由蜂巢无钴电池量产装车 看全球动力电池演化逻辑

2021-09-01 14:11  来源:企业投稿  浏览:  

基于电化学材料的基础创新和产业化突破,正在让中国企业占领全球动力电池技术“新高地”。

8月29日,第二十四届成都国际汽车展览会在中国西部国际博览城开幕,蜂巢能源是唯一一家参展的电池企业,在车展现场,搭载蜂巢能源无钴电池的首款车型欧拉樱桃猫也公开亮相。

作为长城欧拉品牌旗下首款纯电SUV,樱桃猫车型最受关注的一大亮点,是其首次搭载了蜂巢能源的无钴电池包系统,总电量82.5kWh,系统能源密度达170Wh/kg,支持工况续航里程超600公里。

相比同级别的高镍三元电池,蜂巢无钴电芯成本更低,循环寿命可达3000次以上,能轻松通过150摄氏度的热箱测试和140%SOC的过充测试,并拥有多项国际标准认证。

欧拉樱桃猫车型的公开亮相意味着蜂巢能源的无钴电池已经走向规模化量产装车,表明蜂巢能源已经先于特斯拉、松下、LG化学等国际企业,成为全球第一家真正实现无钴电池产业化的电池企业。

以配套樱桃猫为起始,蜂巢能源的无钴电池装车开始提速,目前,已经获得国内多个车企客户定点,同时国际一线车企的推进也在同步进行。

无钴电池的产品规划上,蜂巢能源推出H平台和E平台共4款产品,可以覆盖从A00到B+级的所有车型上,支持续航可满足从400+到800+公里。

H平台涵盖115Ah和155Ah两个规格,采用单晶4.3V正极,单体能量密度达240Wh/kg,成本较811低10%,安全性能较811提升,目前115Ah产品已经量产装车。H平台基础上,蜂巢还规划有H Plus产品,规格为157Ah,采用单晶4.35V正极,单体能量密度达250Wh/kg,成本较811低15%,提升快充倍率至1.6C,预计将在2023实现SOP。

E平台产品规格为115 Ah,采用低镍无钴正极材料,成本和安全性都与LFP接近,而其能量密度220Wh/kg则比LFP更具优势,将于2023实现SOP。

产能规划上,无钴电池将首先在马鞍山基地量产,未来总产能规划将超过10GWh。

为什么是蜂巢能源?

无钴电池作为全球动力电池技术演化的重要方向,也是现阶段主流车企和头部电池企业的发力重点,而从0到1的产业化突破,率先却被一家中国初创电池企业来完成,这背后的原因值得行业探究。

业内观察认为,蜂巢能源率先实现无钴电池量产,与其背后的战略定位和企业基因密不可分。

脱胎于车企的蜂巢能源,在2018年成立起,就明确将无钴电池作为其核心产品战略,目的在于解决车企动力电池成本、安全、续航等现实痛点。

做出这种选择背后的逻辑在于,从内部来看,蜂巢作为新势力企业,没有受到固有传统的束缚而盲从,这意味着其在产品、制造、工艺等环节的创新不存在太大的业务包袱和内部阻力,同时,车企的基因背景让其可以充分从客户需求出发来做产品战略。

从外部市场竞争来看,对于后入局者而言,如果沿用原有材料体系电池,去靠规模效应参与市场正面竞争,显然并不现实,只有通过产品和技术差异化创新,才可能与头部企业进行错位竞争。

基于上述考量,蜂巢能源选择无钴电池作为其市场突破口,并集中火力对于无钴电池的基础材料、电芯工艺、装备制造、结构设计等各方面进行系统性创新,历时数年,累计投入超过5亿元研发经费,1200余名研发人员,120名材料、电芯专家,终于攻克了行业难题,全面掌握了无钴核心科技。以此快速在行业中建立自己的差异化竞争优势。

从最为基础的材料环节出发,蜂巢能源通过阳离子掺杂技术、单晶技术和纳米网络化包覆,显著改善无钴层状材料的镍锂离子混排问题以及循环寿命的问题,使无钴材料跨过关键障碍,走向规模化应用的阶段。

基于此,其开始探索无钴材料的生产,总投资16.3亿元建立了年产量20000吨的无钴电池材料工厂,2021年4月,蜂巢能源常州工厂无钴正极材料量产下线。

在电芯工艺环节,蜂巢能源的无钴电池从一开始就选择了方形叠片工艺,考虑到在车规级动力电池对于标准化、大容量和大尺寸的需求趋势,方形叠片工艺具备内阻低、能量密度高、高倍率放电容量较高、不容易变形等综合优势。

而为了提升叠片工艺的效率,蜂巢能源与国内外设备企业共同开发了效率更高的叠片设备,其3.0叠片技术能够将速度提升至0.125秒/片,与卷绕生产工艺速度相当。

在电池产品规格选型上,蜂巢也进行了差异化的设计和创新,其电芯涵盖了基于590模组的电芯设计和基于矩阵式PACK设计的L3薄片长电芯,满足不同车企的差异化需求。

在产品验证上,无钴电池包从2020年开始搭载欧拉样车路测,通过涉水实验、强化路试、整车充放电性能、急加速、减速电池性能、全车电池包绝缘检查等多项整车性能测试,累积测试里程80万公里,测试数据表现优异。

也正是从一开始就规划的全链条的颠覆式创新和研发投入,得以让蜂巢能源的无钴电池率先在行业内实现从0到1的产业化落地。

与此同时,与无钴电池量产同步的,还有蜂巢能源在产能部署、客户拓展、融资进程等各个方面展现出“蜂巢速度”,这使得其已经在国内站稳TOP10阵营,并开始大踏步向国际一线梯队挺进。

无钴电池量产看全球动力电池演化

以蜂巢能源的无钴电池作为观察产业发展的窗口,结合现阶段全球车企和电池企业的最新动向,不难得出这样的判断:

一是TWh时代,摆脱核心资源短缺局面正在变的更加紧迫,也成为全球电池企业的布局方向。

动力电池迈入新的产业周期,进入TWh时代迈进,大规模的产能释放,核心资源供给紧缺的局面正在变的越来越紧迫,尤其是钴资源的紧张,无论是蜂巢能源布局的无钴电池,还是宁德时代推出的钠离子电池,目的都是为了摆脱核心资源的供给短缺。

全球钴资源储量目前仅为710万吨,而中国钴储量约为8万吨,仅占全球储量的1%左右。全球电动化的大潮下,钴资源的稀缺将严重威胁电动汽车的供应链安全。

蜂巢能源无钴电池的量产,将帮助全球动力电池行业,尤其是中国动力电池行业,摆脱对钴资源的长期依赖,避免其掣肘新能源汽车规模化发展,同时,通过去钴,还将助力动力电池大幅降本。

可预见的是,在蜂巢能源的无钴电池量产之后,还将有更多的企业加入无钴电池阵营,未来几年,无钴电池的全球装机量将有望明显提升。

二是蜂巢能源无钴电池量产,标志着全球动力电池技术演化正在告别“日-韩-中”的转移路径,中国正在成为全球电池创新的“新高地”。

长期以来,电池材料的基础创新和核心专利掌握在日韩和欧美国家,中国锂电产业尽管在规模体量上领跑全球,但在基础材料创新上一直“步人后尘”。

而过去两年,LFP电池、CTP电池等这些在中国市场得到验证的技术已经成为国际车企的选择,并正在更大范围的向全球市场渗透。

蜂巢能源的无钴电池实现全球率先量产,早于特斯拉、松下、LG等全球企业。蜂巢能源也以基础原创性创新,其无钴电池获得了69项中国专利、46项国际专利,使得中国锂电企业在材料基础研发方面取得的创新突破。

未来几年,依托头部企业的创新与突破,中国将在电池底层专利具备与国际对手正面交锋的实力和底气。

业内分析认为,在新一轮产业周期中,以宁德时代、蜂巢能源等为代表的中国队,正在成为全球电池技术创新的最大阵地,这既体现在基础材料的研发与创新上,也体现在产业化过程中的工艺、制造等的迭代与提升上。

而这种创新,将进一步反哺全球,为全球交通电动化和能源体系变革提供技术赋能。

三是创新的电池技术产品正在成为电动汽车品牌号召力和影响力的重要支撑点,能否在电池技术领域持续创新,将成为车企和C端用户关注的核心点,也成为车企选择电池供应商的重要标准。

自2020年以来,无论是比亚迪的刀片电池、广汽新能源的弹匣电池、东风岚图的“三无电池”,还是特斯拉的4680电池、大众的unified Cell、通用汽车的Ultium电池等,都不仅是将动力电池作为电动化的核心零部件,而且将其作为面向C端市场打造品牌影响力和产品竞争力的重要“卖点”。

而欧拉樱桃猫选择蜂巢能源的无钴电池,同样将其作为产品吸引力的一部分来考量。

业内分析认为,和燃油车时代的发动机一样,动力电池的性能对于电动汽车起到至关重要的作用,也成为消费者在选择购买时的关键衡量标准。对于动力电池企业而言,是否具备差异化的电池性能、影响用户心智的品牌影响力,将会成为车企做供应商选择的重要参照。

从这个意义上讲,动力电池企业的创新力展示与品牌影响力打造,将会在接下来的市场竞争中,变得越来越关键。

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