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長薄刀片電芯+高速疊片工藝正成為方形電池發(fā)展的主流趨勢，而動力電池大規(guī)模制造又特別需要疊片工藝的到來。

日前，蜂巢能源對外發(fā)布了超高速疊片技術3.0，并給它起了一個很好聽的名字“飛疊技術”。原因之一就是其疊片效率已經(jīng)非常高，掃清了疊片工藝逆轉(zhuǎn)卷繞的最后一道障礙。


蜂巢能源第一代疊片技術的效率是0.6秒/片，第二代0.45秒/片，而“飛疊”時代，效率達到0.125秒/片，已經(jīng)媲美甚至趕超卷繞工藝，在疊片賽道上處于絕對的引領地位。

實際上，除了蜂巢能源，近兩年弗迪電池、億緯鋰能、中創(chuàng)新航、欣旺達等電池企業(yè)在方形電池產(chǎn)品中也在大規(guī)模采用疊片工藝，“疊片+長薄刀片電芯”已經(jīng)成為方形電池的趨勢主流。同時，因軟包電池制造特性，LG新能源、SK On、遠景動力、孚能科技等企業(yè)不斷擴大產(chǎn)能，電池制造正迎來大規(guī)模“疊時代”。


開“方形疊片先河”背后：技術是后來者突圍利器

得益于頭部電池企業(yè)在方形疊片工藝上的持續(xù)創(chuàng)新和應用，疊片工藝未來在方形電池中有望得到大規(guī)模應用，并超越卷繞成為主流。行業(yè)機構預計，到2027年采用疊片工藝制造的電池產(chǎn)能將達到845GWh。

實際上，得益于早期電池形狀、尺寸的標準化及設備工藝的成熟，卷繞工藝在圓柱、方形電池領域得到大規(guī)模應用，并長期占據(jù)主流地位。
但是，隨著電動汽車的普及和電動汽車專用平臺的陸續(xù)出現(xiàn)，為滿足續(xù)航、安全、壽命和成本需求，電池設計正在向著長薄化的方向發(fā)展，電池尺寸越來越大，卷繞工藝的弊端開始顯現(xiàn)，如極片上涂層材料不可避免受到較大的彎曲變形，從而導致折彎處形成掉料和死區(qū)；卷繞過程中，極片和隔膜所受拉力容易不均勻產(chǎn)生褶皺和對齊度不良等。

與卷繞工藝相比，疊片工藝更適合長薄電芯，且優(yōu)勢開始凸顯：

1)更高的能量密度：在相同體積的電芯設計情況下，疊片電芯的能量密度高出約5%左右;

2)更穩(wěn)定的內(nèi)部結構和更高的安全性：不存在拐角內(nèi)應力不均勻問題，每層膨脹力接近，因此可以保持界面平整，內(nèi)部結構更穩(wěn)定，同時拐角處受力均勻，斷裂風險降低;

3)更長的循環(huán)壽命：極耳數(shù)量是卷繞電池的兩倍，內(nèi)阻相應降低10%以上，循環(huán)壽命比卷繞高10%左右;

4)更適合做大尺寸、高倍率和異型電池。

然而，疊片工藝之所以在過去一段時間沒有成為主流，也是因為其有著明顯的“短板”：生產(chǎn)效率較低、占地面積大、良率不如卷繞、設備投資大、技術難度大等。

技術路線雖然曲折，但在市場需求驅(qū)動下，其雖蜿蜒但總是向前的。

脫胎于整車企業(yè)，有著車企基因的蜂巢能源，在創(chuàng)立之初，就對未來電動汽車設計、需求以及電池技術進行了推演，并且堅定了疊片技術未來在方形電池中的方向，持續(xù)不斷深耕。

蜂巢能源董事長兼CEO楊紅新曾對此解釋，先入局者不僅在規(guī)模上有先發(fā)優(yōu)勢，更擁有供應鏈優(yōu)勢，要和巨頭硬拼很難勝出，只有通過創(chuàng)新以及獨特的技術才能成為“彎道超車”的那一個。

事實上，技術是后來者突圍的利器。彼時，已經(jīng)洞察疊片在方形中將成為趨勢的電池企業(yè)應該不只蜂巢能源一家，但蜂巢能源選擇的是“最難走的一條路”，同時也是其逆襲并成功躋身全球動力電池頭部陣營“最短的路”。

成立僅5年的時間，蜂巢能源在2021年及2022年上半年動力電池裝機量已經(jīng)進入全球TOP10，在中國市場排名第6。同時，依托疊片工藝和技術創(chuàng)新，蜂巢能源已經(jīng)與長城、吉利、零跑、東風、嵐圖、小鵬、理想、光束、賽力斯、合眾、Stellantis等國內(nèi)外知名車企建立合作。

“飛疊技術”：蜂巢能源的創(chuàng)新歷程

時至今日，“飛疊技術”已經(jīng)媲美卷繞，將疊片效率、良率和應用帶到了新的高度，但是回首這段成績，可以看出蜂巢能源并非是盲目的“冒險”，也并非是“想撞大運”賭一場，而是由于其背后的研發(fā)和創(chuàng)新能力，支撐著它敢于這么做。

一方面，脫胎于整車企業(yè)，蜂巢能源有著車企基因，可以更好地從整車的視角去看待動力電池如何更好融入電動平臺；另一方面，蜂巢能源成立之前其早期團隊就已經(jīng)在電池領域深耕超過8年，電池領域技術專家遍布國內(nèi)外；此外，持續(xù)的“重研發(fā)投入”理念也得以讓其在電池創(chuàng)新方面有諸多收獲……多重因素讓蜂巢能源看到疊片在方形電池中的趨勢，深厚的技術實力和龐大的研發(fā)團隊讓其有信心“敢于搏”，最終由其叩開了疊片大規(guī)模制造的新時代大門。

從2019年第一代疊片電池0.6秒/片的效率，到2022年0.125秒/片的3倍效率提升，蜂巢能源用了3年的時間，將疊片的核心壁壘攻克，也得以讓疊片工藝的多種優(yōu)勢得以在更大層面產(chǎn)業(yè)化。

在接受媒體采訪時，楊紅新也坦承，過去四年，蜂巢能源不僅自身投入了大量人力與財力集中攻克疊片技術，還聘請了國內(nèi)外資深疊片設備與工藝專家，但在成本控制上始終繞不過去。

然而，蜂巢能源沒有放棄，而是不斷嘗試、創(chuàng)新，不僅在技術層面，蜂巢能源的研發(fā)人員甚至親自參與疊片機的設計，將觸角延伸至產(chǎn)業(yè)上游，終于突破了疊片的核心痛點。

為了解決疊片工藝的短板，蜂巢能源自行設計全套圖紙和程序，由博眾精工代為生產(chǎn)，打造出第三代“飛疊”技術的疊片機。相較于蜂巢能源上一代疊片機，第三代“飛疊”技術的疊片機占地面積減少達45%，效率提升200%以上。

據(jù)介紹，在開發(fā)“飛疊技術”時，蜂巢能源研發(fā)人員還積極吸取其它行業(yè)經(jīng)驗，再結合現(xiàn)有量產(chǎn)的疊片技術與結構，充分融合，形成了組合創(chuàng)新方案。如其疊片效率的提升靈感之一就是來源于易拉罐產(chǎn)線，把原來“一個流”的設備理念轉(zhuǎn)變?yōu)榕刻幚淼睦砟?，在一臺設備上多片同時切、同時疊，實現(xiàn)了更高效產(chǎn)出，單機設備成本幾乎不變的情況下，效率提升一倍。

從這些情況也可以看出，成立以來蜂巢能源不僅一直持開放創(chuàng)新理念，而且科研團隊善于融合創(chuàng)新，在疊片工藝上實現(xiàn)突破，這也側(cè)面驗證了其研發(fā)團隊超強的創(chuàng)新能力。

據(jù)悉，第三代“飛疊”技術還集成了極片放卷、裁切、熱壓功能、疊片 CCD 在線監(jiān)測、HI-POT在線監(jiān)測，實現(xiàn)單片不良全檢。在一致性方面，采用創(chuàng)新壓刀結構，疊片對齊精度提升。

除了效率和良率本身，其它各項技術的加持和融合，使得疊片工藝相較于卷繞實現(xiàn)質(zhì)的提升，帶動了大電芯、長電芯、大產(chǎn)線制造的變革，這也許是蜂巢能源將其命名為“飛疊”的原因所在。

技術和產(chǎn)品不斷突破業(yè)界壁壘背后，是蜂巢能源在研發(fā)領域持續(xù)的重金投入。其IPO招股書顯示，近三年蜂巢能源研發(fā)費用占營業(yè)收入比例高達20.71%，處于行業(yè)領先水平。

動力、儲能電池“疊變”開啟

疊片電池更高能量密度、更穩(wěn)定內(nèi)部結構、更長循環(huán)壽命、更安全等特點，不僅非常匹配長薄化的電芯，還與大容量電芯生產(chǎn)工藝有著更高的匹配度。

受儲能市場快速爆發(fā)增長帶動，2022年中國乃至全球儲能市場快速爆發(fā)，大儲能電芯成為儲能產(chǎn)品焦點和技術趨勢，包括蜂巢能源、億緯鋰能、海辰儲能、遠景動力、弗迪電池、中創(chuàng)新航都推出了基于疊片工藝的儲能電池。

業(yè)內(nèi)分析指出，隨著儲能電芯不斷突破280Ah甚至更高，儲能領域?qū)⒊蔀槔^軟包電池之后，疊片電池出貨的新增長極。

因為動力、儲能兩個大市場的爆發(fā)，業(yè)內(nèi)推測2023年全球鋰電池出貨量就將進入TWh階段，面對疊片電芯市場需求的快速增長，蜂巢能源也在同步布局相應產(chǎn)能。

據(jù)楊紅新透露，蜂巢能源在投建成都、上饒、鹽城、常州生產(chǎn)基地的時候，廠房產(chǎn)線已經(jīng)按照“飛疊技術”進行了規(guī)劃。

獨行快、眾行遠。當前，疊片工藝逐漸在方形產(chǎn)品中被認為是主流趨勢，頭部電池企業(yè)紛紛進行相關工藝研發(fā)和產(chǎn)線布局。

在蜂巢能源看來，要推動動力、儲能電池真正進入“疊時代”，把疊片蛋糕做大，必然是產(chǎn)業(yè)鏈主流企業(yè)多數(shù)采用效率更高、成本更低的疊片工藝。為推動整個行業(yè)疊片效率和良率的提升，滿足電動汽車、儲能市場對高性能產(chǎn)品需求，蜂巢能源已經(jīng)宣布，將向行業(yè)公開授權“飛疊”技術。

與此同時，基于以往經(jīng)驗和技術積淀，蜂巢能源2022年5月，發(fā)起了“先蜂產(chǎn)業(yè)合作伙伴全球招募”活動，開始挑選合作伙伴聯(lián)合開發(fā)第四代疊片機。

除了技術的公開授權，蜂巢能源也在積極為產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的疊片供應商。

蜂巢能源前幾代疊片技術，選擇自己設計全套圖紙和程序，再引入行業(yè)里有強大非標設備制造實力的供應商深度合作。相關企業(yè)深度參與了疊片設備的研發(fā)、設計和開發(fā)流程，積累了豐富的經(jīng)驗。

無疑，在即將到來的TWh時代，蜂巢能源通過與設備供應商深度合作、授權，可為產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)大批優(yōu)質(zhì)疊片設備供應商，助力整個新能汽車、儲能電池產(chǎn)業(yè)疊片效率和良率的提升、普及，進而推動整個產(chǎn)業(yè)邁向更高質(zhì)量發(fā)展階段。

原標題：TWh時代電池制造正加速“疊變”