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动力电池发展迎来叠片工艺,蜂巢能源强在哪?

2019-07-17 浏览次数:1,696 次 盖世汽车

毫无疑问,新能源汽车是现在最炙手可热的汽车种类也是这个世界上现在最充满不定因素的汽车种类。

据不完全统计,2019年4月以来,已经发生至少6起新能源汽车着火事件,虽然起火原因各不相同,有的正在充电,有的正在维修,有的处于静置状态下发生自燃……接二连三的事故,甚至一度导致小区地下停车库不准电动车进入。这既引发了人们对电动汽车安全性的担忧,也对行业发展造成了不良影响。

我国动力锂电池的发展,起步于21世纪。2008年北京奥运会的50辆锂离子电池大巴,开锂离子电池产业化的先河。时至今日,中国新能源汽车市场年销量突破百万辆,每月仍保持同比两位数的增量,2018年动力电池企业装机量达57.35GWh,同比增长57%。

经过十多年的快速发展,目前动力锂电池走到了十字路口。一方面,电池行业也出现了“寡头效应”,今年上半年排名前十的动力电池装机量达到了26.06GWh,占市场总额的86.83%,其中头部两家企业装机量占到了市场的66.86%,新能源汽车对动力锂电池的需求相当巨大。

另一方面,动力锂电池面临着补贴退坡、“白名单”取消、安全事故频发等一系列挑战,动力电池产业链急需形成更加紧密的合作。

一、全球首部《电动车用高速叠片动力电池白皮书》发布

7月10日,主题为“突破•变革 电动汽车发展安全之道”的“首届中国国际电动汽车安全技术创新大会”在河北保定召开。

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》。

这是全球首部叠片电池应用白皮书,全面梳理了动力电池的发展历程和技术特征,为车规级动力电池指明了未来发展的安全之道,有助于推动新一轮动力电池工艺技术革新。

二、叠片工艺白皮书都讲了些什么?

白皮书一共分了锂离子电池生产制造工艺发展现状及趋势、不同生产制造工艺的锂离子电池差别及优劣势比较、锂离子电池各种生产工艺及设备的标准化、蜂巢能源叠片工艺技术路线介绍共四个部分,其中蜂巢能源叠片工艺为全书重点,占比超过40%。

该白皮书全面梳理了全球锂电池的生产工艺发展现状,从锂离子电池生产设备发展、卷绕与叠片的工艺差异及品质控制、叠时代工艺及设备的发展路径、叠时代电池的性能优势及安全性提升等几个部分介绍了高速叠片工艺的最新进展和未来趋势。

在当前的产业背景下,这部白皮书的发布,一方面通过纵向回顾锂电池技术的演进,向行业指明叠时代是动力电池工艺革新的必由之路;另一方面,通过横向对比叠片工艺和卷绕工艺的差异,提出了车规级电池需要满足的安全、续航、寿命、尺寸、容量、价格等条件,从而为电池产业链上的各方制造工艺创新提供了明确的标准指导。

三、叠片工艺为什么成为时代的新宠?

目前市场上的动力电池均是采用卷绕工艺制成,随着技术的发展和市场的需求,卷绕工艺电池在很多方面已经不能达到需要的要求,因此叠片工艺成为动力电池下个时代的共同选择。

叠片工艺电池在其他所有体系都不变的情况下,仅仅叠片这一项工艺改变就会带来五大优势,包括更符合纯电动化里航对大模组、大电池的需求,更符合车辆对电池超长使用寿命的需求,更符合移动交通工具对轻量化、长续航追求,更符合车辆对电池瞬间大功率输出的需求,更符合车辆对长期安全性和稳定性的需求。

安全、续航、尺寸、寿命、轻量化多方面全面优于卷绕工艺电池,因此目前叠片电池已应用到了单极组设计的软包动力电池企业,包括LG,SK,AESC,孚能科技,捷威动力等,之后包括松下、三星SDI、CATL等行业头部企业都有在2022年后导入叠片工艺的计划。

四、为何蜂巢能源叠片工艺技术如此受关注?

都可以看到,叠片工艺动、力电池个哪哪都好,但是由于叠片电池的工艺设备技术的瓶颈难以突破,造成叠片电池比卷绕电池生产效率低,工艺复杂度高、品质控制难度大、设备占地面积大、投资高等劣势明显,所以量产非常难。

国产动力用叠片机行业效率普遍在单工位1-1.2/片,单工位效率低。蜂巢能源科技有限公司依靠车企背景,2016年开始研发叠片铝壳动力锂离子电池,聘请了国内外资深叠片设备与工艺专家,迅速实现了高速叠片工艺电池量产。

目前,蜂巢能源已完成行业首例45度旋转式高速叠片的开发与导入,叠片效率可达0.6s/pcs/单工位,叠片效率超出行业传统叠片设备单工位效率的40%,辅助时间从原来的10秒缩短到7.5秒,到2020年可实现4GWh量产产能。截至现在,已完成0.45s/pcs/单工位叠片速度验证与样机的开发制作, 2023年预计可实现0.25s/pcs/单工位叠片设备开发。

五、蜂巢能源什么时候开始量产叠片工艺电池?

蜂巢能源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。

在产能规划上,蜂巢能源位于常州金坛的项目一期规划产能4GWh,预计2019年10月份量产,二期项目规划8GWh,同时还和捷威动力合资在盐城规划建设3GWh的软包电池项目。根据规划,到2022年,蜂巢能源将登录科创板,全球工厂建设到2025年投入大于260亿元,2025年国内规划产能达到76GWh,在全球达到100GWh。

全球首部《电动车用高速叠片动力电池白皮书》正式发布,这也相当于是定义了动力锂电池下一个阶段的技术发展。从叠片工艺电池具体优势来看,几乎是完全优于卷绕电池,而目前工艺量产速度也逐渐被击破,以蜂巢能源为代表的企业必将用高速叠片工艺掀起动力电池的“工业革命”。

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