蜂巢能源的短刀片电芯生产和发展路线

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蜂巢能源近日举办了一次小规模的金坛工厂参观活动,主要介绍短刀电池的智能制造过程,我整理分享一下我看到的内容。

蜂巢能源的短刀电芯产品,首次出现是在2019年4月上海汽车展上,然后在2021年底蜂巢能源发布“领蜂600”全域短刀化后占据了产品序列的C位,这次在蜂巢能源二期短刀电池工厂,“短刀”电池量产线落地,年产能为2.5GWh。

▲图1.短刀磷酸铁锂的生产落地

Part 1

短刀的生产过程

在二期工厂的8GWh产能里,铁锂和三元(含无钴)大概占了一半。预计2022年,在各个电池企业里面铁锂估计占比都在50%以上。

现场可以看到,锂电池的第一道生产工序匀浆也是按这个比例安排的,单个2300L大容量双行星搅拌设备,每罐浆料对应600KWh(纯电动车10辆左右)——这部分其实和电池的最终形态没直接的关系。

▲图2.现场看到的化学体系的比例

比较明显的是第二道的涂布工艺,短刀电池的长度(近600mm)比普通电芯(148mm或者220mm)更长,涂布的宽幅、速度、精度决定了电池极片生产的效率和品质。在现场能看到1400mm超宽幅涂布机,一次出两列,涂布速度也非常高(80m/min)。幅度宽了,为了保证涂布精度,需要在涂布设备上设置三套β射线在线面密度检测系统和两套CCD实时涂宽检测系统,来实现数据实时检测和控制,保证涂布的自动闭环管控(面密度控制在±1.5%以内,正反面错位≤0.5mm)。

▲图3.短刀相比之前的宽幅涂布有很大的变化

在辊压工序中,整体工艺没有很大的差异,由于幅度比较宽,通过正极热辊压,负极双辊连续滚轧,在辊压机上进行电磁加热、红外线在线烘烤、在线激光测厚、废料边去除等技术集成,效率还是有很大的提升。

在模切工序,蜂巢能源应用了激光模切,节省模具投入和设备维护的费用,模切效率也得到40%的提升(30m/min提升至40-50m/min)。

在这里的最大挑战是激光过程产生的毛刺,需要检测层面非常精细化的算法。下一步产线的提升,主要依靠卷对卷模切+切叠一体设备,在工艺层面进行集成。

对于刀片系列的电池而言,某种意义上是从软包进化过来的(叠片工艺的电池生产),叠片速度一直是行业痛点,在这里看到的是双工位叠片效率高达0.4s/片,已研发完成的下一代超高速刀片式电芯极组成型设备,叠片效率可以做到0.125s/片,配合电芯的设计可以在电芯封装层面,对于卷绕极组成形效率形成实质性的挑战。

▲图4.高速叠片机

软包的电芯厚度瓶颈,在刀片设计的理念下,其实突破了。所以这颗磷酸铁锂的电芯,在21mm的厚度下达到了184Ah,还有进一步增长的空间。

▲图5.双卷芯的设计9mm合成21mm的厚度电芯

从生产的过程来看,二期工厂相比于之前看到的一期,在细节上有很多的改进,主要是兼容性方面:二期兼容了VDA、短刀两种不同的设备,在细节方面诸如传输设备方面作了改进,特别是导入了卷芯磁悬浮的物流体系,加上改进的AGV运输物流,极大的提高了节拍和效率。在参观过程中,工厂配置的人员又少了很多,而加入了更多的检测手段,通过强大的软件系统和数据分析来提高工艺直通率,变得更加智能化了。

走低成本,高体积利用率的路线,从VDA电芯一路演化到刀片,整体的卷芯到Pack效率还是非常靠前的。从目前来看,围绕电芯层面的革新,比围绕Pack结构的设计,能够使得电芯在制造层面的成本的降低,在Pack层面也会提高成组效率,降低电池系统的重量(能量密度提高),而且Pack内部的零部件数量减少,特别是相关结构件的减少,有效实现电池系统的成本目标。最终,电池安全性能也会进一步提升——对于方壳而言,薄的电池相对更安全。如果不往宽度方向做文章,往厚度扩展,对于电池安全的影响是很大的(散热面小,热导不出来,内外部的温差大)。

▲图6.刀片电芯的成组率,真的是非常高效的

Part 2

技术发展方向

●围绕全域短刀电芯的迭代

在技术交流环节,比较有意思的话题就是围绕短刀电池的进化。

由于目前磷酸铁锂材料技术的进展,可以在工艺环节和材料环节做进一步迭代。对于电池企业来说,最喜欢的进化方向就是这样:在电池生产线,电芯尺寸、电池系统和整车接口,什么都不需要变,直接能通过多迭代实现能量密度上5%、10%的升级。

蜂巢能源在短刀电池升级的路径上,不管是磷酸铁锂混磷酸锰铁锂,还是磷酸锰铁锂混三元,都在同时进行开发。今年底到明年还会陆续推出第二代和第三代,能量密度也将进一步提升。

从研发逻辑上来看,原材料的来源非常广泛,是更好的解决方案,为整个行业的进步和电动汽车的竞争力的增强,提供非常大的贡献和价值。磷酸铁锂和铁锰锂的下一步,是开发快充能力,目前的高性价比产品是配置1.6C快充能力,下一步开发2C-2.2C的铁锂,然后往4C方向上开发磷酸铁锂。

●高镍电芯开发

围绕低成本磷酸铁锂技术路线的出现,会逼着三元进一步向上,也会逼着无钴进一步向上,通过提高高镍的克容量和提中镍的电压,2022年上半年量产4.4V高电压产品和2022年年底(或者2023年初)无钴4.4的产品也会推出。这个技术方向上面,首先可以配合快充的设计,实现高性能电池的路线。

▲图7.围绕短刀的设计,主要迭代的是性能

做电池有意思的地方,就是产品一直在进化:产线通过不断的升级,改进效率和良品率。平台化可以适应多数客户的Pack设计,这是产品灵活性所带来的。

随着2021年新能源汽车市场的狂飙突进,2022年电池成本受到上游原材料上涨不断提升,这需要电池厂家和车企一起来承担,而2022年能看到新能源汽车的产品结构可能会有所调整。

目前每个电池公司面临的成本压力都是非常大的,但是这种压力是阶段性的压力,随着天气变暖,上游供给包括盐湖生产供给和矿山的锂的供给会增加,在国内外的共同努力下会得到逐渐的缓解。

在从材料端来看,蜂巢能源从2021年年中开始做了大量的行动,包括上游的一些原材料的锁定(锁量、包销、预付),有铺垫以后,整体材料供应能满足2022年全年的需求量。在成本的控制上要多重并举:除了提早地锁定一些原材料买进之外,还要做技术创新来降低成本——国产原材料的替代,新化学体系的使用,通过调整结构吸收一些成本的上涨。

预计在2022年,相比去年,蜂巢能源的磷酸铁锂比重会增加(超过50%),短刀电芯的比例也会增加。现在全球规模(300GWh)不是很大的情况下,供应链都已经出现了比较大的供应风险和挑战,未来成几倍,十倍的增长,到TWh时代电池材料的供应挑战会更大。从长远来看,蜂巢能源会自制一部分核心的原材料,并对上游原材料端进行一些投资,会对下一代电池技术的原材料进行一些投资。

从设备端来看,电池公司80%的投资是设备,需要以更高的生产效率和更智能化的,少人化的产线的设计,来规避未来人工成本上涨,来规避制造成本高的问题,同时做了柔性化的高效产线设计,短刀产线兼容300-500多毫米。电池制造过程中产生的海量数据如何利用起来,对提升产品质量,缩短制成周期都有非常大的好处。蜂巢能源专门做AI智能制造的落地,在电芯制造精益上做文章。

另外,蜂巢能源很有意思的是人才战略,随着品牌影响力的提升和规模扩大,本身公司开放,具有新势力思维的企业文化,在人才招引说是比较成功的。对于员工的激励,不只是围绕薪水,包括合伙人制度的推进、员工持股等措施其实都能让企业的发展更稳定。

小结:电池做到现在,对一个企业从技术、设备、上游材料和人才全方面提出了要求,随着车企的入局,整个电池产业会呈现出我们之前看不到的多元化色彩。

重磅消息:深惠城际惠州段拟明年动工,3年内可完工!#深惠同城##惠州临深片区#

春节后,惠州各大交通网的规划和建设时间轴出炉了!大家心心念念的深惠城际、惠大铁路改造、“丰”字交通等规划和进度都在一份重磅文件中体现。昨日,惠州市人民政府公布了《惠州市综合交通运输“十四五”发展规划》文件,内容饱满丰富,比如:

深惠城际坪地至沥林北段拟于2023年动工,3年内完工

深汕高铁惠州段拟于2023年动工,2027年
惠大铁路改造拟于2024年动工,3年内完工
“丰”字的惠坪高速和沿江高速拟今年动工,2026年完工,惠州机场高速拟明年动工,2027年完工
过江中部隧道拟2025年动工,2029年完工
湖山大桥拟今年动工,2025年完工
机场二期扩建(4E级)拟2023年动工,2026年完工
......

内容显示,本规划重点建设项目506个,总投资3785亿元,十四五计划投资2130亿元。在十四五期间,基本形成“九横八纵三加密”高速公路网、“五横五纵”骨干快速路骨架、“两环十射”中心城区快速进出城道路体系,高速公路力争达到1210公里左右、保持全省第二; 而铁路里程达524公里,其中高速铁路、城际铁路达到375公里左右;惠州机场旅客吞吐量达到500万人次。

铁路/轨道

1.深惠城际惠州段拟2023年动工

深惠城际坪地至沥林北段预计2023年动工,2026年完工。设计时速200公里/小时,建设里程21.34公里,设站数2个,总投资35亿元,十四五计划投资25亿元;不过值得注意的是,深惠城际沥林北到惠州机场则是属于远期的规划建设;

深汕高铁惠州段预计2023年动工,2027年完工。设计时速350公里/小时,建设里程56公里,设站数2个,利用现有的惠州南站和惠东站加以扩建,总投资68亿元,十四五计划投资40亿元;

惠大铁路复线电气化改造工程预计2024年开工,2027年完工。设计时速120公里/小时,建设里程59.8公里,设站数3个,总投资68.3亿元,十四五计划投资15亿元;

内容显示,打造一流铁路枢纽站。高标准建成赣深铁路惠州北站综合交通枢纽,打造区域门户、城市客厅,助力高铁北站新城建设。推进广汕铁路惠城南站综合交通枢纽建设,发挥站展融合项目优势,带动金山新城产业发展。扩容升级厦深铁路惠州南站,规划大亚湾开发区综合交通枢纽中心,满足轨道接入条件,提升对接深圳的前沿枢纽的服务能力。全面融入“轨道上的大湾区”。高速铁路形成“三横一纵”主骨架,建成赣深铁路惠州段、广汕铁路惠州段、深汕高铁惠州段,实现惠州-广州、惠州-深圳30分钟互通。

城际铁路加快连线入网,实施莞惠城际小金口至惠州北段,有序推进深惠城际坪地至沥林北段建设,配合做好深圳机场至大亚湾城际惠州段相关工作。规划深惠城际延伸至惠城南站、机场、惠东。研究深汕城际走廊。谋划市域铁路规划,推进惠大铁路复线电气化改造工程,形成市区到大亚湾的便捷通道。研究推进惠州新材料产业园基地铁路专用线、博罗绿色农产品物流基地铁路专用线等项目,提升京九铁路泰美、杨村站场功能,谋划连接惠州机场-惠东南站-惠东站-稔平半岛的轨道交通线路,以及谋划深大城际延伸至霞涌、惠东。完善城市轨道交通规划,推动城市轨道、城际铁路、市域铁路互联互通。研究适合惠州市产城一体的 TOD 开发模式。支持深圳将城市轨道交通延伸至惠州临深片区,配合深圳市实施深圳地铁 14 号线延伸至惠州惠阳,规划深圳地铁 21 号线、16 号线延伸至惠州,深度对接深圳城市轨道网。

航空建设
2.二期扩建(4E级)拟2023年动工

据悉,惠州机场二期建设工程等级为4E级,计划2023年开工,2026年完工,总投资89.5亿元,十四五计划投资60亿元。而惠州机场飞行区扩建工程是属于新增停机坪等工程,将于今年内完工。

内容显示,高标准建设地区性功能机场。按照我省“5+4”骨干机场定位,推进惠州机场规划建设,高标准建设惠州千万级干线机场,发挥深圳第二机场功能。按照“一步规划、分步实施”分阶段推进干线机场建设,同步谋划空港经济区建设以及集疏运体系。近期按照飞行区 4E 标准,推进惠州机场飞行区扩建工程、惠州机场二期扩建工程,新建第二跑道、航站楼及相关配套设施,提升机场服务能力。

高速公路
3.惠坪高速+沿江高速拟今年内动工

“十四五”期间,高速公路有14宗重点项目,计划总投资约1450亿元,“十四五”期间计划投资约908亿元。比如惠霞高速公路(含水口连接线)已经开工建设,计划2025年完工;而惠坪高速+沿江高速都将于今年内开工建设,并都计划于2026年完工;大家关注的惠州机场高速则计划2023年开工,2027年完工;惠东环稔平半岛高速公路则今年开工,2025年完工;还有一条大家关注的龙恺高速,计划要到2025年才开工,2028年才能完工。具体如下表:

道路建设
4.中部隧道拟2025年动工

道路建设涵盖很多方面,包括城市道路工程、交通轴线快速路和国省干线、县乡道及重要联系道路等等,其中大家比较关注的有:

1、南山快速路工程(一期)今年动工,2024年完工;
2、惠博大道快速化改造2024年动工,2026年完工;
3、三环路今年内启动改建;
4、惠泽大道改建2022年动工,2026年完工;
5、四环南路、惠民大道和金恺大道改建均于2023年动工,2025年完工;
6、过江中部隧道拟2025年动工,2029年完工;
7、湖山大桥拟今年动工,2025年完工;
8、金鸡大桥和湖山大桥拟今年动工,2025年完工;
9、鸿昌大桥拟2024年开工,2027年完工;
10、金山湖片区1号+2号桥2021年开工,2024年完工;
11、东平大桥拟2025年开工,2029年完工;
12、江东一号路(人民路至中信大桥段)建设拟今年动工,2024年完工;
......

关于道路的建设,具体如下表:

慢行系统
5.人行过街通道:建设25处

在慢行交通设施方面,其中在立体人行过街通道的规划,共有25处,包括江北丽日广场交叉口、会展中心交叉口、步行街路口、惠州学院门口等等。不过这些人行过街通道,全部计划2023年才能开工。城建小明认为,这或许今年重点先把停车楼/停车库建设完善,明年再考虑人行过街通道的问题吧。具体如下表: https://t.cn/R2Wxnht

#横店影视城# #我在横店当演员# 为满足剧组和横漂演员的需求,横店影视城演员公会将于2022年3月份继续开展演员选拔的活动,具体安排如图。
按疫情防控要求,参加演员选拔活动需做好以下准备和措施:
1.行程轨迹带*号的人员暂缓参加各类选拔和考核,省外来横返横人员须带2日内有效核酸检测报告;
2.请自觉佩戴口罩;
3.请按照疫情防控要求配合工作人员核查健康码、行踪卡、测体温等;
演员公会公益培训如有安排另行通知。


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