钜大LARGE | 点击量：1292次 | 2019年07月13日
锂电池如何平衡安全与成本问题？
2019年以来，多次出现的电动车自燃现象让动力电池安全问题再次推上了风口浪尖，安全与成本之间究竟该如何平衡？蜂巢能源给出的解决方案是——“死磕”叠片工艺。
7月9日下午，保定，蜂巢能源举办了一场品牌战略规划与产品发布会。该公司自称“‘叠时代’的开创者”，并发布了包括无钴材料锂电池和NCMA四元材料电池在内的“叠时代”系列产品。这是全球首次有企业发布相关产品。
“新能源汽车就是巨大的能量储能装置，”蜂巢能源总经理杨红新在活动现场表示，“在以电为核心的能源生态中，电池已成为其中的重要一环。”而蜂巢能源在动力电池领域将宝压在了“叠时代”上。
根据蜂巢能源的解释，“叠时代”就是指以叠片工艺为特征的新工艺、新标准、新材料、新技术大量涌现的、专门为电动汽车而生的时代。当然，这一时代暂时还未到来。
蜂巢能源的前身是2016年成立的长城汽车动力电池事业部，目前已经从长城汽车的体系中完全剥离。虽然长城汽车仍是蜂巢能源当下的唯一客户，但该公司已经与多家外部车企开始探讨合作的可能性，包括海外车企。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
这次发布会是蜂巢能源首次举办大规模的媒体活动，它试图展现对未来的思考和规划。然而，本次发布会所发布的四元及无钴材料电池新品距离量产都还有较长时间，搭载上车更是至少也需要四至五年时间。
高速叠片工艺是未来？
在蜂巢能源看来，以高速叠片工艺为核心，创造性地推出方形铝壳叠片电池，能够在部分程度上解决目前面临的起火、续航焦虑、电池衰减、充电时间过长等现实问题。
高速叠片工艺及蜂巢能源所谓的“新工艺”。在蜂巢能源看来，随着市场需求的发展电芯宽度将不得不增加。在此趋势之下，当下主流的卷绕工艺电芯已不能满足车规级动力电芯的形态要求。与此同时，由于叠片电芯尺寸灵活，不受卷绕卷针结构的限制，极片的界面平整度高，松下、三星SDI、CATL等动力电池业头部企业也有导入叠片工艺的计划。
目前，蜂巢能源已完成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。同时，该公司已完成0.45s/pcs/单工位叠片速度验证与样机的开发制作。据其预计，2023年可实现0.25s/pcs/单工位叠片设备开发，届时可在生产效率方面超越卷绕工艺。
当然，要达成可商业化的“新工艺”，强大的生产能力必不可少。在此次发布会上，蜂巢能源宣布了欧洲设厂规划，将斥资20亿欧元在欧洲建设24GWH大型动力电池工厂、配套正极材料工厂和电池技术中心。
蜂巢能源欧洲电池工厂的电池制作就将采用高速叠片工艺，具备快速换型的能力。同时，该公司还计划为新工厂配置AI智能检测及质量预测、分析等智能系统。园区总用地400亩，项目分二期实施，一期建设2020年度启动，2022年度建成投产。
同样的“智能化工厂”在江苏常州还有一座，该工厂占地800亩，投资100亿元，规划总产能为20GWH。目前，该工厂正在建设之中。根据蜂巢能源的规划，该公司计划至2025年在华简称76GWH总产能的动力电池工厂，累计投资260亿元。
四元与无钴材料电池明年见
现有三元体系的锂离子电池中，正极材料的成本占比达到30%~45%，这其中，以523体系为例，钴在其中的占比达20%，作为战略性的资源，钴的价格波动将会直接影响到最终电芯的成本。因此，松下、LG、宁德时代等国际主流动力电池企业都在将低钴及无钴化电池作为研发方向。
在本次发布会上，蜂巢能源正式发布了一款基于无钴材料的电芯产品。据该公司介绍，无钴材料电池性能可以达到NCM811同等水平，但成本会降低5~15%，相应带来的电芯BOM成本可以降低约5%。
蜂巢能源预计，无钴电池将在年底前完成材料开发，在2020年3月完成材料体系的进一步优化，当年8月实现体系定型，并于2021年11月将实现无钴电芯的SOP。
同样在本次发布会迎来全球首发的还有蜂巢能源开发的四元材料的动力电池电芯。该公司的四元材料电池是在NCM体系的基础上掺杂Mx。这将使一次颗粒之间的边界强度增强，减少在有害的相转变过程中微隙的形成。据其介绍，相较于NCM811材料，该四元材料动力电池的容量更高、寿命更长、安全性更好。
该四元材料电芯预计将于2020年12月实现材料SOP，并在2022年11月实现基于四元材料的电芯SOP。
由于上述两大全球首发产品距离SOP还有很长一段时间，所以真正的“叠时代”还需要我们再等上一段时间。
目前，蜂巢能源能够量产的最先进动力电池产品仍是NCM811三元材料锂电池，而四五年后的市场仍难预料。这意味着，或许在相当长一段时间里，该公司仍需要在市场上面临非常激烈的厮杀。
