蜂巢能源称龙鳞甲电池已完成 B 样验证,该电池有哪些技术亮点?
动力+储能,蜂巢能源双轮驱动战略加速
5月16-18日,蜂巢能源携龙鳞甲电池、短刀电芯等动力电池主打产品、多款车规级储能电芯及系统解决方案亮相第十五届深圳国际电池展(CIBF2023)。自去年电池日宣布启动“动力+储能”双轮驱动战略后,蜂巢能源在动力电池领域持续发力的同时,快速切入储能赛道,跑出双轮驱动的加速度。
动力电池产品以新应变,量产供货能力快速提升。针对不同应用场景,蜂巢能源展示了全新一代短刀电池全系列产品和高安全系统解决方案,涵盖从L300、L400、L500到L600全系短刀产品和龙鳞甲电池。
龙鳞甲电池采用热电分离技术,通过从电芯到成组的系统性结构创新,将防爆阀布置在电芯底部、电芯连接端布置在侧面,可以给客户带来10%左右的成本降低,10%左右的能量密度的提升,同时让电池包安全性更高。与此同时,龙鳞甲电池可兼容磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、三元等全化学体系,续航可覆盖800-1000Km。
今年2季度,随着多个基地的产线建成投产,蜂巢能源的产品量产和装机规模开始快速上升。据了解,作为首款基于飞叠技术的短刀电芯L400,已于4月正式从盐城基地量产下线,将搭载吉利、长城等多款车型;容量为196Ah的L600第二代短刀叠片电池也于5月初在南京基地下线;L500型325Ah储能专用叠片短刀电芯也将于今年下半年量产交付。
多款车规级储能产品亮相,项目稳步持续交付。基于在动力电池技术研发领域的深厚积淀,针对储能市场对长薄化电芯不断增长的需求,蜂巢能源在本次展会还为用户带来了多款车规级储能电芯、中型和单元储能系统解决方案。
其中,储能电芯涵盖业内首款325Ah短刀叠片L500型储能专用电芯、222Ah储能电芯以及50Ah、65Ah、100Ah和106Ah家庭储能电芯。据介绍,蜂巢能源储能电芯均采用车规级电芯制造标准、超高速叠片工艺和高度自动化生产设备,具备超高一致性,确保电芯安全性。
尤其是325Ah储能电芯,通过了严苛的针刺挤压实验,不爆炸不起火,长循环版循环寿命可达12 000次。日前,在湖州基地量产下线的222Ah储能电芯具有高能量密度、高安全、长寿命和应用领域广的特点,可通过大面贯穿针刺、挤压及热失控等安全测试,循环寿命超8000次,广泛应用于多种储能应用场景。此外,蜂巢能源单元储能产品采用灵活弹性设计,具备高可靠、高安全性;中型储能则具有高度集成,配置灵活、高效率等特征,并具备多种功能。
蜂巢能源在储能领域的交付能力也在稳步提升,已经在广东、江苏、河北、甘肃、浙江及新疆等多地完成大规模储能项目交付并网,如新疆阿克苏400MWh储能项目,湖北金开新能源石首共享储能电站项目、美的集团与融合聚能的分布式储能电站合作项目、国家电投内蒙古赤峰阿鲁科尔沁旗40MWh风电储能项目交付等。
当前,锂电行业正在快速走向TWh时代,产品的品质和成本非常关键,优质的产品性能和强大的交付能力是重中之重。蜂巢能源在这动力和储能两个赛道的持续发力,正在加速推动企业迈向能源互联科技企业的进程。
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“科技树”升级,“混动平权”提速,长城汽车双脚“起跳”
进入2023年,国内汽车市场的新能源补贴退出,价格战打响,追逐“潮流”还是把握趋势,成为汽车企业最大的挑战。长城汽车的选择是”把握长期趋势,坚持长期主义”。
3月10日的“长城汽车智能新能源干货大会”上,长城汽车详细解读了去年首次提出的全新概念——长城汽车森林生态,这是一套全面贯穿研发、供应链、生产、销售等于一体的造车生态,展现了在电气化时代,长城汽车立足的核心竞争力。同时,正式发布新能源宣言“长城智能新能源,更省更远更安全”,及全球首创的全新智能四驱电混技术“Hi4”。
▍“森林生态”赋能长城新能源化
2022年,长城汽车连续7年销量突破百万大关,旗下品牌高价值产品的销量不断攀升。不过,进入到2023年,由特斯拉率先引爆的价格战,给国内车企带来巨大的压力。
在“降价伤企业,不降价伤销量”的两难选择下,长城汽车选择了建立相对独立的新能源产业链生态,用“森林生态”破圈。以整车为核心,全面布局新能源、智能化等相关技术产业,实现多物种相互作用,并持续进化。
长城汽车总裁 穆峰 图片来源:长城汽车
据了解,森林生态体系可以实现产业链上下游贯通,与跨行业合作伙伴共建循环发展的活力型森林生态,共同构成长城汽车森林生态的发展逻辑。
长城汽车用多年时间完成了中国唯一、世界唯二的能源、智能化两大领域扁平化、网络化、去中心化的全产业链布局,构建了业内领先的“光伏+分布式储能+集中式储能”的能源体系。目前,长城汽车在智能新能源上下游产业链的核心环节领域均孵化出了头部企业。
图片来源:长城汽车
其中,蜂巢能源有着更进一步的电池解决方案:龙鳞甲电池,也有包括第三代叠片技术“飞叠”技术、高锰铁镍电池技术、纳米网硅负极技术、未来储能业务生态链在内的蜂窝生态等一系列创新技术IP。另外,毫末智行的城市NOH+、高速NOH智能驾驶辅助技术也已经在行业内得到了充分验证,获得用户好评。而未势能源这样的氢燃料独角兽,则将带领长城汽车的氢燃料乘用车持续深耕细分市场。
同时,在光伏领域,长城汽车正在推进钙钛矿太阳能光伏技术的产业化,并在矿产资源、电池材料、储能系统及电池回收等核心领域全面布局。
图片来源:长城汽车
这些企业就像是森林生态体系中高大的乔木,为整个生态体系的稳定与良性循环提供可靠保障。该体系中的产品矩阵、智能科技、新能源、产研体系四大业务板块之间联动,实现数据共享、资源共享、信息共享,同时在成本上也将占据相当大的优势。
▍Hi4开启全民电四驱时代
从用户日常出行场景出发,面对用户在动力和省油、安全和速度上的诉求,长城汽车正式发布全球首创的全新智能四驱电混技术Hi4。顾名思义,H(Hybrid)代表混动,i(intelligent)代表智能,4代表(4WD)四驱系统。其与长城的柠檬混动最大的不同,在于将其中一个电机挪到了后轴上。
图片来源:长城汽车
全新Hi4专为新能源全场景高阶驾驶需求设计,有着三大革新:三动力源双轴分布、iTVC智能扭矩矢量控制系统以及机电耦合传动系统,拥有2套动力总成,最高系统功率340kW, 混动专用发动机以当前行业最佳的技术配置实现了41.5%的最优工程热效率。
这套双电机串并联架构能够在低速时避开发动机的低效区,发动机仅作为充电工作,而在中高速阶段则能够通过两挡变速箱进行发动机直驱,使发动机工作在高效区间,达到节油目的。
通过前后双电机的动力解耦与扭矩动态分配,能够最大程度保证四个车轮的附着力,不仅提高了起步、加速还有极限操作时的稳定性,同时,全新Hi4通过iTVC智能扭矩矢量控制系统,能够精准识别实时路况,对车轮扭矩进行精准分配,进行3擎9模智能动态切换,保障用户在任何出行场景中,均能灵活匹配到更适合的工作模式。
图片来源:长城汽车
此外,1.5L+70kW DHT变速器+150kW后桥电机、1.5T+80kW DHT变速器+150kW后桥电机两套动力组合的系统功率区间范围为220-340kW,能够覆盖A-C级多种车型级别,以满足不同的定位需求。
作为长城汽车“森林生态”的成果之一,蜂巢能源、蜂巢易创等多个创新主体参与其中,开发了全新一代的动力系统组件,包括混动专用发动机、Hi4前驱动模块总成、Hi4后驱动模块总成、及低内阻动力电池。
图片来源:长城汽车
该技术将首搭近期上市的全新哈弗新能源车型,长城汽车的全系新能源产品也会在2024年全面普及四驱,开启全民电四驱时代。
去年下半年开始,长城汽车内部反躬内省,重点就是转型智能和新能源赛道中有哪些操之过急甚至头脑发热的布局,随后开始在品牌和产品上做减法,通过品牌整合和组织升级带动渠道梳理,进一步打造面向终端直连用户的运营机制。
长城汽车CGO李瑞峰还表示,相比于更容易造成噱头的价格战,车企真正要比拼的应该是技术。本次大会,长城就展示出回归造车本质的态度,并将用“森林生态”来推动新能源产业变革,加速科技普惠与科技平权,进入“起跳”模式。
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蜂巢能源的三元锂电池怎么样
好。
1、特点好。蜂巢能源的三元锂电池,有着体积更小、能力密度更高、耐低温的特点,不容易出现降低续航里程的情况,而且能量密度比磷酸铁锂电池更高,在同样的体积下电容量更大。
2、材料好。三元锂电池是以镍盐、钻盐、锰盐为原料,里面镍钻锰的比例可以根据实际需要调整,又被为“三元聚合物锂电池”,广泛应用于新能源汽车上。
储能业加速发展,蜂巢能源自研叠片电芯有何厉害之处?
动力电池行业的需求,随着新能源汽车渗透率的提升而上涨,这也促使电池厂商之间的内卷之态加剧。在此背景之下,不少厂商基于自身在车规级动力电池上的技术/产业优势,向储能市场发起进攻。
前段时间,特斯拉刚刚宣布将在上海建造一座新的超级工厂,引起了储能行业的一阵轰动。而近日,蜂巢能源也公开了储能专用的大电芯——叠片短刀L500型325Ah电芯,并亮相本次上海国际车展。
从参数上来看,L500叠片短刀电芯厚度为21mm,是当前市场主流的280Ah储能电芯的三分之一;并且该电芯突破了传统储能电芯72*174尺寸规格当前只能做到320Ah容量的极限,容量突破性地达到325Ah。
这背后,就是蜂巢能源独创的飞叠技术。
动力电池领域常用的两种技术路线分别是圆柱电芯与方形叠片电芯。相比于圆柱电芯而言,叠片电芯的优势则是能够优化电芯排列,带来极佳的空间利用率。
蜂巢能源采用叠片技术已经发展到了第三代——超高速叠片技术3.0,采用极片飞切和极片飞送技术,从单刀切单片叠转变为同时多刀切、多片叠。
蜂巢能源第一代叠片技术的效率是0.6秒/片,第二代为0.45秒/片且同时叠加两片。到第三代的飞叠技术,单片效率提升200%以上,空间占用率降低45%,实现了0.125秒/片的叠片速度,超过圆柱电池的卷绕效率。
当然,安全性是重中之重。据了解,蜂巢L500型325Ah储能电芯让极片与隔膜完全复合,正负极反应界面保持一致性,在针刺实验中不起火、不冒烟,保证电芯的本征安全。
为什么在当前阶段,储能电池领域会突然迎来全面爆发?
一方面是储能系统的需求在逐渐旺盛。今年1至3月,新能源汽车产销分别完成165万辆和158.6万辆,同比分别增长27.7%和26.2%,市场占有率达到26.1%。
这也就意味着新能源汽车今后面临的补能需求会越来越旺盛,充电站完全依靠电网进行供电补能,那么电网的压力将会逐渐不堪重负。参照去年西南部分地区由于降水少被迫限电,新能源汽车补能困难的现象,就凸显出储能系统的重要性。
另一方面则是电池关键材料价格的下跌,所带来电池成本的下降。数据显示,碳酸锂已经从去年11月的60万元/吨高位跌至20万元/吨以下。
随着碳酸锂价格的大跌,电池成本也急速下降,尤其是储能电池系统价格进入1.4元/Wh区间,让整个工业储能迎来爆发。这一形势让多家电池公司储能业务订单有很好表现,例如蜂巢能源的L500型325Ah储能电芯就将于今年下半年在成都基地大规模量产,并陆续交付国内外客户。
大电芯随着储能电池市场的爆发成为趋势,蜂巢能源飞叠技术也称为市场市场有竞争力的产品。当然,我们也能看到特斯拉对于储能电池领域的布局正在加速。
所谓无利不起早,几年前特斯拉率先进入电动汽车领域,成为全球电池汽车一哥;如今,我国动力电池企业能否在储能领域截击特斯拉,我们拭目以待。
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蜂巢能源:让技术跑在产品前面
作为动力电池行业的后起之秀,蜂巢能源的发展速度引发了行业的关注。虽然起步不算早,但起点却很高,背靠长城汽车的行业资源,蜂巢能源从成立之初就放眼全球,在国内和海外同步开展业务。为了进一步了解这家动力电池新势力的技术发展情况,《汽车观察》在疫情期间连线蜂巢能源首席技术官饶忠儒先生,就近期遭到热议的电池新技术进行了探讨。
蜂巢能源虽然是一家2018年成立的年轻公司,但其前身长城汽车动力电池事业部却早在2012年便开始了电芯的研发工作。在技术路线选择上,蜂巢能源聚焦方形叠片工艺,首款量产产品就采用目前领先的NCM811三元材料体系。
在蜂巢能源看来,方形硬壳电池在空间效率和安全性上比圆柱和软包电池更有优势,将成为电动汽车规模化发展的主流需求产品。与传统卷绕工艺电池相比,叠片电池的边角处有更好的结构适应性,可提高5%的能量密度,此外还更不易变形和膨胀,循环寿命可提升10%-20%,在制作大尺寸、大容量动力电池方面,叠片工艺是最好的选择。
▲高速叠片
对于近期关注度极高的CTP(CellToPack)和“刀片电池”技术,蜂巢能源也早有布局。“对于刀片电池的研究,蜂巢能源在一年半以前就已经开始,我们目前的二期工厂就是刀片电池的产线。”饶忠儒介绍,对于方形电池和软包电池而言,把电芯做薄、做长是大趋势,这么做不仅可以提升能量密度,还能增加散热面积,蜂巢能源所规划的刀片电池产线选择的是目前技术最成熟的600mm长度的电芯。
饶忠儒也坦言,尽管薄长型的电芯是大趋势,但根据调研结果来看,由于受到设备精度的限制,目前要把电芯做到超过1000mm还存在一些难题需要突破。尽管可以通过将数个电芯内串联或内并联到一起来进一步提升电芯长度,但这将让焊点暴露在电解液当中,对电池的可靠性和寿命将会产生较大影响。只将最成熟的技术应用到量产产品中,从中我们也看出了蜂巢能源保持的理性和克制。
▲正极热辊压
随着“刀片电池”技术的应用,磷酸铁锂电池的市场份额将会得到提升。一方面随着补贴政策退坡,磷酸铁锂电池的成本优势将会凸显;另一方面,将这项新技术应用到磷酸铁锂电池上,可以使A级车的续航提升到500km,达到和燃油车相当的水平,从用户的使用需求上来说,三元锂电池将不再是其唯一的选择。
“根据我们的预测,新技术将对A级车有相当大的促进。由于对续航的要求,前几年磷酸铁锂电池基本是用在A00级和A0级车型上,现在可以将其扩展到A级车的平价版上。”饶忠儒说。从特斯拉在国内的布局也可以看出,其高端车型目前会选择三元锂电池,而平价版车型则会选择磷酸铁锂电池。蜂巢能源也会推出相应的磷酸铁锂电池产品,“高能量密度的三元锂电池一直是我们的主要方向,但是我们也不可能放弃平价车的市场。”饶忠儒表示。
市场为基,技术先行
对于“刀片电池”技术,不仅仅只是把电芯变得薄长这么简单,相应的工艺、电池的组装方式等都必须要改变,对电池壳体的平整度、一致性的挑战也非常大,整个工艺设备都需要根据新的设计做大幅的调整。由此可见,在动力电池技术更新迭代如此迅速的时期,若没有精准的布局和长远的规划,对企业来说可能是致命的打击。“若是在已有的产线上改造升级难度将会特别大,原来生产VDA型号电池的产线基本就不能用了,对于蜂巢能源这样的年轻公司而言,反而没有这个包袱。而且我们从一年半以前就开始布局,产线的规划和设备的研发上都做了充足的准备。”饶忠儒说。
既要跟上当前主流技术发展的步伐,又得瞄准未来前进的航向,对此,蜂巢能源也有属于自己的一套方法论。饶忠儒介绍:“我们会根据市场的趋势先行做预研布局,同时会紧跟国际的先进技术,不仅在电池的物理结构设计上保持领先,同时也会不断探索高安全性、高能量密度的材料体系。”
在技术路线的选择上,蜂巢能源借助长城汽车的力量,可以与国内和国际整车企业建立良好的沟通渠道。尤其针对国外一线整车企业,提前车型量产时间三年就切入其体系,与整车企业一起做研发,融洽的合作关系也帮助蜂巢能源得以更容易获得整车企业的真实需求。更早的介入整车开发和更精准的客户需求成为了蜂巢能源的独特优势,也让其技术研发工作更加有的放矢。
蜂巢能源这套方法的成效也已经逐渐得到了体现。2019年7月,蜂巢能源无钴材料、四元材料电池首发。在现有三元体系的锂离子动力电池中,正极材料的成本占比达到30%~45%。正极中所含的钴为战略性资源,价格贵且波动剧烈,对电芯的成本影响极大,因此低钴和无钴化电池是下一代动力电池的研发方向。蜂巢能源基于对于材料体系的前瞻性研发率先在国内发布无钴电芯产品可谓意义重大。
此外,随着镍的含量不断提升,三元体系锂电池能量密度和安全性之间的平衡成为了无法回避的问题。对此,蜂巢能源率先开发出NCMA四元正极材料,并发布了四元材料电芯。四元材料在NCM体系的基础上掺杂Mx,使其循环性能优于NCM811材料,同时能实现耐热更好、产气少、安全性更高的特点。
蜂巢能源负责前沿技术研发的实验室当前还在同步开展固态电池的相关研发工作,干法电极的原型机将于今年下半年完成。饶忠儒认为,当固态电池导电性差的问题突破以后,其突出的安全性能将让其成为下一代电动车的最佳选择,相关技术预计将在五年之后开始得到应用。
蜂巢能源立足当下做产品应用,面向未来做技术开发,让技术跑在产品前面,使其得以更加从容的面对动力电池瞬息万变的技术格局。正如饶忠儒最后总结:“在动力电池产业集中度越来越高的现状下,蜂巢能源作为一家年轻公司,必然会受到夹击。但凭借我们深厚的技术积累,虽说不能保证弯道超车,但也至少可以做到异军突起。”
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