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蜂巢能源首發(fā)四元及無鈷材料電池，并宣布于2025年實現(xiàn)100GWh電池產(chǎn)能
2019-07-11 13:55:57
基于疊片工藝，發(fā)布三大應(yīng)用場景的電池產(chǎn)品
與傳統(tǒng)電池廠生產(chǎn)動力鋰電池的制造工藝不同，蜂巢能源主打疊片生產(chǎn)工藝。在本次發(fā)布會上，蜂巢能源總經(jīng)理楊紅新明確了“疊時代”的概念，“鋰電池發(fā)展至今，經(jīng)歷了1.0的3C品質(zhì)時代和2.0的傳統(tǒng)動力電池時代，均采用卷繞工藝?！狈涑材茉纯偨?jīng)理楊紅新表示，“進(jìn)入動力電池3.0的疊時代，就是以疊片工藝為特征的新技術(shù)、新材料、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)大量涌現(xiàn)的、專門為電動汽車而生的時代?！?br />
疊片電池相比于傳統(tǒng)卷繞工藝電池在相同的正負(fù)極材料技術(shù)條件下，能量密度提升5%，循環(huán)壽命提升10%，成本降低15%。除此之外，疊片電池還擁有更高的電芯功率和低溫放電性能。電芯壽命、安全性和穩(wěn)定性更好。
基于疊片生產(chǎn)工藝結(jié)合電動汽車不同的用途，蜂巢能源也開發(fā)了一個電池技術(shù)開發(fā)平臺，針對包括營運共享、短途代步、城際出行等不同應(yīng)用場景下的車型做了針對性的開發(fā)，在現(xiàn)場也發(fā)布了基于這些場景打造的電池產(chǎn)品。
針對營運共享場景，蜂巢能源開發(fā)了86Ah電芯和172Ah模組，模組能量密度達(dá)210Wh/kg，可保證運營車型里程在400km以上，實現(xiàn)2C快充，實現(xiàn)充電時長在30min以內(nèi)，電芯壽命超2300次，整車質(zhì)保達(dá)到5年50萬km的要求，符合出租網(wǎng)約車日常使用場景。
針對短途市內(nèi)代步場景，蜂巢能源選擇以軟包與方形電池共同布局，其中軟包電芯產(chǎn)線與復(fù)星集團(tuán)旗下捷威動力共同組建，打造低成本高能量密度三元軟包56Ah電芯，電芯能量密度可達(dá)260wh/kg，同時兼顧快充性能，適配VDA標(biāo)準(zhǔn)尺寸模組；方形電芯采用VDA兩倍厚度電芯104Ah，采用622體系，循環(huán)壽命可實現(xiàn)2000次以上。
以上兩款電芯及模組主要針對市內(nèi)代步短里程A00車型，續(xù)駛里程覆蓋300-400km，有效降低整車能耗，目前主要配套歐拉R1以及即將推出的R2車型。
針對城際出行，蜂巢能源也在細(xì)分領(lǐng)域做了產(chǎn)品開發(fā)。在高端PHEV車型上，蜂巢能源采用51Ah PHEV電芯，模組電量可以將其純電續(xù)航里程從50km提升至80km。未來，該產(chǎn)品將配套長城旗下WEY P8等車型。
對于城際出行場景下的A級家用車，蜂巢能源采用了與運營版相同尺寸的92Ah NCM811三元材料體系電芯，可使主流A級車型續(xù)航達(dá)到500km，讓其更加接近燃油車的使用體驗。
在高端豪華車型上，蜂巢能源開發(fā)了正極811體系、負(fù)極硅/碳體系的電芯產(chǎn)品，單體能量密度可以達(dá)到265wh/kg，搭配柔性化大模組，可適配B級以上高端豪華性能車型，續(xù)駛里程可達(dá)到500-600km。
首發(fā)無鈷材料、四元材料電池兩款概念性產(chǎn)品
蜂巢能源本次正式對外發(fā)布的無鈷材料、四元材料電池兩款概念性產(chǎn)品就是疊時代新材料的代表。
據(jù)悉，現(xiàn)有三元體系的鋰離子動力電池中，正極材料的成本占比達(dá)到30%~45%，這其中，以523體系為例，鈷在其中的占比達(dá)20%，作為戰(zhàn)略性的資源，鈷的價格波動將會直接影響到最終電芯的成本。因此，在以高鎳體系為共識的大前提下，包括松下、LG、寧德時代等國際主流動力電池企業(yè)都在將低鈷及無鈷化電池作為下一代動力電池的研發(fā)方向。
在此背景下，蜂巢能源正式發(fā)布了全球首款基于無鈷材料的電芯產(chǎn)品。據(jù)蜂巢能源介紹，無鈷材料性能可以達(dá)到NCM811同等水平，但電池材料成本會下降5-15%，這樣電芯的整體綜合成本可以降低5%，而且原材料的供應(yīng)更加穩(wěn)定、有保障。
據(jù)介紹，無鈷化關(guān)鍵技術(shù)有兩個：一是摻雜無未成對的電子自旋的特定元素，減弱電子超交換的現(xiàn)象，降低Li/Ni混排，提高電性能；二是摻雜M-O鍵能大的元素，減緩晶體在充放電過程的體積變化，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高循環(huán)壽命和安全性。
楊紅新表示，圍繞上述兩大關(guān)鍵技術(shù)，蜂巢能源目前已經(jīng)完成了技術(shù)攻關(guān)，有了概念性產(chǎn)品。目前通過摻雜技術(shù)改進(jìn)了無鈷材料在充放電的可逆性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，電壓平臺達(dá)3.87V，比今年流行的NCM 811配方電芯高出0.04V（3.83V）。
雖然已經(jīng)完成了技術(shù)攻關(guān)，但是目前還是一個概念性產(chǎn)品，也就是說還是原型階段，預(yù)計在2019年的年底完成材料開發(fā)工作，在2020年3月完成材料體系優(yōu)化、4月材料中試、8月體系定型，經(jīng)過各種可靠性及性能等驗證之后，計劃在2020年第三季度實現(xiàn)無鈷電芯的商品化量產(chǎn)。
除了“無鉻電池”外，本次發(fā)布會的另一個主角是“四元鋰電池”，目前我們所用的三元鋰電池，就是鋰電池的正極由3種金屬元素“鎳鉻錳 NCM”組成，按照不同占比，可以劃分為523/622/811等三種主流的形式。而蜂巢正在開發(fā)的四元材料，就是在NCM體系的基礎(chǔ)上摻雜Mx，Mx摻雜會使一次顆粒之間的邊界強度增強，因此會減少在有害的相轉(zhuǎn)變過程中微隙的形成。使其循環(huán)性能優(yōu)于NCM811材料，同時能實現(xiàn)耐熱更好、產(chǎn)氣少、安全性更高的特點。最終呈現(xiàn)在動力電池上就是容量更高、壽命更長、安全性更好。
目前這個四元鋰電池也是處于概念性階段，蜂巢能源介紹，其四元材料電芯項目于2018年9月立項，將在今年年底前完成材料開發(fā)，預(yù)計將于2020年第四季度實現(xiàn)四元材料電芯的商品化量產(chǎn)。
斥資20億歐元歐洲建廠
據(jù)公開資料顯示，蜂巢能源科技有限公司成立于2018年2月，經(jīng)營范圍主要為鋰離子動力電池及其正極材料、儲能電池等方面的開發(fā)和銷售，以及新能源汽車充電樁、電池利用回收等方面的研發(fā)和運營。蜂巢能源的前身是長城汽車動力電池事業(yè)部，自2012年起開展電芯的預(yù)研工作，2018年10月，長城汽車發(fā)布公告，分別以對價人民幣1.64億元及4770.07萬元出售123項公司專利、非專利技術(shù)資產(chǎn)及部份資產(chǎn)給蜂巢能源及蜂巢能源保定分公司，進(jìn)一步助力動力電池公司獨立運營。
蜂巢能源在全球布局了七大研發(fā)中心，目前保定、韓國、上海和印度的研發(fā)中心已經(jīng)投入使用，美國、日本和無錫的研發(fā)中心處于在建。據(jù)楊紅新介紹，目前蜂巢能源已在河北保定建成電池PACK線并實現(xiàn)量產(chǎn)，江蘇常州工廠處于在建狀態(tài)，其一期規(guī)劃產(chǎn)能4GWh，預(yù)計2019年10月份量產(chǎn)，二期項目規(guī)劃8GWh；同時蜂巢能源還和捷威動力合資在鹽城規(guī)劃建設(shè)3GWh的軟包電池項目，到2025年，蜂巢能源規(guī)劃國內(nèi)三座工廠總產(chǎn)能將達(dá)到76GWh。截至2019年5月，蜂巢能源PACK裝機(jī)量為207.9MWh，排名第6位。裝車量為6078輛，為長城汽車提供配套。
本次發(fā)布會上，蜂巢能源還宣布了歐洲設(shè)廠規(guī)劃，計劃在歐洲投資20億歐元設(shè)立24GWh的新工廠，配套正極材料工廠和電池技術(shù)中心。蜂巢能源歐洲電池工廠的電池制作采用先進(jìn)高速疊片工藝，具備快速換型的能力，配置AI智能檢測及質(zhì)量預(yù)測、分析等智能系統(tǒng)，園區(qū)總用地400畝(27公頃)，廠房采取多層結(jié)構(gòu)，項目分二期實施，一期建設(shè)2020年度啟動，2022年度建成投產(chǎn)。此外，蜂巢能源還計劃在北美建設(shè)一個產(chǎn)能為20GWh的工廠。
據(jù)悉，目前大眾是蜂巢能源的客戶之一，此外，蜂巢能源還正在與寶馬和PSA展開電池供應(yīng)談判。
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