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蜂巢能源首发四元及无钴材料电池，并宣布于2025年实现100GWh电池产能
2019-07-11 13:55:57
基于叠片工艺，发布三大应用场景的电池产品
与传统电池厂生产动力锂电池的制造工艺不同，蜂巢能源主打叠片生产工艺。在本次发布会上，蜂巢能源总经理杨红新明确了“叠时代”的概念，“锂电池发展至今，经历了1.0的3C品质时代和2.0的传统动力电池时代，均采用卷绕工艺。”蜂巢能源总经理杨红新表示，“进入动力电池3.0的叠时代，就是以叠片工艺为特征的新技术、新材料、新工艺、新标准大量涌现的、专门为电动汽车而生的时代。”
叠片电池相比于传统卷绕工艺电池在相同的正负极材料技术条件下，能量密度提升5%，循环寿命提升10%，成本降低15%。除此之外，叠片电池还拥有更高的电芯功率和低温放电性能。电芯寿命、安全性和稳定性更好。
基于叠片生产工艺结合电动汽车不同的用途，蜂巢能源也开发了一个电池技术开发平台，针对包括营运共享、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，在现场也发布了基于这些场景打造的电池产品。
针对营运共享场景，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2300次，整车质保达到5年50万km的要求，符合出租网约车日常使用场景。
针对短途市内代步场景，蜂巢能源选择以软包与方形电池共同布局，其中软包电芯产线与复星集团旗下捷威动力共同组建，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；方形电芯采用VDA两倍厚度电芯104Ah，采用622体系，循环寿命可实现2000次以上。
以上两款电芯及模组主要针对市内代步短里程A00车型，续驶里程覆盖300-400km，有效降低整车能耗，目前主要配套欧拉R1以及即将推出的R2车型。
针对城际出行，蜂巢能源也在细分领域做了产品开发。在高端PHEV车型上，蜂巢能源采用51Ah PHEV电芯，模组电量可以将其纯电续航里程从50km提升至80km。未来，该产品将配套长城旗下WEY P8等车型。
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 NCM811三元材料体系电芯，可使主流A级车型续航达到500km，让其更加接近燃油车的使用体验。
在高端豪华车型上，蜂巢能源开发了正极811体系、负极硅/碳体系的电芯产品，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500-600km。
首发无钴材料、四元材料电池两款概念性产品
蜂巢能源本次正式对外发布的无钴材料、四元材料电池两款概念性产品就是叠时代新材料的代表。
据悉，现有三元体系的锂离子动力电池中，正极材料的成本占比达到30%~45%，这其中，以523体系为例，钴在其中的占比达20%，作为战略性的资源，钴的价格波动将会直接影响到最终电芯的成本。因此，在以高镍体系为共识的大前提下，包括松下、LG、宁德时代等国际主流动力电池企业都在将低钴及无钴化电池作为下一代动力电池的研发方向。
在此背景下，蜂巢能源正式发布了全球首款基于无钴材料的电芯产品。据蜂巢能源介绍，无钴材料性能可以达到NCM811同等水平，但电池材料成本会下降5-15%，这样电芯的整体综合成本可以降低5%，而且原材料的供应更加稳定、有保障。
据介绍，无钴化关键技术有两个：一是掺杂无未成对的电子自旋的特定元素，减弱电子超交换的现象，降低Li/Ni混排，提高电性能；二是掺杂M-O键能大的元素，减缓晶体在充放电过程的体积变化，稳定结构，提高循环寿命和安全性。
杨红新表示，围绕上述两大关键技术，蜂巢能源目前已经完成了技术攻关，有了概念性产品。目前通过掺杂技术改进了无钴材料在充放电的可逆性和结构稳定性，电压平台达3.87V，比今年流行的NCM 811配方电芯高出0.04V（3.83V）。
虽然已经完成了技术攻关，但是目前还是一个概念性产品，也就是说还是原型阶段，预计在2019年的年底完成材料开发工作，在2020年3月完成材料体系优化、4月材料中试、8月体系定型，经过各种可靠性及性能等验证之后，计划在2020年第三季度实现无钴电芯的商品化量产。
除了“无铬电池”外，本次发布会的另一个主角是“四元锂电池”，目前我们所用的三元锂电池，就是锂电池的正极由3种金属元素“镍铬锰 NCM”组成，按照不同占比，可以划分为523/622/811等三种主流的形式。而蜂巢正在开发的四元材料，就是在NCM体系的基础上掺杂Mx，Mx掺杂会使一次颗粒之间的边界强度增强，因此会减少在有害的相转变过程中微隙的形成。使其循环性能优于NCM811材料，同时能实现耐热更好、产气少、安全性更高的特点。最终呈现在动力电池上就是容量更高、寿命更长、安全性更好。
目前这个四元锂电池也是处于概念性阶段，蜂巢能源介绍，其四元材料电芯项目于2018年9月立项，将在今年年底前完成材料开发，预计将于2020年第四季度实现四元材料电芯的商品化量产。
斥资20亿欧元欧洲建厂
据公开资料显示，蜂巢能源科技有限公司成立于2018年2月，经营范围主要为锂离子动力电池及其正极材料、储能电池等方面的开发和销售，以及新能源汽车充电桩、电池利用回收等方面的研发和运营。蜂巢能源的前身是长城汽车动力电池事业部，自2012年起开展电芯的预研工作，2018年10月，长城汽车发布公告，分别以对价人民币1.64亿元及4770.07万元出售123项公司专利、非专利技术资产及部份资产给蜂巢能源及蜂巢能源保定分公司，进一步助力动力电池公司独立运营。
蜂巢能源在全球布局了七大研发中心，目前保定、韩国、上海和印度的研发中心已经投入使用，美国、日本和无锡的研发中心处于在建。据杨红新介绍，目前蜂巢能源已在河北保定建成电池PACK线并实现量产，江苏常州工厂处于在建状态，其一期规划产能4GWh，预计2019年10月份量产，二期项目规划8GWh；同时蜂巢能源还和捷威动力合资在盐城规划建设3GWh的软包电池项目，到2025年，蜂巢能源规划国内三座工厂总产能将达到76GWh。截至2019年5月，蜂巢能源PACK装机量为207.9MWh，排名第6位。装车量为6078辆，为长城汽车提供配套。
本次发布会上，蜂巢能源还宣布了欧洲设厂规划，计划在欧洲投资20亿欧元设立24GWh的新工厂，配套正极材料工厂和电池技术中心。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。此外，蜂巢能源还计划在北美建设一个产能为20GWh的工厂。
据悉，目前大众是蜂巢能源的客户之一，此外，蜂巢能源还正在与宝马和PSA展开电池供应谈判。
