电芯已正式量产并大批量交付给客户,具备更长的续航里程、更好的快充性能、更低的成本,给消费者带来更好的使用体验。

在业内率先量产交付188Wh/kg磷酸铁锂高能量密度电芯,且兼具2.2-3C快充性能,可以看出,蜂巢能源已率先开启“高能+快充”市场卡位战。

为什么飞叠更适合短刀电芯

随着短刀+叠片技术路线得到行业内的认可,中创新航、国轩高科、吉利、广汽等均开始布局短刀+叠片产线。作为叠片技术引领者,蜂巢能源经过2年深耕,历史性的推出了叠片3.0—飞叠,解决了长期以来叠片效率低、良率低的难题。作为短刀电芯的最佳搭档,杨红新认为飞叠主要在以下几点占据优势:

1、短刀快充电芯需要使用薄电极技术,相同电芯尺寸下,采用薄电极需要叠片层数更多,如果采用传统的叠片技术生产效率较低,飞叠工艺显著提升了叠片效率,更适合薄电极快充设计;

2、内阻是实现快充的重要因素,内阻越低,快充性能越好。飞叠技术采用多极耳并联结构,相比卷绕电芯内阻降低7%,同工况下快充温升下降2-3℃,有效提升了快充性能;

3、飞叠工艺极片更平整,相比卷绕两侧受力及散热一致性更好,有利于电芯能量密度、循环寿命及快充能力提升;

4、飞叠工艺特有的隔膜封边技术可增加2%电解液储液空间,快充电芯电解液消耗快,增加储液空间有助于快充电芯实现长循环寿命。

材料创新引领磷酸铁锂能量新高度

磷酸铁锂以其经济性、安全性已经成为市场的主流产品。数据显示,今年1-4月,我国动力电池累计装车量120.6GWh。其中磷酸铁锂电池累计装车量79.8GWh,占总装车量66.1%。但值得注意的是,磷酸铁锂相较于三元电池,能量密度一直是软肋,目前市场主流磷酸铁锂电池能量密度在140Wh/kg-160Wh/kg。

基于材料和叠片工艺创新,蜂巢能源第一代磷酸铁锂短刀电芯能量密度就达到175Wh/kg,公司近期量产交付的第二代短刀铁锂电芯,能量密度较第一代提升10%,达到188Wh/kg,处于行业第一梯队。

提升电池性能,材料层面的创新是基石,更是关键。据介绍,蜂巢能源第二代短刀电芯在正极、负极、电解液、隔膜等材料层面均实现了迭代创新,实现了超高能量和快充的完美结合。

工艺制造创锻造短刀电池极致良率

飞叠+快充的短刀黄金组合,背后是蜂巢能源工艺、设备领域的创新支持。

据杨红新介绍,当前蜂巢能源第二代短刀电池主要在蜂巢能源江西上饶基地第三代电芯产线生产,该产线集聚了蜂巢能源在工艺优化创新、设备开发、智能化集成等多个领域的创新成果。

在涂布设备应用上,蜂巢能源第二代短刀电池正极涂幅宽度达到1120mm,是目前全球单体宽幅涂布宽幅最宽的电极之一,代表着行业最领先水平。

极卷运输过程采用AGV自动上下料,效率更高,减少人员与极卷接触,减少人工运输可能出现的异物以及磕碰导致品质受损,保证极卷高品质传送至每个环节。

在叠片环节,蜂巢能源应用了自主研发的行业最高效率叠片工艺和设备。以生产第二代短刀电池的上饶基地为例,该工厂应用了20台自主研发的第三代飞叠设备,对应4条电芯产线,相较于第二代的叠片工艺,设备使用量减少约50%,效率大幅提升。同时,在飞叠热复合环节,从上卷到飞切,全部过程已经实现连续自动化。

同时,蜂巢能源第三代飞叠技术,集成了CCD在线检测,每台飞叠设备有65台CCD相机,可实现100%检测极片尺寸不良情况,实现每一片全检,良率达到了99.9%。

在飞叠最关键的叠片工位,蜂巢能源先进产线可通过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。值得一提的是,在生产过程中,极组全部实现在线做短路测试,如果有短路不良可直接剔除。此外,在每一个极组上都有一个二维码,可做到100%逆向追溯。

高集成设计,前瞻布局CTB、CTC等整车一体化技术

为提升整车性能、降低成本,电池车身一体化逐渐成为电池和整车开发的技术趋势。

为适应下一代汽车集成设计理念,蜂巢能源在第二代短刀电池产品开发上,已经开始融入CTB设计。该设计路线技术目前在国内处于领先水平,可以实现整车少件化,从整车层面减少零部件数量、降低成本,提高整车集成度。

技术创新带来装机量持续上升

据权威机构统计,1-4月蜂巢能源装机量位列全国第六,其中三元、PHEV电池装机量位列全国第三。出口方面蜂巢能源势头更为强劲,据杨红新微博内容显示,1-5月蜂巢能源海外累计出货37457台车用电池包,占全部出货量的25%。随着快充短刀电芯的大批量量产,结合市场对于高品质快充电芯大规模需求,蜂巢能源装机量将迎来进一步上升。