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蜂巢能源首发四元及无钴材料电池,并宣布于2025年实现100GWh电池产能

动物对于自己的巢穴,总是分外小心地看护,不容外界窥探。

独立不过一年的动力电池“幼兽”——蜂巢能源,却在7月9日敞开在保定的技术中心大门,迎来全国的新能源汽车、动力电池媒体,以及行业人士,展示蜂巢能源的动力电池研发、生产和产品。

蜂巢能源不仅不怯场,还大胆宣布,今年底开始供应260-300wh/kg的电池,明年量产无钴电池和四元电池,还要与宁德时代、比亚迪当今动力电池两大巨头比肩,2025年规划产能100Gwh……

蜂巢能源哪里来的底气?

1、蜂巢能源是谁?

蜂巢能源或许你不熟悉,但是长城汽车你肯定并不陌生。

作为国内民营汽车企业的代表,长城哈弗品牌的成绩众所周知。但长城发力新能源汽车相对迟缓:2018年8月推出欧拉品牌;同年2月,蜂巢能源科技公司从长城汽车独立出来。

蜂巢能源科技有限公司前身是长城动力电池事业部,自2012年起开展电芯的预研工作。现在布局4大核心业务领域,首先是,为动力电池及系统,提供方形、软包电芯到模组、PACK以及BMS全面解决方案。

其次是,电池方面,采用高速叠片工艺和811正极材料,具备260—300Wh/kg的高能量密度;第三是电池材料,垂直整合锂矿、氢氧化锂等上游资源,确保原料供应。自主研发正极的包覆与合成技术,自主开发下一代无钴正极材料;最后,蜂巢能源在储能和太阳能领域也有布局。

蜂巢能源的核心定位是,高端动力电池供应商。

在蜂巢能源总经理杨红新看来,虽然国内动力电池产能是结构性过剩,高端产能不足,市场上能够满足汽车标准的产能并不多。

蜂巢能源总经理杨红新

蜂巢于是决定大扩产:到2025年,蜂巢能源在国内规划产能达76GWh。分地区来看,到2023年在京津冀地区布局产能20GWh;2020-2025年,长三角地区布局40GWh;到2023年,西部地区将布局16GWh。

但蜂巢能源的野心并不止于此,其在欧洲和北美也有产能布局,产能规划达44GWh。也就是说,到2025年,蜂巢全球产能规划已经超过100GWh。

2、叠片工艺获“新生”

如此大规模的布局,蜂巢能源的信心来自何处?叠片工艺或许是蜂巢能源的底气之一。

蜂巢能源介绍,相对于卷绕电池,叠片电池能量密度增加5%、循环寿命增加10%、成本减少5%,且更加安全。

但由于电池工艺设备技术的瓶颈难以突破,造成叠片电池相比卷绕电池生产效率低、工艺复杂度高、品质控制难度大、设备占地面积达、单位瓦时投资比高等技术劣势明显。

目前叠片电池技术主要应用在单线产能较小的软包电池领域,而在方形铝壳领域未得到大量推广,目前只有青岛力神在2018年实现了量产。

叠片电池在性能、安全性以及能量密度方面都优于卷绕电池。目前全球领先的头部锂电池制造商的未来产品技术路线规划中已经全部向叠片电池转变,目前这些且的电池大多应用在电动汽车上。

经过多年研发,蜂巢能源解决了叠片效率低的问题。今年4月份,蜂巢能源发布了国内首款采用高速叠片工艺的方形铝壳车用锂电池。

生产设备

据蜂巢能源工艺设备总监金正贤介绍,蜂巢能源完成行业首例45度旋转式高速叠片的开发与导入,叠片效率可达到工位0.6秒/片,叠片效率超过行业传统叠片设备效率单工位1.0秒/片效率的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。

目前,蜂巢还在研发更高速叠片设备,已经完成单工位0.45秒/片叠片速度验证与样机的开发制作,预计2022年可以实现8GWh的量产产能。未来,2023年预计可实现单工位0.25秒/片叠片,设备专利已有10余项。

蜂巢能源工艺设备总监金正贤

3、发布无钴及四元电池

在叠片工艺基础上,蜂巢推出两款新型产品,分别为无钴电池及四元电池。

要了解无钴电池,首先要知道钴在电池中的作用。钴在正极材料中起到稳定材料层状结构的作用,能够提高材料的循环寿命和倍率性能。

蜂巢的高速叠片电池

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%,这其中,以523体系为例,钴在其中的占比达20%。钴作为战略性的资源,钴的价格波动将会直接影响到最终电芯的成本。

因此,在以高镍体系为共识的大前提下,包括松下、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下一代动力电池的研发方向。

无钴化关键技术有两个,一是掺杂无未成对的电子自旋的特定元素,减弱电子超交换的现象,降低Li/Ni混排,提高电性能;二是掺杂M-O键能大的元素,减缓晶体在充放电过程的体积变化,稳定结构,提高循环寿命和安全性。

目前蜂巢能源研发的无钴材料性能可以达到NCM811同等水平,材料成本降低5~15%,相应带来的电芯BOM成本可以降低约5%,且会让材料不受战略资源影响。

蜂巢能源的无钴电芯产品于2018年3月正式立项。通过掺杂技术改进了无钴材料在充放电的可逆性和结构稳定性,电压平台达3.87V,比811高出0.04V(3.83V)。

在产品规划上,预计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,4月实现材料中试,8月体系定型,2020年第三季度将实现无钴电芯的SOP。

另外一个产品是四元电池,即在NCM体系基础上掺杂Mx。据介绍,Mx掺杂会使一次颗粒之间的边界强度增强,因此会减少在有害的相转变过程中微隙的形成。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。最终呈现在动力电池上就是容量更高、寿命更长、安全性更好。

蜂巢能源的四元材料电芯项目也已经于2018年9月立项,将在今年年底前完成材料开发,预计将于2020年第四季度实现四元材料电芯的SOP。

4、产品卖给谁?

2025年,蜂巢能源电池外供比例将达到7成。“根据规划,外销比例最少占到50%以上,而且越往后外销比例越大,可能到2025年外销占70%。”杨红新在接受采访时表示。

蜂巢能源独立之初的定位便是第三方的动力电池企业,面向国内和全球的整车企业开放。

但是对外供货,蜂巢能源的长城汽车背景,主机厂会接受吗?毕竟国内车企都在排队等待宁德时代供货,也很少有企业主动找第二大生产商的比亚迪谈合作。

欧拉R1

对此,杨红新坦言,起初他也担心这个问题,但事实上,这并没有成为障碍。“我们中国所有汽车厂都拜访过,而且有的去过四五次,有的样品送了四五次。整个市场宏观环境还是供给不足,高端动力电池供给不足,这是非常大的痛点,而且主机厂处于弱势地位,不是大家所希望看到的。所以主机厂对于这种是持着非常开放的心态。”

杨红新表示,为了消除客户的顾虑,蜂巢也在调整股权结构。“我们设想未来可能长城控股的股份会退到40%以下甚至30%左右,他只要拥有投票权就可以,他不追求拥有绝对的控股权,这个方面也很大程度上去改变外部客户的担忧。”

国际客户恰恰认为长城的背景还是蜂巢能源的优势。杨红新表示,很多国外的很多客户认为长城欧拉做的很好,长城的电池肯定差不了。“各种想法都有,总之我们会积极应对这个事情,而且长城整体定位上也会不同策略解决这样的问题。”

蜂巢能源有信心成为全国排名前三的高端电池供应商。”杨红新最后表示。(完)

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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