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锂电“第二技术路线”的全面渗透

日期:2023-10-24    来源:Mr蒋静的资本圈

国际储能网

2023
10/24
10:06
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关键词: 锂电产业 锂离子电池 电池生产企业

锂电创新不易。

过去十多年,锂电产业化高速发展,产能突飞猛进,但锂电技术鲜有革命性突破。

在材料体系上,仍然是磷酸铁锂和三元为主;在结构体系上,仍然是方形、圆柱和软包占主导。

归根到底,锂电创新的约束条件较多,需要同时兼顾成本、安全性、能量密度、循环次数、温度性能甚至资源保障等因素。

在艰难的创新背景下,近年锂电行业也进行了各种探索,包括材料体系上的无钴、高镍、固态、复合集流体、磷酸锰铁锂甚至摆脱锂资源的钠离子电池,结构体系上的短刀、刀片、4680大圆柱,以及制造工艺角度的高速叠片,等等。

在业已成熟的材料体系和结构体系上,站在产业化、渗透率和产业影响的角度,这些年的技术创新当中,哪个技术路线更加突出?谁可堪称第二技术路线?

这是一个值得盘点的话题。

谁可谓第二技术路线?

综合比较,叠片技术创新更加突出。

叠片工艺具有更高能量密度、更稳定内部结构、更长循环寿命、更安全等特点,不仅非常匹配长薄化的电芯,还与大容量电芯有着更高的适配度。

而曾经占据主流地位的卷绕工艺,存在多处弯折区域和集流体焊接区域,内部空间利用率低,并且会有卷绕张力的不均匀和形变等现象,尤其在长薄化、大容量趋势下劣势更加明显。

近年,蜂巢能源率先将叠片工艺用于方形电池,替代卷绕工艺,并解决了传统叠片设备效率低的难题,高速叠片技术已持续迭代3代,效率和良品率不断提升,成本不断下降,第三代技术“飞叠”速度已达0.125秒/片,实现了效率与卷绕工艺的持平。

叠片技术更逢“历史机遇”,随着动力电池及储能电池的快速发展,对方形电池及刀片电池的要求不断提高,叠片工艺在支撑和促进方形电池及刀片电池的创新中优势也越来越明显。

蜂巢能源作为叠片技术的引领者和坚定支持者,从公司成立之初就全面采用叠片技术,截至2022年底叠片工艺的产能已达15.6GWh,且以高速叠片为主,还将随着规划产能的落地而不断扩大。

如今,叠片技术正在加速推广,全面渗透。

目前,头部锂电企业均已不同程度地采用叠片技术,悉数进场,尤其是在大容量方形、刀片和软包电池上,叠片技术已经成为趋势甚至是必选。

以结果论英雄,相对近年来的其他技术创新,叠片技术的创新迭代及产业化效果更加突出,头部企业纷纷布局,渗透率不断提升。

锂电创新“百花齐放”,站在产业化和渗透率的角度,在工艺创新中不断迭代的叠片技术,已经在传统卷绕技术之外开辟了一片新天地,成为当之无愧的锂电“第二技术路线”。

叠片技术的平台效应突出

叠片技术更像是一个工艺平台。

在这个平台上,既可以兼容三元、磷酸铁锂甚至固态电池、半固态电池等不同的材料体系,还可以兼容方形、刀片和软包等不同的结构体系。

所以,叠片技术具有很强的产业放大效应,对促进锂电行业的技术进步和产业化发展具有很大的价值。

尤其在刀片电池上,与叠片技术可谓“珠联璧合”、“相互成就”,如果说没有叠片技术,“长薄化”的刀片电池就很难大放异彩,毕竟卷绕技术终归存在“卷绕”的极限。

不光刀片电池,在方形电池上也是同样道理,尤其是较大规格的型号。随着储能产业发展,方形电池不断“扩容”,从此前流行的280Ah到如今的300Ah+,叠片技术可以支撑方形电池越做越大。

在软包电池上,叠片技术更是天然“绝配”,可以发挥更大的封装优势,尤其是与新兴的半固态电池、固态电池相结合,优势更加明显。

叠片技术激发了电芯层面在大容量方形电池、刀片电池以及软包电池上的创新,对促进电池包的创新也极有帮助,甚至CTP、CTC,可以实现系统层面更优的集成效果。

叠片技术作为一项平台工艺,将锂电池结构创新提升到了一个新的高度,激发了方形电池、刀片电池、软包电池甚至电池系统层面的创新,引领了新一代锂电技术的革新,弹性巨大,产业影响深远。

蜂巢能源的远见和执着

谈到叠片技术,离不开蜂巢能源。

蜂巢能源作为叠片技术的引领者和坚定支持者,在叠片工艺的技术迭代和产业化推广方面发挥了重要作用,第三代“飞叠”技术更是亮眼。

如今,蜂巢能源以高速叠片工艺为底层技术,在能量密度、安全性、性价比等方面已极具优势,并贴近市场端需求,构建了“短刀+飞叠”的产品矩阵,实现动储平台化,产线共通化,大幅提升生产效率和良品率,持续降低电池成本。

第三代“飞叠”技术,不同于隔膜、正极片、负极片堆叠在一起的Z叠工艺,首先通过两层隔膜包覆负极片经过加热辊进行热复合及隔膜封边,再裁切成片,最后和正极片依次堆叠,解决了传统叠片面临的隔膜褶皱、极片掉粉、错位等难题。

在蜂巢能源首个“飞叠”产线基地——盐城一期,“飞叠”短刀L400电芯用时两个月累计生产超50万支,目前单线稳定日产超过10000支,实现了蜂巢能源迄今为止全新产品、全新产线的生产爬坡最快纪录。

除盐城基地外,上饶、成都等基地也陆续引入“飞叠”设备。随着海外基地建设平稳推进,“飞叠”还将按节奏规划走向海外。

高速叠片技术,已然成熟。

作为叠片技术的引领者,蜂巢能源“科创属性”十足,已于去年11月申报科创板IPO,正处于审核流程中。

目前,蜂巢能源拥有2561名研发与技术人员,占员工总数比例的18.89%,自主完成了超过5000个专利申请,搭建了完善的核心技术研发体系,近年还成功推出了无钴材料、蜂云平台、龙鳞甲电池等一系列业内知名的创新成果。

蜂巢能源独树一帜、长期坚守的创新理念,也获得了市场端的高度认可,包括国际知名车企。

今年,蜂巢能源订单充裕,国内外业务均有长足发展,海外在储能和动力都斩获了大单,国内市场得益于PHEV和增程市场的活跃更是表现耀眼。

2023年1-9月,蜂巢能源动力电池装机量排名第八,稳居行业前列。目前,国内客户群体覆盖了长城、吉利、零跑、东风、岚图、小鹏、理想、光束、赛力斯、合众等知名车企。

在国外市场,蜂巢能源在欧洲已获超20GWh储能订单,并从9月起为宝马MINI车型批量供货。此外,近期有消息称蜂巢能源又斩获多家国际知名车企的订单,包括宝马欧洲区近90GWh产能的订单,以及Stellantis集团总规模近5.48GWh的新增采购。

技术创新,终将迎来收获。

在锂电产能同质化的今天,技术创新和差异化尤为可贵。叠片技术不断迭代,加之平台效应突出,头部企业纷纷布局,并随着在方形电池、刀片电池和软包电池上的广泛采用,渗透率全面提升,正在从1到N的道路上狂奔。

蜂巢能源作为叠片技术的引领者和坚定支持者,高举高打,投入大量人力和财力,推动叠片技术的持续迭代和产业渗透,不断拔高竞争维度,为沉寂的锂电创新照进了一道光,引领锂电行业进入“叠时代”。


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