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今天，電動(dòng)化作為汽車行業(yè)公認(rèn)的發(fā)展趨勢(shì)之一，正在全世界快速普及。人們對(duì)電動(dòng)汽車的性能需求幾乎已經(jīng)與燃油汽車無異，動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的心臟，也因此對(duì)電動(dòng)汽車的未來發(fā)展有著重要的影響。

近期，一家名為蜂巢能源的動(dòng)力電池企業(yè)大招頻出，不僅全球首發(fā)了四元材料電池和無鈷材料電池，還率先發(fā)布了行業(yè)首部《電動(dòng)車用高速疊片動(dòng)力電池白皮書》，引發(fā)行業(yè)極大關(guān)注和熱議。

業(yè)界皆知?jiǎng)恿﹄姵匦袠I(yè)是典型的資金密集型和技術(shù)密集型行業(yè)，從材料的研發(fā)、生產(chǎn)、測(cè)試到電芯的試制、實(shí)驗(yàn)等，涉及環(huán)節(jié)眾多且要求極高。這家成立時(shí)間并不算長的行業(yè)企業(yè)，這些條件是否真的具備？帶著好奇與疑問，筆者通過特別的方式混入蜂巢能源的某批貴賓訪客，得以近距離走進(jìn)這家公司的保定研發(fā)中心內(nèi)部進(jìn)行了實(shí)地探訪。

  因?yàn)槲覀兪琴F賓訪客，蜂巢能源安排有專門的接待人員全程介紹。從介紹中得知，保定研發(fā)中心是蜂巢能源全球七大（保定、無錫、上海、韓國、印度、美國、日本）研發(fā)中心之一，占地105.6畝，包含試制線，安全實(shí)驗(yàn)室，正極材料實(shí)驗(yàn)室，負(fù)極材料實(shí)驗(yàn)室，性能實(shí)驗(yàn)室材料，分析中心以及辦公樓等，功能設(shè)置全面。據(jù)稱已經(jīng)投入了7億多元，聽到這個(gè)數(shù)字筆者第一感覺是，這些錢都投到哪兒去了？因?yàn)檠邪l(fā)中心廠房外觀看上去并不怎么高端，內(nèi)部會(huì)給我們驚喜嗎？

 四元、無鈷材料研發(fā)  實(shí)際情況如何？

筆者最關(guān)注的是材料研發(fā)實(shí)驗(yàn)室。專業(yè)人士都知道材料性能直接決定著電池的品質(zhì)表現(xiàn)，蜂巢能源發(fā)布的四元、無鈷材料可以說是世界范圍內(nèi)的領(lǐng)先產(chǎn)品，究竟是概念炒作，還是真的在研發(fā)？材料研發(fā)實(shí)驗(yàn)室實(shí)地一看便知。

進(jìn)入這些研發(fā)重地必須更換衣服鞋帽，戴口罩過風(fēng)淋，即便是貴賓訪客，我們依然沒有獲得任何優(yōu)待。來到正極材料實(shí)驗(yàn)室，工作人員正在緊張工作。

蜂巢能源正極材料實(shí)驗(yàn)室

蜂巢能源的技術(shù)人員介紹，蜂巢能源的正極材料主要以高鎳三元，多晶和單晶進(jìn)行開發(fā)，無鈷材料以層狀Ni75、80、92為主進(jìn)行開發(fā)，和富鋰錳基三代為主進(jìn)行開發(fā)，而四元、無鈷材料電池都將于2020年年底實(shí)現(xiàn)SOP，時(shí)間相當(dāng)緊張，所以這里材料研發(fā)人員經(jīng)常要加班加點(diǎn)。 

 正極材料研發(fā)，混料

正極材料研發(fā)，扣電制作

正極材料研發(fā)，掃描電鏡觀察形貌

蜂巢能源CTO饒忠儒在其發(fā)布會(huì)期間曾表示，創(chuàng)新的電池材料體系將有效降低電池材料甚至整車的成本，同時(shí)使整個(gè)電池系統(tǒng)更加穩(wěn)定，提高電池的循環(huán)壽命及安全性。除正極材料外，蜂巢能源未來還將把產(chǎn)業(yè)延伸至正極材料的原材料，并在全球范圍內(nèi)規(guī)劃生產(chǎn)。這不僅是一項(xiàng)戰(zhàn)略性的開發(fā)，從全球范圍看也是非常具有前瞻性和領(lǐng)先性的成果。

實(shí)驗(yàn)室旁邊，是正極材料的中試線，里面大量的混料、燒結(jié)等環(huán)節(jié)的設(shè)備都是行業(yè)頂級(jí)品牌，有一些筆者此前在行業(yè)知名的頭部企業(yè)參觀時(shí)見過。

正極材料制造，大型破碎、混料等設(shè)備

兩條正極材料燒結(jié)中試線

 正極材料實(shí)驗(yàn)室另一側(cè)是電解液實(shí)驗(yàn)室，一位韓國專家正在講解實(shí)驗(yàn)結(jié)果。講解員告訴我們，這個(gè)專家?guī)缀趺刻於家獊磉@里查看工作進(jìn)度，“外籍專家要求極其嚴(yán)格，據(jù)說有的實(shí)驗(yàn)要反復(fù)做兩周，甚至更長”。

電解液實(shí)驗(yàn)室

高速疊片工藝速度有多高？

蜂巢能源對(duì)外宣稱其全系列方形電池產(chǎn)品均采用全球首創(chuàng)的“高速疊片工藝”，這個(gè)是筆者關(guān)注的另外一個(gè)問題。疊片工藝的確是有諸多優(yōu)勢(shì)，但行業(yè)當(dāng)前包括三星SDI、CATL等國內(nèi)外領(lǐng)先的電池巨頭的方形電池仍然采用卷繞生產(chǎn)工藝，因?yàn)榀B片工藝的效率問題一直未獲突破。這些電池巨頭們的高速疊片工藝導(dǎo)入計(jì)劃都要在2022年之后，蜂巢能源作為行業(yè)新兵居然解決了這個(gè)行業(yè)難題？俗話說眼見為實(shí)，筆者對(duì)其試制線上的疊片工藝環(huán)節(jié)充滿期待。

講解員介紹，蜂巢能源試制線由三大部分組成，電芯、pack和軟包，采用國內(nèi)先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，關(guān)鍵工序配以進(jìn)口設(shè)備或進(jìn)口部件，均達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

走進(jìn)電芯試制線內(nèi)部，終于親眼看到這款國內(nèi)首例45度旋轉(zhuǎn)式高速疊片設(shè)備的工作場(chǎng)景。據(jù)技術(shù)人員介紹該設(shè)備是與國內(nèi)外頂級(jí)的疊片設(shè)備供應(yīng)商聯(lián)合開發(fā)，目前疊片效率可達(dá)0.6s/pcs/單工位，相比目前國產(chǎn)動(dòng)力用疊片機(jī)行業(yè)效率普遍在1-1.2s/片/單工位，生產(chǎn)效率提升40%以上。0.45s/pcs/單工位疊片速度驗(yàn)證與樣機(jī)的開發(fā)制作也已經(jīng)完成，到2023年則可實(shí)現(xiàn)0.25s/pcs/單工位疊片設(shè)備開發(fā)，到那時(shí)候，疊片效率甚至將超過卷繞工藝效率。

多角度高速疊片工藝、高壓注液、電芯外觀檢測(cè)

蜂巢能源全球首創(chuàng)的方形電池高速疊片工藝

電芯生產(chǎn)主要有電極、裝配和化成三大工藝。電極是整個(gè)電池生產(chǎn)的核心，分為勻漿、涂布、輥壓、分切、模切五個(gè)工序。在輥壓工序現(xiàn)場(chǎng)，我們看到一臺(tái)引進(jìn)自韓國的除皺設(shè)備，工作人員介紹這是通過電磁加熱改變正極箔材的抗拉強(qiáng)度和延展性，使箔材褶皺得到有效緩解和控制，最終確保電池性能。

蜂巢能源使用的負(fù)極銅箔，是同行業(yè)內(nèi)最薄的6微米的銅箔。同時(shí)正極輥壓密度已經(jīng)高于3.6，這一標(biāo)準(zhǔn)在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

裝配工藝則是將正負(fù)極極片疊裝在一起裝入殼體，隨后進(jìn)行周邊焊接，再注射電解液，形成不帶電的電池。蜂巢能源的電芯裝配已經(jīng)全自動(dòng)化。

  全自動(dòng)化生產(chǎn)，電芯裝配后工序

化成工藝是電池經(jīng)過小電流充放電后，對(duì)電池內(nèi)部的材料成分激活并使其產(chǎn)生帶電的電池，這個(gè)環(huán)節(jié)也非常關(guān)鍵。經(jīng)過一系列工序最終完成電芯的生產(chǎn)，再通過Pack試制線中的智能IBMS、電池包起火事故預(yù)警和碰撞安全保護(hù)等安全措施，確保電池的安全品質(zhì)。

高標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)把關(guān)是否在研發(fā)環(huán)節(jié)中落實(shí)？

相比于電池的研發(fā)與制造，電池品質(zhì)的可靠性必須經(jīng)過一關(guān)又一關(guān)的性能測(cè)試，全面合格且性能穩(wěn)定才能投放市場(chǎng)。而性能實(shí)驗(yàn)室就是把控電池品質(zhì)的關(guān)鍵部門，能否將嚴(yán)苛的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)到位對(duì)電池品質(zhì)與口碑至關(guān)重要？

現(xiàn)場(chǎng)交談中，我們了解到蜂巢能源性能實(shí)驗(yàn)室按照ISO/IEC17025的標(biāo)準(zhǔn)建立并運(yùn)行，分為電池包、模組、電芯循環(huán)、電芯存儲(chǔ)和電芯電性能等5大測(cè)試區(qū)。

大規(guī)模的電芯靜置和充放電試驗(yàn)中心

大規(guī)模的電芯靜置和充放電試驗(yàn)中心

大規(guī)模的電芯靜置和充放電試驗(yàn)中心

好品質(zhì)都是經(jīng)過磨練的。陪同參觀的技術(shù)人員直言：“從建立伊始，我們實(shí)驗(yàn)室就立足于電芯設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、熱管理、BMS等多維度的測(cè)試項(xiàng)目及評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)從電芯、模組到整包的一站式全方位的檢測(cè)服務(wù)，保證產(chǎn)品的高性能和高可靠性。”

ZEISS最大尺寸工業(yè)CT機(jī)，3D檢查電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)，一臺(tái)造價(jià)近千萬，蜂巢能源為了技術(shù)研發(fā)可以說是下了血本

“這里有可使用的充放電設(shè)備2800個(gè)通道，已購待安裝4100個(gè)通道，其中60A以上測(cè)試通道約4000個(gè)通道，對(duì)于研發(fā)高能量密度、高壽命、快充等高端電芯和電池包提供了有力的支持”，蜂巢技術(shù)專家如是說。

其中，電池包充放電測(cè)試設(shè)備分別來自德國迪卡龍和奧地利AVL，模組測(cè)試設(shè)備分別來自德國迪卡龍測(cè)試設(shè)備和美國Arbin，這些國際領(lǐng)先的檢測(cè)設(shè)備可以進(jìn)行容量、功率、工況仿真、存儲(chǔ)、循環(huán)、BMS、熱管理等全方位測(cè)試，在反復(fù)驗(yàn)證中確保電池的品質(zhì)，從而為電動(dòng)汽車用戶創(chuàng)造更好的體驗(yàn)。

大規(guī)模電芯、模組和電池包溫箱在行業(yè)內(nèi)不輸于目前的巨頭企業(yè) 

以蜂巢能源51Ah電芯為例，已在長城WEY P8車型上做了冬夏標(biāo)實(shí)驗(yàn)，效果良好。目前，蜂巢能源已經(jīng)為包括WEY P8、歐拉IQ和R1在內(nèi)的車型提供了電池PACK超過5萬套，至今為止沒有發(fā)生過一起質(zhì)量事故。

沒有金剛鉆不攬瓷器活，蜂巢能源敢于創(chuàng)新能夠創(chuàng)新除了這些一流硬件，更要靠一批高端人才。據(jù)介紹，蜂巢能源目前員工1750人，而研發(fā)人員就達(dá)到了1030人，外聘/外籍專家350人；研發(fā)投入自2016年到2020年，累計(jì)將達(dá)到29.3億元，這些白花花的銀子可以堆成一座山了，這也正是蜂巢能源背靠長城這棵大樹的優(yōu)勢(shì)，一般的電池廠也只能“眼紅”了。

一圈探訪下來，筆者感覺既有意料之中的地方，也有意料之外的地方，意料之中的是蜂巢能源對(duì)外發(fā)布的創(chuàng)新產(chǎn)品、創(chuàng)新工藝開發(fā)是在實(shí)實(shí)在在地在進(jìn)行，意料之外的則是建筑外觀看上去并不出眾的保定研發(fā)中心，內(nèi)部研發(fā)條件配置竟然如此“奢侈”，從材料選擇到工藝制造，再到產(chǎn)品組裝與測(cè)試，各個(gè)環(huán)節(jié)都采用行業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備投入“一擲千金”。當(dāng)然，試制距離大規(guī)模量產(chǎn)仍然有一段路要走，但是從試制過程的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)和大手筆投入，讓我們對(duì)蜂巢能源這個(gè)行業(yè)新秀的未來有了更多期待。

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