您的位置:奥门24小时娱乐在线 > 24小时娱乐备用网址 > 投资退潮产能闲置,方形叠片最有未来

投资退潮产能闲置,方形叠片最有未来

发布时间:2019-12-04 06:50编辑:24小时娱乐备用网址浏览(148)

    电工电气网】讯

    [汽车 行业] “动力电池即将进入叠片工艺时代”,说这话的人,是蜂巢能源总经理杨红新。蜂巢能源脱胎于长城汽车动力电池事业部,被称为长城汽车董事长魏建军的“二次创业”,这家企业希望成为全球动力电池供应商。两天前,蜂巢能源在长城哈弗技术中心举办了一场声势浩大的战略及产品发布会,这对于车企来讲再寻常不过,但在电池圈还算少数。

    图片 1

    距离补贴完全退坡的时间越来越近,国际电池巨头纷纷也开始投向中国市场,动力电池产业的竞争进一步加剧,已进入洗牌期。与此同时,新能源汽车市场规模仍在扩大,拉动电池需求增长。

    电池叠片工艺是此次发布会的主角,蜂巢能源坚定的认为,以叠片工艺为主导的新工艺、新技术、新材料、新标准,将引领动力电池进入一个新的时代,他们把这个时代称为“叠时代”。那么,蜂巢能源如此推崇的叠片工艺究竟是什么?有何优势和短板?为什么蜂巢能源认为,叠片工艺是未来趋势?

    动力电池产业全球化布局趋势渐显,中国电池企业走出去步伐加快!继长城汽车在俄罗斯的图拉工厂正式竣工投产一个月之后,7月9日,蜂巢能源科技有限公司在河北保定举行的品牌战略规划及产品发布会上,蜂巢能源正式宣布欧洲建厂规划:将斥资20亿欧元在欧洲建设24GWH大型动力电池工厂、配套正极材料工厂和电池技术中心。蜂巢能源也成为继宁德时代、孚能科技之后,第三家宣布在欧洲建厂的中国动力电池企业。

    “动力电池行业的市场足够大,随着外资企业进入,市场竞争也越来越充分,未来国内电池企业一家独大的局面有望被打破,行业能容纳五六家左右。”蜂巢能源科技有限公司总经理杨红新最近在接受第一财经记者专访时表示。值得注意的是,蜂巢能源前身是长城汽车动力电池事业部,去年从长城汽车剥离成为独立公司,预计2022年实现独立上市。

    图片 2

    背靠老牌车企的锂电新秀

    高工产研发布的数据显示,两年前,我国动力电池企业数量达155家,但是到了2018年,这个数字已经下滑到了105家。目前,国内动力电池企业还面临着上下游企业的压力:一方面,下游车企面临补贴退坡要求电池企业降低配套价格;另一方面,上游原材料价格近年来上涨也给电池企业带来压力。比如,美国汽车电池制造商A123在短短三年内就从IPO走向破产,主要是因为电池成本依然居高不下,而订单数量并未跟上。

    60秒快速阅读: 1、作为动力电池的两大生产工艺,叠片工艺受制于生产效率和质量控制的因素,目前还只在市场份额较小的软包电池领域应用。 2、蜂巢能源称,通过生产设备的改进,正在大幅提升叠片工艺生产效率,预计2023年可开发出单工位0.25秒/片的设备,届时将有望与卷绕效率持平。 3、在电池性能层面,蜂巢能源认为,相同条件下,叠片工艺可以使电池能量密度提高5%,循环寿命提高10%,成本降低5%。从用户的角度来看,电池生产工艺的创新突破,将有助于提升电动车的使用寿命和续航里程,从长远来看,也有助于车辆成本下降。 4、叠片工艺既可以应用方形电池上,也可以应用在软包电池上,目前还主要应用于软包领域。蜂巢能源认为,从长远来看,方形电池更适合车载。但目前,软包和方形各有优势,两种技术路线还将长期博弈。

    蜂巢能源欧洲电池工厂的电池制作采用先进高速叠片工艺,具备快速换型的能力,配置AI智能检测及质量预测、分析等智能系统。园区总用地400亩(27公顷),厂房采取多层结构,项目分二期实施,一期建设2020年度启动,2022年度建成投产,二期计划2025年投产。

    “原材料价格趋于理性,已经在降低,这也给电池成本下降提供了很大的空间。对于国内电池企业来说,随着补贴退坡,如何渡过2019年和2020年很关键。”杨红新对记者表示,动力电池市场变化太快,国内80%左右的动力电池企业没有技术储备,所以一些电池企业死的也快。此外,受补贴退坡影响,2018年多家动力电池企业利润大幅下滑,企业战略布局要从长期考虑,进行全方面布局。蜂巢从多个场景化进行布局,三代技术同步研发,就是为了快速变化的市场。

    ■ 叠片VS卷绕 效率是关键

    蜂巢能源总经理杨红新

    真锂研究公布的数据显示,宁德时代一季度动力锂电池装机量占半壁江山,远超排名二三的比亚迪和国轩高科,预计今年的行业集中度会更明显。也就是说,动力电池行业虽然产能过剩,但优质的高端产能不足,这也导致很多新能源汽车企业出现了供货不足的情况。今年第一季度,北汽新能源产量和销量大幅下滑,电池供货不及时就是造成这种局面的一大因素。

    我们都知道,动力电池主要有三种类型,方形、圆柱和软包,而叠片和卷绕正是生产这些电池的两种工艺。从发展历史来看,卷绕工艺从消费类电池就开始应用了,经历了最初期的手动式卷绕机、更新后的迭代半自动卷绕机、再到现在的全自动卷绕机。在这过程中,卷绕工艺生产效率大幅提升,成为电池领域主流工艺路线。

    “全球能源都在朝着清洁能源转型,在以电为能源核心的过程中,电池已是能源生态的重要一环。”发布会上,蜂巢能源总经理杨红新表示,汽车产业正在面临前所未有的变革,而目前动力电池领域寡头竞争时代已经来临,意味着蜂巢能源在产能批量释放时,就已经面临激烈的市场化竞争。因此,在产能规模上,首先要达到领先水平。

    “最近几年,投资在收缩,但优质产能还是愿意投的。小企业生产线落后,很多不是按照汽车级标准建设的,所以产能劣质。大的企业也不愿意收购这些小企业,因为收购老产线没有价值。”杨红新说。

    图片 3

    杨红新介绍,蜂巢能源2016年正式成立,前身是长城汽车动力电池事业部。早在2012年长城汽车董事长魏建军就洞察到电动汽车发展是未来趋势,已经在当时的长城汽车内部设置了专门的动力电池研发团队,开始了基础研发。2018年2月独立为蜂巢能源,同年10月份,蜂巢能源从长城汽车体系中剥离到长城控股,成为和长城汽车并列的兄弟公司。至此,蜂巢能源在保持独立性的同时,开始有计划地对社会资本开放。

    在杨红新看来,未来,宁德时代一家独大的局面将会被打破。“现在外资电池企业已经重启在华投资,这让整个行业竞争更加充分,有利于国内电池企业更加健康地发展。”杨红新对记者表示,外资企业进入会加速淘汰落后产能。由于目前国内电池企业是一家垄断的局面,电池厂商和整车厂中涉及到话语权的问题,因而外资企业进入对整车厂来说也是利好的。“国内电池企业与日韩动力电池企业之间的差距不在研发方面,其化学体系甚至使用的材料与国外基本一致,但制造一致性上,外资企业的管控体系非常标准,中国企业还存在一些差距。”

    也正是因为卷绕工艺更成熟、生产效率更高,在消费类电池向动力电池发展的过程中,也沿用了卷绕工艺,成为当前动力电池主流的生产工艺,广泛应用在方形电池和圆柱电池里。叠片工艺则是伴随着电动车发展逐渐发展起来的,目前只在市场份额较小的软包电池领域应用。

    “现在和未来,长城汽车都会是蜂巢能源的重要客户之一。”杨红新表示,“蜂巢能源自己生产的51Ah电芯已经在长城WEY的P8车型上做了冬夏标实验,效果良好,为WEY的P8、欧拉的IQ和R1等车型提供了电池PACK超过3.2万套,到目前为止没有发生过一起产品质量事故,客户非常满意。”

    此外,虽然锂离子电池是当前行业主流,但仍存在安全性等问题,发生了一些应用锂离子电池的电动车起火事件。“安全问题是当前锂电池需要解决的技术难点,从技术手段上肯定可以解决。实际上,如果正常使用电芯是不会着火的,所有着火的电芯,都是电芯本身有缺陷。电芯在生产过程中有微小颗粒被夹进去了,在电池各种测试中会把绝大部分小颗粒筛出来,但有一些是筛不出来的,而电池用的时间长了就会刺穿。所以安全性的解决要靠生产一致性的控制,此外要做一些智能控制。”杨红新表示。

    从动力电池装机量来看,2018年,我们新能源汽车方形动力电池装机总电量约42.25GWh,占整体总装机电量的74.1%;软包动力电池装机总量约7.62GWh,占整体总装机电量的13.4%;圆柱动力电池装机总电量约7.11GWh,占整体总装机电量的12.5%。由此可以粗略推算出,目前85%以上的动力电池采用的都是卷绕工艺。

    同时,蜂巢能源也是长城汽车与宝马合作的电池板块,其依照国际水准建造的中国第一工厂坐落于江苏金坛,是全球第一家以先进的高速叠片工艺建造的电芯智能制造工厂。工厂占地800亩,计划投资100亿元,设计总产能20GWh。该工厂分两期建设,2019年10月一期投产,2020年底二期投产。

    当前,主流的锂电池封装形式主要有三种,即圆柱、方形和软包。而高工产研锂电研究所数据显示,在这三种封装形式中,方形电池占据主流达74%,圆柱和软包电池分别占比12%和13%。软包动力电池电芯普遍采用叠片工艺,而由于方形电池在叠片工艺方面一直无法突破效率问题所以通常采用卷绕工艺。叠片工艺的电池在安全性能、能量密度以及成本等方面具备明显优势,因此叠片工艺是未来电池的主流制造趋势。不过,当前就叠片工艺应用在方形电池的状况来讲,其在效率、一体自动化程度等方面仍然存在短板。

    图片 4

    此外,杨红新介绍,根据蜂巢能源的规划,到2025年,公司将为全球贡献100GWh产能,为中国贡献76GWh产能,具备向国内外主流主机厂稳定供货的能力。蜂巢能源同时规划了在6个国家建设7大研发中心和6大制造基地的全球布局。到2020年,研发中心投入约30亿元;到2025年全球工厂建设计划投入超过260亿元。

    “过去老的叠片技术效率低,所以很多电池厂商普遍选择了卷绕工艺。韩国率先突破了叠片工艺的效率,中国市场正在跟随。当前,电池厂已经在卷绕工艺上投资了几百亿,要把全部设备换掉才能用叠片工艺,成本太高。宁德等大型公司已经储备了叠片工艺技术,但包袱太大。预计在2025年左右,大多电池厂会采用叠片工艺。”

    卷绕工艺受欢迎,主要是生产效率带来的成本优势。相比之下,叠片工艺虽然在电池性能、完全、空间利用率等方面都更具优势,但由于叠片工艺生产设备的技术瓶颈难以突破,使得叠片电池比卷绕电池存在生产效率低、工艺复杂度高、品质控制难度大、设备占地面积大、单位瓦时投资比高等明显劣势。

    叠时代电池新产品:能量密度提升 安全性更高

    “两年前,宝马和长城接触的时候,已经知道长城在做电池且未来应用的是叠片技术,宝马也认为叠片工艺是电芯技术终极方案。所以宝马当时就派了专家和长城一起做模组开发,工厂的设计、标准体系、建设等标准完全按照宝马标准来的。”杨红新对记者表示。目前,蜂巢能源电池除了已经安装至长城的SUV车型上进行试验外,还与宝马和PSA进行业务洽谈。

    具体来看,目前国内叠片机行业效率普遍在单工位1-1.2秒/片,而只有效率提升到0.2秒/片左右时,叠片工艺才可能与卷绕工艺成本相当。另外,叠片工艺需要将每个极片进行两次分切,一个电芯则涉及到数十次分切,而卷绕工艺每个电芯只需要进行正负极各一次分切。每次分切都存在极片的截面产生毛刺的风险,这就增加了电池质量控制的难度。正是因为受制于这两个主要的短板,叠片工艺目前还远没有卷绕“受宠”。

    除了品牌战略规划,蜂巢能源的“超高速叠片工艺”也是本次发布会的重头戏。

    图片 5

    在工艺技术方面,蜂巢能源的电芯均采用高速叠片工艺,封包形式涵盖了方形和软包。

    ■ 电池尺寸变长 叠片优势凸显

    杨红新介绍说,锂电池从传统的3C电池工艺发展至今,经历了1.0的3C品质时代和2.0版的传统动力电池时代,均采用卷绕工艺,但面对未来电动汽车的发展趋势卷绕电池的优势已经力不从心。

    虽然叠片工艺有明显的瓶颈,但却是未来动力电池发展的大势所趋。随着新能源汽车的发展,企业已经开始针对电动车开发底盘,相比此前改款的燃油车底盘,针对电动车专门开发的底盘,动力电池可以更规则的排布,这一方面能有效利用空间,另一方面也有助于电池安全防护。

    蜂巢能源作为脱胎于车企的动力电池企业,对电动汽车行业发展趋势有精准把握,公司在全球范围内率先将高速叠片工艺创新应用于方形铝壳电芯,和传统卷绕工艺电池相比,叠片电池有多重优势:边角处空间利用率更高,能量密度可提高5%;全生命周期更低变形和膨胀,循环寿命提升10%;边缘结构更简单,结构适应性更好,电池安全性更高。

    目前,最受业内关注的电动车平台就是大众的MEB平台,从这一平台来看,电池的模组和电芯尺寸都在变大。业内普遍认为,大模组、大电芯是未来动力电池发展趋势。而目前大众发布的VDA尺寸的电芯已经到达卷绕电池的极限,而基于MEB平台的电芯尺寸,电芯长度大大增加。随着电池越来越长,卷绕工艺将越来越难实现。

    “基于市场需求,随着电芯宽度的增加,叠片效率将远超卷绕。”杨红新表示,此前叠片工艺之所以未能普及应用主要是因为效率问题一直得不到解决,传统叠片工艺效率为每片1S,而蜂巢的一期产线已将效率提升至0.6S,二期可实现0.45S高速叠片,蜂巢能源正在开发0.25秒的超高速叠片工艺,届时将完美解决叠片工艺的效率问题,甚至超越卷绕工艺效率。

    图片 6

    可以说,蜂巢能源开创的方形叠片电池将推动动力电池行业新一轮工艺技术革新,引领动力电池行业从传统的“卷时代”迈入“叠时代”。

    而从性能上来看,叠片工艺也有明显优势。杨红新介绍,相同条件下,叠片工艺可以使电池能量密度提高5%,循环寿命提高10%,成本降低5%。

    蜂巢能源品牌战略规划及产品发布会

    与此同时,叠片工艺生产设备也有所突破。据蜂巢能源介绍,目前已完成45度旋转式高速叠片机的开发与导入,叠片效率可达单工位0.6秒/片。同时,蜂巢已完成单工位0.45秒/片的速度验证与样机的开发制作,2023年预计可实现单工位0.25秒/片的叠片设备开发。

    三大应用场景下的动力电池产品

    图片 7

    基于超高速叠片工艺,作为“最懂汽车的电池专家”,蜂巢能源开发了一个电池技术开发平台,对于营运共享、短途代步、城际出行等不同应用场景下的车型做了针对性的开发。

    『蜂巢能源0.6秒高度叠片机』

    据杨红新介绍,在运营场景下,蜂巢能源开发了86Ah电芯和172Ah模组,模组能量密度达210Wh/kg,可保证运营车型里程在400km以上,实现2C快充,实现充电时长在30min以内,电芯寿命超2500次,可以保证整车质保达到5年50万的要求,符合出租网约车日常使用场景,并解决无后顾之忧。

    杨红新介绍,蜂巢能源在常州金坛工厂的一期产线已提升至单工位0.6秒/片生产效率,2020年的产能将达到4GWh;二期便可实现0.45秒高速叠片,2022年达到8GWh产能。而到2023年实现0.25秒的超高速叠片工艺,将有效解决叠片工艺的效率问题,有望超越卷绕工艺效率。

    对于短途市内代步场景,蜂巢能源选择以软包电池切入,与复星旗下捷威动力共同组建软包电芯产线,打造低成本高能量密度三元软包56Ah电芯,电芯能量密度可达260wh/kg,同时兼顾快充性能,适配VDA标准尺寸模组。该款电芯和模组主要针对市内代步短里程A00车型,提升续驶里程至350km,有效降低整车能耗。

    蜂巢能源工艺设备总监金正贤告诉汽车,蜂巢能源的0.6秒高速叠片工艺生产设备是与国外设备供应商合作生产的,0.45秒的设备则是蜂巢能源独自设计,已申请相关专利10余项,未来将与两家设备供应商共同开发。

    针对城际出行,蜂巢能源基于不同的产品定位又做了进一步细分,对于高端PHEV车型、A级家用车和高端豪华车三个细分领域做了产品开发。

    在解决生产效率的同时,如何解决叠片工艺多次冲切带来的产品质量隐患?金正贤表示,产品质量主要是控制层面的问题,蜂巢能源将对电芯生产线的在产线建设、环境控制、制程关键产品参数控制、制程工程能力控制、在线SPC管控等方面全面提升控制水平。

    在高端PHEV车型上,蜂巢能源采用51Ah PHEV电芯,模组可使插电式混合动力车型纯电续驶里程从50km提升至80km,同时,基于叠片电芯超高的功率特性及循环寿命确保在加速、低温等更加优异的用户体验。未来,该产品将配套长城旗下WEY P8等车型。

    图片 8

    对于城际出行场景下的A级家用车,蜂巢能源采用了与运营版相同尺寸的92Ah 811三元材料体系电芯,可使主流A级车型将续驶里程从400km提升至500km,大大降低用户 “里程焦虑”,消除高速路行驶隐患,进一步接近传统燃油车使用场景。

    『蜂巢能源电池测试实验室』

    在高端豪华车型上,蜂巢能源开发了811体系的电芯,负极升级为硅碳后,电芯容量可达137Ah,单体能量密度可以达到265wh/kg,搭配柔性化大模组,可适配B级以上高端豪华性能车型,续驶里程可达到500km。

    ■ 长期来看 方形叠片是趋势

    此外,针对纯电动平台化的需求,蜂巢能源还开发了156Ah和117Ah全新标准尺寸电芯及大模组,单体能量密度达255Wh/kg,在pack上,可根据车型轴调整模组用量,拓展性极强,整车可覆盖A0——D级轿车、SUV、MPV等,续驶里程400——600km,可实现对燃油车的取代。目前,该产品已经开始与包括大众、长城、长安、吉利等国际国内主流车企接触,未来将实现批量化供货。

    目前,国内做方壳叠片电池的企业并非蜂巢一家,青岛力神动力电池有限公司在2018年实现了方形叠片电池的量产,单片位叠片效率在1.0秒/片左右。但受制于叠片电池的生产效率低、技术及投资门槛较高等特点,叠片电池技术还没有大规模应用在方形电池领域应用。

    蜂巢能源产品发布仪式

    根据蜂巢调研,LG化学、三星SDI、松下等国际电池巨头都将叠片技术纳入下一阶段布局目标。这也给蜂巢能源一定信心,杨红新表示,作为动力电池领域的“闯入者”,蜂巢能源没有其他电池厂的产能、设备包袱,可以直接从最适合未来趋势的技术切入。

    无钴电池与四元电池明年量产

    图片 9

    值得注意的是,本次发布会上,杨红新还介绍了蜂巢能源全球首创的两类新品电池:无钴电池、四元电池。

    除了圆柱电池受制于形状限制较难采用叠片工艺生产,软包和方形都可以应用叠片工艺。那么问题就来了,软包叠片和方形叠片到底哪个更好?中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬告诉汽车,从长期来看,方形电池更适合车载。

    无钴化关键技术是掺杂无未成对的电子自旋的元素,减弱电子超交换的现象,降低Li/Ni混排,提高电性能。蜂巢能源推出的无钴电池可以做到容量210mAh/g以上、首次效率90%、50周扣电98%以上、DSC放热峰值温度大约210℃。此外,根据金属钴价格波动,无钴材料成本可下降10-15%,且完全摆脱对于钴的依赖。

    他解释道,方形电池壳体多为铝合金、不锈钢等材料,对电芯的保护作用优于软包电池。除此之外,方形电池还有电池内阻小、寿命长、空间利用率高,以及成组后的能量密度下降小等优点。

    最为关键的是,蜂巢能源无钴电池已具备量产条件,计划将在2020年第三季度实现量产,其性能可以达到NCM811同等水平,但电芯BOM成本可以降低约5%。

    但软包电池也有可取的优点,王子冬指出,软包电池一般采用铝塑膜包装,发生安全问题时,软包电池一般会鼓气裂开,不会爆炸。另外,铝塑膜包装也带来了重量轻、设计灵活等优点。从2018年装机量来看,软包电池虽然市场分额不大,但增长速度同比增长60.73%。目前来看,两种技术路线还将长期并存,将在实际生产应用中不断探索和改善。

    在四元电池方面,蜂巢能源开发的产品主要技术参数可以达到:容量215mAh/g以上、首次效率90%、50周扣电99%、DSC热分解峰值温度大约219℃。

    图片 10

    与NCM811相比,四元电池Co含量降低一半,能够有效地降低原材料成本;且循环性能优于NCM811体系耐热、产气少、安全性更高。蜂巢能源四元电池计划将在2020年第二季度实现量产。

    编辑有话说:

    从2009年算起,我国推广应用新能源汽车刚刚10年,整体来看,动力电池的发展尚在摸索中前行。尽管我们能够通过科学的理论逻辑、前期的研发试验论证一种技术路线的前景,但还不能完全预判其在规模量产、实际应用中遇到的问题。因此,面对新技术、新工艺的改进,我们既要持开放的态度去研究,也要沉淀下来持续测试、评估和改进,在提升动力电池性能的同时,更要把安全置于首位。

    本文由奥门24小时娱乐在线发布于24小时娱乐备用网址,转载请注明出处:投资退潮产能闲置,方形叠片最有未来

    关键词:

上一篇:新品发布

下一篇:没有了