2019世界新能源汽車大會達成共識，全球力爭2035年實現新能源汽車市場份額達到50%，全球汽車產業(yè)基本實現電動化轉型。然而動力電池的安全控制和成本瓶頸始終制約新能源汽車產業(yè)前行。近日，來自中國保定的蜂巢能源宣布，他們在制造工藝方面取得了巨大突破，并且正式對外公布了全球首款無鈷材料電池和全球首款四元材料電池。

他們自信滿滿地宣布，一切問題，似乎迎刃而解了。

全球首款無鈷電池意義何在？

動力電池產業(yè)中，目前應用最廣的三元體系鋰離子動力電池中，電芯的正極材料的成本占比達到30%~45%。以 523體系為例，鈷在其中的占比達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。

中國是貧鈷國家，幾乎全部的鈷原料都來自非洲的剛果。該國的鈷礦資源也幾乎全部供應全球電池原料市場，絕大部分是中國買家。從戰(zhàn)略上來說，動力電池用鈷的原材料來源非常單一且脆弱。

作為世界動力電池主要供應商，日本松下、韓國LG和中國寧德時代等都在想法設法降低對鈷的依賴，并研發(fā)試制無鈷化電池。

蜂巢能源這家來自保定的中國企業(yè)，同時也是長城汽車董事長魏建軍“二次創(chuàng)業(yè)”的戰(zhàn)略型企業(yè)，搶在了動力電池巨頭的前面，率先發(fā)布了自己的無鈷材料電池。

據介紹，這款無鈷材料性能可以達到NCM811同等水平，減結構穩(wěn)定，循環(huán)壽命和安全性都得到了提高。而且，材料成本降低5~15%，相應帶來的電芯物料成本可以降低約5%，且會讓材料不受戰(zhàn)略資源影響。

蜂巢能源的無鈷電芯產品于2018年3月正式立項。通過摻雜技術改進了無鈷材料在充放電的可逆性和結構穩(wěn)定性，電壓平臺達3.87V，比811高出0.04V（3.83V）。

根據規(guī)劃，這款電池將2020年8月體系定型，2021年11月將實現標準化生產。

全球首款四元電池解決了什么？

對于動力電池而言，提高能量密度與解決電池安全存在一個平衡點。清華大學教授、中國科學院院士歐陽明高明確指出，目前最為緊迫的一項任務就是如何把安全的平衡點提升到300Wh/kg的能量密度。

由于動力電池在工作中發(fā)熱和產生氣體，容易造成內部構件的穩(wěn)定先缺失，誘發(fā)短路進而自燃。最近頻頻爆發(fā)的純電車自燃對整個新能源汽車產業(yè)帶來了不良影響。而這些問題如何解決，電芯的穩(wěn)定是重中之重。

據了解，蜂巢能源開發(fā)的四元材料使用特殊工藝和配方，使其循環(huán)性能優(yōu)于NCM811材料，同時具有耐熱更好、產氣少、安全性更高的特點。最終呈現在動力電池上就是容量更高、壽命更長、安全性更好。

蜂巢能源介紹，其四元材料電芯項目于2018年9月立項，預計2020年12月實現材料標準化生產，2022年11月實現基于四元材料的電芯標準化生產。

動力電池為何要進入“疊時代”？

不論是軟包還是方形鋁殼動力電池，由于受新能源汽車電池包設計的影響，其形態(tài)正在向著長度更長的方向發(fā)展，高度方向則統(tǒng)一在了100mm左右。傳統(tǒng)的卷繞式電芯已經不能滿足動力電芯的形態(tài)要求，取而代之的是疊片工藝生產出來的電芯。

事實上，松下、三星SDI、寧德時代等行業(yè)頭部企業(yè)都有在2022年之后導入疊片工藝的計劃。而卷繞式電芯的弊端也被業(yè)界詬病，存在安全隱患和充放電不足問題。

盡管疊片工藝對于動力電池性能的提升優(yōu)勢明顯，但受制于設備、工藝、制造、效率等的瓶頸，疊片工藝在實際的產業(yè)化應用同樣面臨成本問題。

蜂巢能源聘請了國內外資深疊片設備與工藝專家重點攻關，目前已完成行業(yè)首例45度旋轉式高速疊片的開發(fā)，疊片效率可達0.6s/pcs/單工位，疊片效率超出行業(yè)傳統(tǒng)疊片設備單工位效率的40%，輔助時間從原來的10秒縮短到7.5秒。

目前，蜂巢能源已完成0.45s/pcs/單工位疊片速度驗證機與樣機的開發(fā)制作，2023年預計可實現0.25s/pcs/單工位疊片設備開發(fā)。

20億歐元建設AI工廠為了啥？

蜂巢能源將斥資20億歐元在歐洲建設24GWH大型動力電池工廠、配套正極材料工廠和電池技術中心。采用先進高速疊片工藝，配置AI智能檢測及質量預測、分析等智能系統(tǒng)。園區(qū)總用地400畝，廠房采取多層結構，項目分二期實施，一期建設2020年度啟動，2022年度建成投產。核心功能包括設備健康管理、工藝設計改善、質量智能檢測、內部物流優(yōu)化等功能。

中國工廠建設方面，保定現已建設完成的PACK線已實現量產，江蘇常州工廠處于在建狀態(tài)，于2019年年底實現標準化生產。在全球七大研發(fā)中心中，保定、韓國、上海和印度的研發(fā)中心已經投入使用，美國、日本和無錫的研發(fā)中心處于在建。

截至 2019年5月，蜂巢能源PACK裝機量為207.9MWh，環(huán)比增長了1305%，行業(yè)內排名第6位 。裝車量為6078輛，為長城汽車提供配套。此外，蜂巢能源還與寶馬和PSA以及主流自主品牌主機廠進行合作。

寫在最后：全球新能源汽車產業(yè)發(fā)展以中國市場為風向標，國際車企巨頭在動力電池方面投入并沒有中國企業(yè)這么義無反顧。蜂巢能源從長城汽車內部一個事業(yè)部成長為準備獨立IPO的企業(yè)，目標是與松下、LG、寧德時代等電池行業(yè)領軍者共同推進新能源產業(yè)的進步。不論是在投入上還是技術方向上，蜂巢能源都具有一定的前瞻性。也許，在開放、融合的戰(zhàn)略之下，中國自主品牌動力電池企業(yè)，能夠占據全球新能源車供應鏈的尖端。

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