高安全龍鱗甲電池領(lǐng)銜！蜂巢能源第三屆電池日發(fā)布四大黑科技
12月15日，蜂巢能源在常州舉辦以“乘蜂·馭未來(lái)”為主題的第三屆電池日活動(dòng)。
發(fā)布會(huì)上，蜂巢能源董事長(zhǎng)兼CEO楊紅新代表蜂巢能源發(fā)布了全新一代的高安全動(dòng)力電池系統(tǒng)化解決方案——龍鱗甲電池，應(yīng)用熱電分離、空間功能集成設(shè)計(jì)等全新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單體安全和系統(tǒng)安全的全面提升，開創(chuàng)動(dòng)力電池安全的新高度；同時(shí)還兼具長(zhǎng)續(xù)航優(yōu)勢(shì)，其磷酸鐵鋰版本可使電動(dòng)汽車的續(xù)航突破800公里，刷新了磷酸鐵鋰電池續(xù)航的新紀(jì)錄。
此外，蜂巢能源公布超高速疊片技術(shù)3.0的命名——“飛疊”，發(fā)布了高錳鐵鎳電池和納米網(wǎng)硅負(fù)極，還宣布公司在儲(chǔ)能領(lǐng)域的布局，開啟了“動(dòng)力電池+儲(chǔ)能電池”雙輪驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略。
正在沖擊科創(chuàng)板的蜂巢能源，通過(guò)第三次舉辦電池日，展示了一個(gè)新創(chuàng)企業(yè)持續(xù)以技術(shù)創(chuàng)新響應(yīng)市場(chǎng)需求的能力，既奠定了該企業(yè)持續(xù)強(qiáng)勁增長(zhǎng)的基礎(chǔ)，也展現(xiàn)了全球一流的動(dòng)力電池企業(yè)的科創(chuàng)實(shí)力。
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近一兩年，磷酸鐵鋰電池因?yàn)槌杀緝?yōu)勢(shì)，替代了三元電池，已經(jīng)成為市場(chǎng)主流。但是，磷酸鐵鋰電池也有痛點(diǎn)：一方面，盡管本征安全突出，但是成組為電池包之后，安全性問(wèn)題并沒有完全解決；另一方面能量密度不夠高，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航仍然不足。
本次蜂巢電池日的重磅發(fā)布——龍鱗甲電池，為此提供了高安全兼具高續(xù)航的解決方案。
在安全性方面，蜂巢能源從電池系統(tǒng)熱失控的本源出發(fā)，通過(guò)多項(xiàng)大膽創(chuàng)新的設(shè)計(jì)優(yōu)化電池安全性能。
首先，龍鱗甲采用創(chuàng)新的短刀電芯底出防爆閥設(shè)計(jì)。電池包系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)往往來(lái)自于單個(gè)電芯的熱失控，而常規(guī)電池包中電芯的防爆閥設(shè)計(jì)在頂部，因此防爆閥上方要留出泄壓通道，將高溫高壓的噴發(fā)物引導(dǎo)到側(cè)面或底部排出，過(guò)程中極易蔓延到相鄰電芯導(dǎo)致連鎖反應(yīng)。龍鱗甲應(yīng)用的短刀電芯防爆閥創(chuàng)新設(shè)計(jì)在底部，一旦發(fā)生某個(gè)電芯熱失控可快速實(shí)現(xiàn)定向泄壓，噴發(fā)物可按指定方向、通過(guò)很短的通道迅速排出，不蔓延至周邊電芯。
另外，原本電芯和電池包底部之間一般留有空間，以防止底部碰撞時(shí)損傷電池。底出防爆閥設(shè)計(jì)將兩部分空間合并可提升體積利用率，提升續(xù)航里程。
其次，在電池包層級(jí)，龍鱗甲采取先進(jìn)的“熱-電分離”設(shè)計(jì)。常規(guī)電芯防爆閥和極耳在同一側(cè)，熱失控泄壓區(qū)與高低壓線路處于同一區(qū)域。一旦一個(gè)電芯熱失控，噴發(fā)物極易傷及其他電芯，引發(fā)二次危害。熱電分離設(shè)計(jì)則讓熱失控泄壓區(qū)與電源傳送區(qū)各自獨(dú)立，大幅降低熱失控時(shí)內(nèi)部高壓拉弧、打火的失效概率，顯著提升安全性。
第三，龍鱗甲采用雙面冷卻設(shè)計(jì)，讓電芯大面積和冷卻板接觸，讓冷卻板迅速帶走電芯的熱量，換熱能力較一般水平提升70%。既可提升非充電場(chǎng)景下電池包的安全，也可顯著提升電動(dòng)車快充場(chǎng)景的安全性。
此外，在電池包結(jié)構(gòu)層級(jí)，蜂巢能源還采用了高強(qiáng)鋼+彈性支架的設(shè)計(jì)，為熱失控建立安全穩(wěn)定的泄壓通道，提供有力的承載和防護(hù)緩沖，避免碰撞帶來(lái)的電池包故障。
總體而言，龍鱗甲電池做到了單電芯失控不擴(kuò)散至相鄰電芯，整包不起火，遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)要求的5分鐘不起火。實(shí)現(xiàn)了從單體安全到系統(tǒng)安全的全面提升，為新能源汽車的電池系統(tǒng)安全提供了更優(yōu)的高安全解決方案。
在電池安全方面，蜂巢能源一直在努力，此前也已經(jīng)做出了諸多創(chuàng)舉：通過(guò)超高速疊片工藝技術(shù)提升電池單體的良品率；通過(guò)短刀電芯加強(qiáng)電芯級(jí)安全；還通過(guò)蜂云平臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)控來(lái)做故障預(yù)警等等。蜂巢能源提出新一代的龍鱗甲電池方案，表明了蜂巢能源不滿足于現(xiàn)有成績(jī)，持續(xù)以技術(shù)創(chuàng)新提升安全的理念。
此次蜂巢能源將新一代方案取名“龍鱗甲電池”，一方面取其堅(jiān)固無(wú)比之意，另一方面也是集大成之意?！褒堶[甲”是傳說(shuō)中龍族收集了每一條龍身上最硬的一片龍鱗，集合打造的無(wú)堅(jiān)不摧的鱗甲。在龍鱗甲電池方案中，能看到短刀電池、超高速疊片工藝技術(shù)等蜂巢能源自成立以來(lái)就堅(jiān)持推進(jìn)的自主研發(fā)成果的集合。
實(shí)現(xiàn)高安全的同時(shí)，續(xù)航表現(xiàn)也得到明顯提升。在能量密度方面，蜂巢能源遵循從材料、電芯到電池結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性思維，通過(guò)優(yōu)化電芯和系統(tǒng)兩大技術(shù)，電芯層面采用了更高能量密度磷酸鐵鋰電芯；系統(tǒng)層面，則是通過(guò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件功能集成、空間功能集成設(shè)計(jì)。通過(guò)技術(shù)優(yōu)化，采用磷酸鐵鋰電芯的龍鱗甲電池系統(tǒng)體積成組效率大幅提升至76%，續(xù)航超過(guò)800公里，采用高錳鐵鎳電芯超過(guò)900公里，采用三元電芯則超過(guò)1000公里，可幫助整車企業(yè)在有限的空間內(nèi)，進(jìn)一步拓展續(xù)駛里程的上限。
在高安全和長(zhǎng)續(xù)航之外，龍鱗甲電池還有多重優(yōu)勢(shì)性能。
該系統(tǒng)的快充性能突出，匹配三元電池時(shí)支持4C快充。
電池包要做到快速充電，難點(diǎn)在于如何管理快充時(shí)導(dǎo)致的電池溫升。如果溫升過(guò)高，超過(guò)安全閾值，就會(huì)導(dǎo)致熱失控。此前大量電動(dòng)汽車在快充時(shí)起火，就是熱管理能力不足。
成本優(yōu)勢(shì)也明顯，龍鱗甲電池減少了20%的結(jié)構(gòu)件，為電池包減重10-20公斤。這些結(jié)構(gòu)件的減少和減重，既能直接降低物料成本，又能提升生產(chǎn)效率，還能提升整車?yán)m(xù)航里程。
這一系統(tǒng)也可擴(kuò)展CTC（電芯直接成組到車身）。傳統(tǒng)電池包和CTC的主要區(qū)別在于，傳統(tǒng)電池包自有一套結(jié)構(gòu)件，比如上蓋，和車身的地板同時(shí)存在，功能類似。而CTC的電池包，將其一部分結(jié)構(gòu)件和車身共用，減少了材料和重量。
龍鱗甲電池的系統(tǒng)上蓋、水冷板，可以和車身乘員艙地板融合，合三為一。這一舉措將顯著提升電動(dòng)汽車的集成效率，降低成本，提升裝配效率。龍鱗甲電池的這一特點(diǎn)，直追特斯拉的4680+CTC技術(shù)，有異曲同工之處。
龍鱗甲電池還具有極強(qiáng)的兼容性，可兼容各種化學(xué)體系，可搭載在A00-C級(jí)系列車型。極致的兼容性為整車企業(yè)縮短了新車型的研發(fā)周期；電池包的通用性也為整車企業(yè)而進(jìn)一步降低了采購(gòu)成本。
在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，楊紅新表示，龍鱗甲電池即日起接受全球預(yù)定。
他還透露，龍鱗甲電池將陸續(xù)搭載到 2023 年量產(chǎn)車型，包括2023 年 10 月份量產(chǎn)的一款SUV和2023 年 10 月量產(chǎn)的一款轎跑。
電池日上，蜂巢能源還發(fā)布了多項(xiàng)重磅技術(shù)突破和企業(yè)動(dòng)態(tài)。
蜂巢能源一開始就主打的疊片工藝技術(shù)繼續(xù)進(jìn)化，至今發(fā)展到超高速疊片技術(shù)3.0。蜂巢能源將其稱為“飛疊”技術(shù)。
蜂巢能源第一代疊片技術(shù)的效率是0.6秒/片，第二代0.45/片。而第三代“飛疊”技術(shù)效率已經(jīng)在努力趕超卷繞工藝，達(dá)到0.125秒/片的效率。
相較于蜂巢能源上一代疊片機(jī)，第三代“飛疊”技術(shù)的疊片機(jī)占地面積減少達(dá) 45%，效率提升 200%以上。第三代“飛疊”技術(shù)還集成了極片放卷、裁切、熱壓功能、疊片 CCD 在線監(jiān)測(cè)、HI-POT在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)單片不良全檢。在一致性方面，采用創(chuàng)新壓刀結(jié)構(gòu)，疊片對(duì)齊精度提升。
產(chǎn)品方面，蜂巢能源還發(fā)布了高錳鐵鎳和納米網(wǎng)硅負(fù)極相關(guān)技術(shù)。
高錳鐵鎳電池，是蜂巢能源針對(duì)磷酸鐵鋰電池能量密度存在天花板而提出的新產(chǎn)品方案。由于不含鈷，高錳鐵鎳電池成本可控；同時(shí)其能量密度又比磷酸鐵鋰更高。與磷酸鐵鋰電池包相比，蜂巢能源的高錳鐵鎳電池包續(xù)航能夠提升100公里，低溫性能提升2倍；與同體積密度的三元電池包相比，整包成本要降低9.5%。蜂巢能源預(yù)計(jì)高錳鐵鎳電池包重量能量密度為 220WH/kg，體積能量密度為 503 Wh/L，量產(chǎn)時(shí)間預(yù)計(jì)2024 年。
納米網(wǎng)硅負(fù)極，是蜂巢能源為高能量密度電池提出的負(fù)極技術(shù)方案。蜂巢能源為此自主開發(fā)了筑網(wǎng)束硅技術(shù)、硅碳融合技術(shù)、雙層包覆技術(shù)，循環(huán)壽命較進(jìn)口同類產(chǎn)品提升10%。這一負(fù)極材料的特點(diǎn)是，高容量、高首效、低膨脹、低產(chǎn)氣、長(zhǎng)壽命，支持4C 快充。蜂巢能源預(yù)計(jì)，納米網(wǎng)硅負(fù)極搭配高鎳正極，將率先在大圓柱電芯上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)能量密度≥300Wh/kg。2025年，蜂巢能源搭配納米網(wǎng)硅負(fù)極的高能量密度電芯產(chǎn)能將達(dá)到 5GWh。
蜂巢能源還首次在品牌發(fā)布會(huì)上官宣了儲(chǔ)能業(yè)務(wù)規(guī)劃，并將已經(jīng)初步成型的生態(tài)鏈命名為蜂窩生態(tài)。
蜂巢能源第三屆電池日，如以往兩屆，都是不斷輸出硬核科技成果。這一系列的成果，源自于蜂巢能源對(duì)科技創(chuàng)新的重視，依賴于持續(xù)不斷的高研發(fā)投入。蜂巢能源申請(qǐng)科創(chuàng)板IPO的招股書顯示，2019年-2021年蜂巢能源研發(fā)費(fèi)用占營(yíng)業(yè)收入比例為20.71%，累計(jì)研發(fā)投入金額近15億元，遠(yuǎn)超科創(chuàng)屬性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)近三年研發(fā)投入累計(jì)金額及占營(yíng)收比例的要求?？苿?chuàng)型企業(yè)實(shí)至名歸。
蜂巢能源自成立以來(lái)，推出了一系列創(chuàng)新IP：“疊片電池”“無(wú)鈷電池”“短刀電池”“蜂云平臺(tái)”“車規(guī)級(jí)工廠”……打造了動(dòng)力電池創(chuàng)新引領(lǐng)者的形象。這源于蜂巢能源對(duì)未來(lái)電池行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局的判斷。
楊紅新在電池日上表示，十年前，電池企業(yè)靠產(chǎn)品技術(shù)取勝；五年前，靠差異化定位取勝；但進(jìn)入TWh時(shí)代，靠技術(shù)+制造取勝。蜂巢能源當(dāng)前在科技創(chuàng)新、智能制造領(lǐng)域的充分投入，為的是在長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)中，保持優(yōu)勢(shì)。
“市場(chǎng)在變化，用戶需求在升級(jí)，唯有持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，才能行穩(wěn)致遠(yuǎn)。”楊紅新說(shuō)。
