疊片短刀成鋰電行業(yè)趨勢(shì)，驗(yàn)證蜂巢能源技術(shù)前瞻性

全球新能源汽車行業(yè)的爆炸式增長推動(dòng)了全球鋰電池行業(yè)的高速發(fā)展。然而，從2023年開始，這個(gè)行業(yè)的增長模式正在從粗放式向精細(xì)化轉(zhuǎn)變。鋰電池行業(yè)具有高資本、高技術(shù)和顯著的規(guī)模效應(yīng)，對(duì)汽車企業(yè)而言，這個(gè)行業(yè)的進(jìn)入門檻高，成本壓力大。對(duì)電池企業(yè)而言，市場(chǎng)的擴(kuò)大和需求的多樣化也帶來了一系列挑戰(zhàn)。

首先，把握市場(chǎng)需求：動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池是兩個(gè)最重要的應(yīng)用場(chǎng)景。從2023年開始，動(dòng)力電池市場(chǎng)的增長開始放緩，而儲(chǔ)能電池的應(yīng)用成為國家戰(zhàn)略投入的重點(diǎn)。如何把握這兩個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展節(jié)奏，成為了電池企業(yè)面臨的重要問題。此外，隨著可再生能源的快速發(fā)展和電氣化在各行業(yè)的推進(jìn)，各個(gè)行業(yè)的需求也在快速增長。

其次，全方位地降低成本：2023年的價(jià)格戰(zhàn)不僅給汽車企業(yè)帶來了壓力，也對(duì)電池企業(yè)提出了降低成本的極限訴求。這就需要電池企業(yè)采用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，追求規(guī)模效益，并優(yōu)化供應(yīng)鏈等方面來降低成本。

第三，持續(xù)的技術(shù)迭代：這包括提高電池的能量密度、充電速度、安全性和循環(huán)壽命等方面的創(chuàng)新。電池企業(yè)需要積極探索新材料、新工藝和新設(shè)計(jì)，以提高電池的性能和可靠性，并將這些創(chuàng)新融入到自己的生產(chǎn)體系中，才能“積小勝為大勝”。

最后，強(qiáng)調(diào)可靠和安全：汽車客戶在全面爭奪市場(chǎng)份額的同時(shí)，也開始關(guān)心電池企業(yè)是否能滿足他們對(duì)電池的可靠性和質(zhì)量的期望。可靠不僅包括電池的安全性，還包括良好的售后服務(wù)體系。

2023年，我們看到越來越多的企業(yè)從傳統(tǒng)的方殼電池，開始走上了短刀的技術(shù)路線。蜂巢能源、中創(chuàng)新航、瑞浦蘭鈞、億緯鋰能，甚至是弗迪動(dòng)力在這條朝氣蓬勃的路上不斷前行，尤其是蜂巢能源，因?yàn)樵跇I(yè)內(nèi)率先推出疊片短刀產(chǎn)品，目前產(chǎn)品已經(jīng)更新到第二代，處于引領(lǐng)位置。

圖1 中國動(dòng)力電池產(chǎn)量概覽

#1、汽車行業(yè)能否逆勢(shì)上揚(yáng) 挑戰(zhàn)在于極限降本化和平臺(tái)化

BEV和PHEV電池需求

2023年，我們看到自主品牌積極投入到插電式混合動(dòng)力（PHEV）和增程式混合動(dòng)力（EREV）的領(lǐng)域。所使用的電池根據(jù)續(xù)航里程，可以粗略劃分為幾種容量：50公里（10kWh）、100公里（20kWh）、150公里（30kWh）和200公里（40kWh）。插電/增程的動(dòng)力形式，對(duì)SUV車型尤其有利，因?yàn)樗鼈冇兄趦?yōu)化空間和控制油耗。

免購置稅的優(yōu)惠政策和消費(fèi)者對(duì)純電動(dòng)汽車續(xù)航能力的需求，使得30kWh以上的電池配置成為主流。其中，40kWh的配置占比超過14%，30-40kWh的配置尤其多，占比達(dá)57%，而10-20kWh的占比僅為26%，10kWh和20-30kWh的占比最少，總和不到3%。這表明消費(fèi)者更愿意購買續(xù)航能力更強(qiáng)的汽車，尤其是需求量大的SUV（對(duì)電量的需求相對(duì)較高）。

隨著插電混動(dòng)和增程混動(dòng)的應(yīng)用持續(xù)提升，許多汽車企業(yè)開始尋找新的電池設(shè)計(jì)和電池供應(yīng)商。在弗迪電池和寧德時(shí)代以外，中創(chuàng)新航、蜂巢能源、國軒高科、億緯鋰能等也逐漸成為了國內(nèi)汽車企業(yè)的主要電芯供應(yīng)商。這些電池有兩種主要類型：一種是繼續(xù)使用原有的PHEV電池，另一種是使用純電動(dòng)乘用車（BEV）的電芯進(jìn)行增程。

在插電混動(dòng)電池市場(chǎng)中，弗迪電池占據(jù)最大的市場(chǎng)份額，超過60%。寧德時(shí)代以26.6%的市場(chǎng)份額排名第二，而蜂巢能源則以其全面的產(chǎn)品線成為第三大供應(yīng)商。這些公司在電池領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)使它們成為汽車企業(yè)首選的供應(yīng)商。

圖2 2023年4月份不同車企使用的插電電池

而在純電動(dòng)領(lǐng)域，由于有著更高的降本需求，更多是使用磷酸鐵鋰方案來替代之前的三元鋰。為了實(shí)現(xiàn)更高的體積能量密度，傳統(tǒng)方殼在逐步分化和演變。目前車企是希望通過平臺(tái)化電芯和更低成本的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性降本。

最大的降本是什么？

平臺(tái)化電芯，短刀是否能擔(dān)此重任？

在過往的設(shè)計(jì)中，同款車型、不同電量的配置往往會(huì)選型多款電池包。隨著電動(dòng)車產(chǎn)量提升，電池的設(shè)計(jì)也在統(tǒng)一，通過配置不同的電芯數(shù)量從而可以組合成整體電容量不同的電池包。

電芯的選擇越合理，越能適用于平臺(tái)化。在極限降本的過程中，是非常有利的。而短刀電池，由于調(diào)節(jié)參數(shù)相對(duì)是比較少的，可以通過非常有限的改動(dòng)來實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化電芯。對(duì)于電池的持續(xù)降本，這是一條非常有潛力的路徑。通過對(duì)比傳統(tǒng)方殼電池，可以看到電池規(guī)格改變的潛力。短刀電池在動(dòng)力電池的應(yīng)用中，其突出特性包括：

結(jié)構(gòu)簡單：短刀電池配合殼體和多個(gè)電芯，實(shí)現(xiàn)簡約的CTP方案，減少非必要零部件，簡化裝配工序。

布置方便：短刀電池尺寸規(guī)格可調(diào)，在適應(yīng)不同的電池包設(shè)計(jì)方面具有優(yōu)勢(shì)。

高效成組：采用磷酸鐵鋰電芯的龍鱗甲電池系統(tǒng)體積成組效率提升至76%。

目前，整車客戶如吉利開始使用短刀電池，在工信部的產(chǎn)品公告中，動(dòng)力電池選用了蜂巢能源，這套短刀+CTP+飛疊產(chǎn)線的組合拳，將成為一個(gè)非常大的增量。

從現(xiàn)在來看，蜂巢能源使用了?“短刀+疊片” 的技術(shù)+制造組合，是這條具備先進(jìn)性電池發(fā)展路線的領(lǐng)導(dǎo)者，在動(dòng)力電池的下半場(chǎng)競爭中后勁十足。

#2、儲(chǔ)能市場(chǎng)新需求新應(yīng)用? 擴(kuò)量階段能否跟上

在2023年，儲(chǔ)能市場(chǎng)已經(jīng)成為電池制造商們爭奪的重要戰(zhàn)場(chǎng)。安全、循環(huán)壽命、成本成為儲(chǔ)能需要解決的三大痛點(diǎn)。

其中儲(chǔ)能的安全是首位的。儲(chǔ)能電池主要從大巴電芯開始分化，逐漸發(fā)展成280Ah的電池。在大容量電池中，磷酸鐵鋰電池的燃爆問題需要特別注意。這里CIBF歐陽明高院士提出的觀點(diǎn)值得我們重視。盡管磷酸鐵鋰電池在安全性方面具有優(yōu)勢(shì)，但在大容量和儲(chǔ)能應(yīng)用中，我們?nèi)孕枰紤]溫度控制、氣體產(chǎn)生和燃爆風(fēng)險(xiǎn)這三個(gè)主要問題：

◎?溫度控制??大容量的磷酸鐵鋰電池在高溫環(huán)境下可能發(fā)生分解，產(chǎn)生大量的可燃電解液蒸汽，這可能導(dǎo)致電池的熱失控和燃燒風(fēng)險(xiǎn)。

◎?產(chǎn)氣問題??磷酸鐵鋰電池在充放電過程中會(huì)產(chǎn)生氫氣，當(dāng)氫氣濃度達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)增加爆炸風(fēng)險(xiǎn)。因此，在儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要考慮氫氣的釋放和排放措施，以降低潛在的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

◎?燃爆風(fēng)險(xiǎn)??磷酸鐵鋰電池的燃爆風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可能比三元電池高。盡管磷酸鐵鋰電池本身不易自燃，但在外部火源的作用下，磷酸鐵鋰電池的氣體爆炸風(fēng)險(xiǎn)可能較高。因此，在儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安全管理中，還需要有對(duì)應(yīng)的防火和滅火措施。

儲(chǔ)能領(lǐng)域另外一個(gè)方向是電芯類型的選擇，比如蜂巢能源的儲(chǔ)能用短刀電池，主要是這三款：L600 168Ah 用于家用儲(chǔ)能，L600 124Ah 用于工商業(yè)儲(chǔ)能，L500 325Ah 用于電力儲(chǔ)能。這些電芯具備出色的耐久性，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)12000次的充放電循環(huán)；電芯均通過針刺，不起火不冒煙。

不僅如此，蜂巢能源對(duì)電芯的生產(chǎn)工藝按照車規(guī)級(jí)制造標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，公司引入了超高速疊片工藝和高度自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備，以提高電芯的一致性，從而確保其在各種應(yīng)用場(chǎng)景下的安全性。

這個(gè)產(chǎn)品策略充分體現(xiàn)了蜂巢能源的競爭差異化思維。他們根據(jù)第一性需求出發(fā)，發(fā)揮短刀電芯的特性，成功打造了一系列滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景需求的產(chǎn)品組合，這無疑是一種非常值得的重要嘗試。

#3、電池企業(yè)的生命線

個(gè)性化的電池產(chǎn)品與解決方案

2023年，蜂巢能源正進(jìn)行一場(chǎng)深刻的調(diào)整，以應(yīng)對(duì)不斷變化的市場(chǎng)和技術(shù)挑戰(zhàn)。公司的戰(zhàn)略重心主要集中在產(chǎn)品安全性、產(chǎn)能效率和市場(chǎng)需求這三個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。

首先是產(chǎn)品安全性問題。這方面蜂巢能源一直在強(qiáng)調(diào)，不管是最新的龍鱗甲電池還是不同的系統(tǒng)方案，都做到了這一點(diǎn)。

◎?泄壓安全??通過精準(zhǔn)泄壓通道設(shè)計(jì)，最大化泄壓流量，引導(dǎo)高溫高壓氣體安全排出。

◎?隔熱安全??集成高溫隔熱材料——如新型陶瓷化硅橡膠耐高溫隔熱材料，提供有效的隔熱防護(hù)。

◎?絕緣安全??采用云母絕緣防護(hù)材料和雙重絕緣板等措施，避免絕緣失效，確保電池系統(tǒng)的電氣絕緣安全。

其次，蜂巢能源致力于提高產(chǎn)能效率和降低制造成本。公司通過優(yōu)化生產(chǎn)流程，降低原材料成本、引入新的制造工藝技術(shù)、提高設(shè)備利用率等方式，從而降低整體制造成本。這里的核心是有效釋放產(chǎn)能，確保資源得到充分利用，提升生產(chǎn)效率。

目前，蜂巢能源已經(jīng)升級(jí)到第三代疊片機(jī)設(shè)備，使得占地面積減少了45%，產(chǎn)線投資降低了50%。同時(shí)，為了滿足大容量短刀電芯性能與生產(chǎn)效率，蜂巢能源率先采用熱復(fù)合疊片機(jī)，完美解決了Z型疊片機(jī)隔膜容易變形和單工位效率低的問題。目前蜂巢能源鹽城基地飛疊產(chǎn)線采用熱復(fù)合疊片機(jī)生產(chǎn)效率已經(jīng)達(dá)到12PPM，媲美卷繞效率，正朝著16PPM方向前進(jìn)。

熱復(fù)合疊片示意圖

如圖所示，熱復(fù)合疊片機(jī)生產(chǎn)時(shí)，隔膜與極片所受拉力方向不變且速度均勻，相較于Z字形疊片機(jī)所受拉力周期性變化，熱復(fù)合疊片機(jī)是單方向輸送，速度和張力更加穩(wěn)定，生產(chǎn)的極芯表面更加平整，熱復(fù)合電芯成型的極組，每一層正負(fù)極的界面貼合平整，在電池使用全生命周期內(nèi)物理結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，產(chǎn)品性能高，在極組成型后，取消了隔膜收尾膠帶，產(chǎn)品看起來更加整潔。此外，蜂巢能源還吸取先進(jìn)制造經(jīng)驗(yàn)，采用多刀切多片疊方案，相較于單工位疊片機(jī)極大地提升了工作效率，達(dá)到了業(yè)內(nèi)最高的0.125S/片。

熱復(fù)合疊片機(jī)生產(chǎn)的極芯表面平整無瑕疵

最后，蜂巢能源關(guān)注市場(chǎng)需求和節(jié)奏。公司根據(jù)儲(chǔ)能和動(dòng)力兩個(gè)不同市場(chǎng)的需求，為客戶提供符合其特定應(yīng)用需求的電池產(chǎn)品和解決方案。特別是蜂巢能源的短刀產(chǎn)品，在儲(chǔ)能和動(dòng)力領(lǐng)域具有高能量密度、快速充放電能力和良好的安全性能等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為要求高功率輸出和短時(shí)間充電的應(yīng)用場(chǎng)景提供了理想的選擇。

總的來說，通過關(guān)注產(chǎn)品安全性、提高產(chǎn)能效率以及滿足不同市場(chǎng)需求和節(jié)奏，蜂巢能源正努力提供高質(zhì)量、可靠和適應(yīng)性強(qiáng)的動(dòng)力電池產(chǎn)品和解決方案，以滿足客戶的多樣化需求。

#4、電池企業(yè)的核心，經(jīng)營節(jié)奏與技術(shù)創(chuàng)新的雙輪驅(qū)動(dòng)

電池產(chǎn)業(yè)目前正在飛速發(fā)展，不難突破千億銷售額，但隨之而來的是如何正確把握和駕馭的問題。作為電池產(chǎn)業(yè)的一部分，蜂巢能源的經(jīng)營節(jié)奏和創(chuàng)新理念為我們提供了一種解題思路。

蜂巢能源的經(jīng)營節(jié)奏

企業(yè)經(jīng)營的節(jié)奏是至關(guān)重要的。在上游產(chǎn)業(yè)鏈，蜂巢能源通過與上游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同合作，將原先處于二級(jí)和三級(jí)的供應(yīng)商，優(yōu)化為一級(jí)供應(yīng)商，實(shí)現(xiàn)了在供應(yīng)鏈層面的優(yōu)化和市場(chǎng)份額的提升。

在產(chǎn)品能力方面，他們利用在動(dòng)力電池領(lǐng)域積累的經(jīng)驗(yàn)，將高系統(tǒng)能量密度、更好的溫度控制、更安全的設(shè)計(jì)和能量管理等技術(shù)應(yīng)用到儲(chǔ)能領(lǐng)域，從而提升了產(chǎn)品市場(chǎng)競爭力。

總之，企業(yè)的經(jīng)營節(jié)奏是綜合性的、全面和多元的，需要戰(zhàn)略層面的眼光和不打折扣的執(zhí)行力。

蜂巢能源的創(chuàng)新能力

研發(fā)投入和技術(shù)先進(jìn)性對(duì)于電池企業(yè)來說至關(guān)重要。蜂巢能源一開始就決定以新能源汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)供應(yīng)商為目標(biāo)，為此投入了大量的研發(fā)資源，使得他們?cè)诩夹g(shù)創(chuàng)新和專利儲(chǔ)備方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

據(jù)稱，蜂巢能源從2018年的1800名研發(fā)人員增長到2022年的2360人，這顯示了他們?cè)谘邪l(fā)方面的持續(xù)投入和擴(kuò)張。另外，據(jù)中汽中心全球汽車專利大數(shù)據(jù)平臺(tái)的信息，蜂巢能源的動(dòng)力電池專利公開量在2020年和2021年都位居中國動(dòng)力電池專利公開量創(chuàng)新主體排行榜第一名。而在2022年，他們以1049項(xiàng)公開專利排名中國新能源汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)專利公開量TOP20的第二名。

在技術(shù)研發(fā)方向上，蜂巢能源在無鈷電池、高速疊片、龍鱗甲電池等領(lǐng)域展現(xiàn)了出色的技術(shù)實(shí)力和性能優(yōu)勢(shì)。他們?cè)诟咚侬B片技術(shù)上已經(jīng)連續(xù)迭代了三代技術(shù)，使得疊片速度達(dá)到了每片0.125秒。這種技術(shù)優(yōu)勢(shì)將使他們?cè)诩ち业氖袌?chǎng)競爭中保持競爭力，并能滿足市場(chǎng)對(duì)高性能動(dòng)力電池系統(tǒng)的需求。

2023年，一個(gè)重要的問題擺在了我們面前：什么樣的企業(yè)是優(yōu)秀的電池企業(yè)？哪些企業(yè)具備投資價(jià)值？這個(gè)問題并沒有簡單的答案，需要對(duì)市場(chǎng)、產(chǎn)品進(jìn)行深入的洞察，洞見其中的戰(zhàn)略客戶和戰(zhàn)略應(yīng)用；同時(shí)需要圍繞應(yīng)用持續(xù)投資研發(fā)以實(shí)現(xiàn)差異化；并通過極致的制造過程持續(xù)降低成本，從而獲得競爭優(yōu)勢(shì)。

就全球電池企業(yè)的布局而言，蜂巢能源的持續(xù)努力和獨(dú)特戰(zhàn)略在中國和全球都贏得了一席之地。他們以短刀、CTP和飛疊等核心技術(shù)為戰(zhàn)略核心，堅(jiān)守電池技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新。

未來，我們期待看到蜂巢能源在電池產(chǎn)業(yè)中創(chuàng)新更多的技術(shù)和產(chǎn)品，引領(lǐng)電池產(chǎn)業(yè)走向更加高效、安全、可靠的未來。