蜂巢能源被視為魏建軍的二次創(chuàng)業(yè),重要性不言而喻。大眾汽車是蜂巢能源客戶之一,蜂巢能源還與寶馬和PSA進行業(yè)務(wù)洽談,已經(jīng)有電芯樣品送至PSA進行檢測。
相信很多人都記得長城汽車股份有限公司董事長魏建軍所說的一句話:“從純電動汽車的電池成本來看,補貼退坡的當(dāng)下我們很難做到彎道超車”。除此之外,結(jié)合魏建軍此前的一系列發(fā)言都能夠看出,長城汽車似乎并不太看好新能源產(chǎn)業(yè)。
如果真的這么認(rèn)為就錯了,因為從長城汽車與寶馬合資、成立自己的電驅(qū)動系統(tǒng)研發(fā)公司,以及海外收購電池原材料礦產(chǎn)公司等動作都能夠看出長城汽車集團不僅沒有“消極怠工”反而非常積極的在新能源領(lǐng)域布局。
而7月9日長城汽車旗下公司蜂巢能源的發(fā)布會,更是在現(xiàn)場發(fā)布了未來即將量產(chǎn)的無鈷電芯以及四元材料電芯,并且公布了蜂巢能源歐洲投資建廠計劃。
首先我們先了解一下蜂巢能源。他的前身是長城汽車2016年成立的一個動力電池項目部。
從2016年至今有三年多的時間。看似時間很短,實際在2012年長城汽車內(nèi)部就成立的一個動力電池項目組,開展了對電芯材料、技術(shù)以及全新生產(chǎn)工藝的研究。
2016年起開始了大量的投資,2016成為了獨立事業(yè)部,2017年啟動了全產(chǎn)業(yè)鏈的布局,入股了澳大利亞皮爾巴拉鋰礦公司,獲得了包銷全。
2018年參股廣西天元,布局動力電池正極材料的生產(chǎn),同年工廠落戶常州金壇。2019年與捷威動力成立合資項目,并在無錫建立新的一家研發(fā)中心。
新工藝告別電池“卷”時代
與傳統(tǒng)電池廠生產(chǎn)動力鋰電池的制造工藝不同,蜂巢能源主打疊片生產(chǎn)工藝。發(fā)布會現(xiàn)場,蜂巢能源總經(jīng)理楊紅新表示,“進入動力電池3.0的疊時代,就是以疊片工藝為特征的新技術(shù)、新材料、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)大量涌現(xiàn)的、專門為電動汽車而生的時代。”
疊片電池相比于傳統(tǒng)卷繞工藝電池在相同的正負極材料技術(shù)條件下,能量密度提升5%,循環(huán)壽命提升10%,成本降低15%。除此之外,疊片電池還擁有更高的電芯功率和低溫放電性能。電芯壽命、安全性和穩(wěn)定性更好。
通過上面的圖片我們可以看出傳統(tǒng)卷繞生產(chǎn)工藝的電芯初始狀態(tài)和壽命終結(jié)狀態(tài)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化,已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的錯位狀態(tài),而且由于長時間使用,卷繞的拐角處很容易出現(xiàn)斷裂,之后內(nèi)短路而引發(fā)熱失控現(xiàn)象。
而疊片工藝電芯由于物理結(jié)構(gòu)先天優(yōu)勢,其電芯初始狀態(tài)和終結(jié)狀態(tài)幾乎沒有什么變化,因此在長期使用時穩(wěn)定性更好,不會因為內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞而導(dǎo)致熱失控事件的發(fā)生。
為什么疊片生產(chǎn)工藝具有很大的優(yōu)勢很多廠商還選擇卷繞的技術(shù)方式哪?主要原因是因為疊片工藝生產(chǎn)單個電芯的時長要高于卷繞工藝。時間決定成本,在如今動力電池供應(yīng)困難的情況下,能多生產(chǎn)電芯才能能擴大利潤。
蜂巢能源也在通過不斷的技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)工藝的進步來縮短制造時間,根據(jù)介紹,目前蜂巢一期當(dāng)前水平單工位0.6sec(慢于卷繞生產(chǎn)工藝速度),二期為0.45sec,三期目標(biāo)為0.25sec,比傳統(tǒng)卷工藝制造速度更快。
基于疊片工藝 發(fā)布多場景電池
基于疊片生產(chǎn)工藝結(jié)合電動汽車不同的用途,蜂巢能源也開發(fā)了一個電池技術(shù)開發(fā)平臺,針對包括營運共享、短途代步、城際出行等不同應(yīng)用場景下的車型做了針對性的開發(fā),在現(xiàn)場也發(fā)布了基于這些場景打造的電池產(chǎn)品。
針對運營場景,蜂巢能源開發(fā)了86Ah電芯和172Ah模組,模組能量密度達210Wh/kg,可保證運營車型里程在400km以上,實現(xiàn)2C快充, 30min以內(nèi)即可充滿。電芯壽命超2300次,整車質(zhì)保達到5年50萬km的要求。
對于短途市內(nèi)代步場景,蜂巢能源選擇以軟包與方形電池共同布局,其中軟包電芯產(chǎn)線與捷威動力共同組建,打造了三元軟包56Ah電芯,電芯能量密度可達260wh/kg,同時兼顧快充性能,適配VDA標(biāo)準(zhǔn)尺寸模組;方形電芯采用VDA兩倍厚度電芯104Ah,采用622體系,循環(huán)壽命可實現(xiàn)2000次以上。
以上兩款電芯及模組主要針對市內(nèi)代步短里程A00車型,續(xù)駛里程覆蓋300-400km,有效降低整車能耗,目前主要配套歐拉R1以及即將推出的R2車型。
針對城際出行,蜂巢能源也在細分領(lǐng)域做了產(chǎn)品開發(fā)。在高端PHEV車型上,蜂巢能源采用51Ah PHEV電芯,模組電量可以將其純電續(xù)航里程從50km提升至80km。未來,該產(chǎn)品將配套長城旗下WEY P8等車型。
對于城際出行場景下的A級家用車,蜂巢能源采用了與運營版相同尺寸的92Ah NCM811三元材料體系電芯,可使主流A級車型續(xù)航達到500km,讓其更加接近燃油車的使用體驗。
在高端豪華車型上,蜂巢能源開發(fā)了正極811體系、負極硅/碳體系的電芯產(chǎn)品,單體能量密度可以達到265wh/kg,搭配柔性化大模組,可適配B級以上高端豪華性能車型,續(xù)駛里程可達到500-600km。
首發(fā)四元及無鈷材料電池
現(xiàn)有三元體系的鋰離子動力電池中,正極材料的成本占比達到30%~45%,這其中,以523體系為例,鈷在其中的占比達20%。鈷元素較為稀有,而且作為戰(zhàn)略性的資源,鈷的價格也在隨著市場需求不斷波動,直接影響到最終電芯的成本。
因此,在以高鎳體系為共識的大前提下,包括松下、LG、寧德時代等國際主流動力電池企業(yè)都在將低鈷及無鈷化電池作為新的研發(fā)方向。基于上述背景,蜂巢能源也正式發(fā)布了全球首款基于無鈷材料的電芯產(chǎn)品。
根據(jù)蜂巢能源介紹,無鈷材料電池性能可以達到NCM811同等水平,但材料成本會降低5~15%,最關(guān)鍵的是電池材料不受戰(zhàn)略資源影響。
目前,蜂巢能源已經(jīng)完成了研發(fā)攻關(guān),據(jù)悉,蜂巢能源的無鈷電芯產(chǎn)品于2018年3月正式立項。通過摻雜技術(shù)改進了無鈷材料在充放電的可逆性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,電壓平臺達3.87V,比811高出0.04V(3.83V)。
在產(chǎn)品規(guī)劃上,預(yù)計將在年底前完成材料開發(fā),在2020年3月完成材料體系的進一步優(yōu)化,4月實現(xiàn)材料中試,8月體系定型,2021年11月將實現(xiàn)無鈷電芯的SOP。
同期還發(fā)布了首款四元電池,據(jù)了解,蜂巢能源開發(fā)的四元材料,在NCM體系的基礎(chǔ)上摻雜Mx,Mx摻雜會使一次顆粒之間的邊界強度增強,因此會減少在有害的相轉(zhuǎn)變過程中微隙的形成。
使其循環(huán)性能優(yōu)于NCM811材料,同時能實現(xiàn)耐熱更好、產(chǎn)氣少、安全性更高的特點。最終呈現(xiàn)在動力電池上就是容量更高、壽命更長、安全性更好。
蜂巢能源介紹,其四元材料電芯項目也已經(jīng)于2018年9月立項,將在今年年底前完成材料開發(fā),預(yù)計將于2020年12月實現(xiàn)材料SOP,將在2022年11月實現(xiàn)基于四元材料的電芯SOP。
斥資20億歐元歐洲建廠
蜂巢能源在全球布局了七大研發(fā)中心,目前保定、韓國、上海和印度的研發(fā)中心已經(jīng)投入使用,美國、日本和無錫的研發(fā)中心處于在建。
中國工廠建設(shè)方面,在北部保定現(xiàn)已建設(shè)完成的PACK線,目前已實現(xiàn)量產(chǎn),在東部江蘇常州工廠處于在建狀態(tài),于2019年年底實現(xiàn)SOP。
蜂巢能源近日也宣布了歐洲設(shè)廠規(guī)劃,將斥資20億歐元在歐洲建設(shè)24GWH大型動力電池工廠、配套正極材料工廠和電池技術(shù)中心。新工廠配置AI智能檢測及質(zhì)量預(yù)測、分析等智能系統(tǒng)。
園區(qū)總用地400畝(27公頃),廠房采取多層結(jié)構(gòu),項目分二期實施,一期建設(shè)2020年度啟動,2022年度建成投產(chǎn)。
總結(jié):
蜂巢能源所作的事情被視為魏建軍董事長的二次創(chuàng)業(yè)項目,因此其重要程度不言而喻。
目前,從資本架構(gòu)來講,蜂巢能源已經(jīng)從長城汽車剝離出來,成為了長城汽車的兄弟公司。剝離目的是為了融入市場競爭、積極開發(fā)全球客戶,讓其不僅僅是為長城汽車服務(wù)。
在7月9日的活動現(xiàn)場,長城汽車也多次提到大眾的MEB平臺。根據(jù)透露,大眾汽車是蜂巢能源的客戶之一,此外,蜂巢能源還與寶馬和PSA進行業(yè)務(wù)洽談。在會上透露,已經(jīng)有電芯樣品送至PSA進行檢測。
我們猜測,在檢測符合標(biāo)準(zhǔn)后一定會有后續(xù)的合作進展。最后,我們期待蜂巢能源的四元電池和無鈷電池早日量產(chǎn),若能趕在競爭對手之前,那么蜂巢能源在行業(yè)中的位置也會得到提升。
圖/文:趙佳
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