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。

西比尔·利克是英国的占星家出生于1917年的今天。她总结解释了西洋手相术与占星术的联系。在每个手指（包括拇指）的下面都是被称为丘的突起，每一个都源于占星术的联系，有行星的名字，并与行星的性质有关。这个牌阵是受到了手掌上的这些丘的启发。
顺便一提，想了解西洋手相的话，推荐这一本《The art and science of hand reading》通俗易懂，案例丰富。另外一个冷知识是，手相其实在各个国家都有，现在流传并发展的有中国、西洋、印度三支，在我国最早的手相学书籍是后汉时期的王充所着的《骨骼篇》，许负所著的《相手篇》。春秋战国时期的《月波洞中记》等都有关于手相的记录。
方法是，洗牌，可以使用塔罗牌、雷诺曼、神谕卡、OH卡，基博卡和其他种类的预言卡。退后一步，深呼吸，把牌按照手掌的形状摆放。

#国学#
五行，是中国传统文化中传承下来的瑰宝！
一、为什么有五行？
当一个孩子从妈妈肚子里出来，剪断脐带的那一刻，金木水火土五大行星的引力对这个孩子的人体就会产生了一个磁场，这五大引力就是五行，因为每个行星都有南极和北极之分，所以五行有阴阳之分。在这10种力量的作用下，就会在人体上形成不同的磁场，就会形成不同的身体状况、不同的性格特征、不同的职业欲望，就会导致不同的人生轨迹。

二、五行的影响
一个人的身体上，会有一个五行组成的磁场，五行的力量不同，导致这个磁场的平衡度不一样，就会导致五脏六腑的发育状况不一样，从而形成很多影响：
1、形成不同的体质
五行平衡的人身体非常健康，不易生病；五行不平衡的人就容易形成易病体质。
2、形成不同的性格，形成不同的欲望，导致不同的职业走向，导致不同的富贵层次
3、找到五行互补，磁场相合的对象，就能形成一个好的姻缘，就会兴旺发达。
另外，五行的规律变化，也导致大自然和经济发展都出现规律性变化。