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短刀电池是否只有蜂巢能源可以做?

# 微博新知博主##车圈新星驾到#

看到“探秘蜂巢“短刀”电池工厂的消息,引发行业的关注和讨论,我从另一个角度和大家谈谈我了解到的一些蜂巢能源“短刀”的情况。

提到蜂巢能源的“短刀”,要追溯到2019年4月的上海国际车展,蜂巢能源在业内首次亮相就展示了内部代号为“L600”的短刀片磷酸铁锂电芯;随后又在2019年7月份“领创叠时代 守护芯安全”品牌战略规划及产品发布会上,展示了一款叠片工艺制作的短刀电池,但当时并未做详细介绍。

出于对“短刀”电池更详细设计方案的好奇,我花些时间做了一个专利的分析,主要把蜂巢能源在短刀设计中的一些专利整理了一下。

▲图1.蜂巢的短刀电池专利

Part 1

蜂巢能源的短刀电池专利解析

检索蜂巢能源的专利,发现已经有将近50多项的公开专利,初露端倪的专利是2019年的一篇涉及极片的专利,在2020年3月份的专利已经直接公开蜂巢能源的“短刀”电芯和成组方案,在这篇专利的权利要求中直接写到“一个所述电芯(22)的长度为L,高度为H,200mm≤L≤600mm,50mm≤H≤150mm”,直接限定了电芯长度和高度,结合之前了解到的信息,限定长度一方面是考虑到叠片工艺电池的性能和规模化制造等指标,另一方面“短刀”具有很强的兼容性,支持切换590标准模组,实现串并联方案灵活变化,具备高标准化、灵活性的特点。

▲图2.短刀电池图示

而2020年12月31日申请的授权公告为CN 213988965 U的专利《一种单体电池及电池模组》,在这里有对于整个设计的一些结构。如下图3所示:短刀电池包括壳体和盖板,壳体表面积最小的相对两侧面均设置为开口;盖板分正极盖板和负极盖板,分别设置于壳体的两个开口。正极盖板上设置有正极极柱和防爆阀;负极盖板上设置有负极极柱和注液孔。本实用新型提供的单体电池,减小正极盖板和负极盖板在单体电池内的占用空间,提高空间利用率,从而增加单体电池的储存能量;减小了正负极短路的风险,同时降低了电解液污染防爆阀的风险,提高了单体电池的合格率和安全性能。

▲图3.蜂巢能源短刀电池的设计

在这项专利中,有对电芯的尺寸范围做了界定,蜂巢能源对尺寸比例也进行了限定,长度a≤600mm,10%a≤高度b≤30%a,2%a≤宽度c≤10%a,经计算,这个尺寸比例的限定,将长度≤600mm的短刀电芯品类都涵盖在内了。

从专利的设计意图来看,正负极盖板分别设在壳体的两端,正极极柱和防爆阀设在一端,负极极柱和注液孔设在另外一端,如此设置,可以减小正负极盖板在电芯内的占用空间,从而增加电芯的储存能量。

从2022年2月25日公告的电池盖板的专利CN215911486U《电池的顶盖以及电池》中,我们也能看到很多关于蜂巢能源短刀的资料。

▲图4.电池极柱设计

●电芯极柱设计:由于充放电性能的需要,需要把极柱的面积尽可能做大,进而提高电芯的过流能力。因此实际的方法是通过设置多个极柱体,可以增大极柱体的总体积,可以增大极柱体的横截面积之和,从而可以提高电芯的过流能力。多个极柱体可以与同一个极柱铆接块连接,这样可以增大极柱铆接块的横截面积。

▲图5.电池顶盖的设计

●盖板设计中,还有一部分是比例的设计,蜂巢能源对盖板的宽度与铆接块的宽度,以及铆接块和防爆阀距离盖板边缘的尺寸都做了限定。铆接块的长度L2与盖板的长度L1满足0.3≤L2/L1≤0.5,目的是把极柱的面积尽可能做大。

▲图6.电池顶盖的设计

有意思的是,下表1是蜂巢能源在传统VDA和590电芯上面有关盖板的专利设计,在原有方壳电芯里面,需要花费大量的时间和精力来对盖板进行简化,降低电芯的量是最重要的设计之一。

▲表1.蜂巢能源之前在方壳电池上面的盖板设计专利

Part 2

蜂巢电池专利凸显出什么

短刀电池,是之前的方壳叠片技术的延伸,我们在之前也介绍过,这种围绕电芯卷芯利用最大化的技术,让软包在制造技术得到了很好的延伸。在这个产品序列上,结合了软包和方壳的优势,其专利技术所制成,核心在于使用原有方壳的封装和盖板设计,做简化以后形成短刀的产品技术。

▲图7.短刀双卷芯的设计后续会进一步简化成单卷芯

对于蜂巢来说,短刀电池产品序列是在之前VDA电芯工艺的技术上继续延续方壳叠片技术的发展,在金坛工厂验证了方壳叠片工艺以后,很好的延续到了短刀的这种技术上。因此我们看到蜂巢能源在电池开发围绕无钴电池、果冻电池和短刀片电池,在研发上都转化成了专利技术,根据专利数据库最新数据显示,蜂巢能源及其关联公司(主要为蜂巢能源科技有限公司)在全球126个国家/地区中,共有2900件专利申请,其中有效专利1957件,海外专利申请50件。

▲图8.蜂巢能源在过往的研发投入以专利的形式沉淀下来

对于蜂巢能源来说,短刀电池的设计,走出了VDA设计的差异,在专利上做了系统性的布局。也就是说从2020年12月逐步展示出来的专利,都是围绕这种设计来做的,我们后续能看到更多的技术创新和优化。

动力电池行业是个资本密集型、知识密集型和快速创新的环境,评价一家动力电池企业是否具备持续的能力,需要在产品、工艺、成本控制和供应链等多维度来看。围绕研发和产品创新,这块是通过专利来折射,全球的动力电池专利都在快速提升,主要集中在电芯、电芯成组和热管理技术上面。

小结:目前动力电池,并不是简单从产品复制就能做好的,也需要投入相当多的研发投入才能在专利技术上突破封锁,建立自己的护城河。我们评价一个动力电池企业的创新能力,不光看现有的产品和产品技术,也看它整合资源的能力。一个动力电池企业,不是依赖于几个电芯工程师和技术人员的流动,是看一个公司的组织结构,能不能在现有的技术和产品工艺上不断推陈出新,提高自身的效率来降低成本。面对当前的原材料价格,真是考验一家动力电池企业综合能力的时候。

【早知道·#财讯热搜榜TOP10#(3月11日)】戳
1、证监会:坚决反对将证券监管政治化
近日,美国证监会(SEC)发布消息,依据《外国公司问责法》认定了五家在美上市公司为有退市风险的“相关发行人”。就此,中国证监会官方网站11日凌晨发布消息,以答记者问的方式回应称,坚决反对一些势力将证券监管政治化的错误做法,证监会始终坚持开放合作精神,愿意通过监管合作解决美方监管部门对相关事务所开展检查和调查的问题。
证监会答问表示,这是美国监管部门执行《外国公司问责法》及相关实施细则的一个正常步骤。
答问称,证监会此前已经多次就《外国公司问责法》的实施表明过态度。证监会尊重境外监管机构为提高上市公司财务信息质量加强对相关会计师事务所的监管,但坚决反对一些势力将证券监管政治化的错误做法。证监会始终坚持开放合作精神,愿意通过监管合作解决美方监管部门对相关事务所开展检查和调查问题,这也符合国际通行的做法。
答问表示,近一段时间,中国证监会和财政部持续与美国公众公司会计监督委员会(PCAOB)开展沟通对话,并取得积极进展。“我们相信,双方通过共同努力一定能够尽快作出符合两国法律规定和监管要求的合作安排,共同保护全球投资者合法权益,促进两国市场健康稳定发展。”

2、逾百家公司发布年报 钢铁等行业成绩单亮眼
根据同花顺数据显示,截至3月10日,A股共有123家公司发布了去年年报,从归属于母公司股东的净利润情况来看,只有8家公司称净利润出现亏损,其他公司则交出了盈利的财报,有10家归属于母公司股东的净利润超过10亿元。
从行业情况来看,金融、钢铁、化工行业的企业业绩表现十分亮眼,净利润金额及同比增幅给投资者交出了一份不错的答卷。

3、最高法:依法提高证券欺诈行为人违法成本
最高人民法院审判委员会副部级专职委员刘贵祥在3月10日举行的2022年全国两会《最高人民法院工作报告》解读系列全媒体直播访谈中表示,依法降低中小投资者的维权成本,依法提高证券欺诈行为人的违法成本,是证券审判的着力点。

4、A股北向资金连续4日净卖出
3月10日,截至A股收盘,统计数据显示北向资金合计净卖出33.74亿元,其中沪股通净卖出11.18亿元,深股通净卖出22.56亿元。北向资金成交金额1079.01亿元,占A股总成交额10.06%,交易活跃度下降18.66%,其中沪股通买入金额246.28亿元,卖出金额257.46亿元,深股通买入金额276.36亿元,卖出金额298.92亿元。北向资金保持连续4日净卖出,净卖出额分别为82.72亿元、86.99亿元、109.35亿元、33.74亿元,合计净卖出312.80亿元。

5、俄乌会谈未达成停火协议 欧美股市下挫
乌克兰外长库列巴10日在土耳其安塔利亚与俄罗斯外长拉夫罗夫会晤后说,乌俄双方在停火问题上未能取得进展。拉夫罗夫表示,俄愿意与乌继续保持对话。
晚间,经历大涨的欧美市场则并不乐观。欧洲三大股指当天全线下跌。英国伦敦股市《金融时报》100种股票平均价格指数报收于7099.09点,跌幅为1.27%。德国法兰克福股市DAX指数跌幅为2.93%,报收于13442.10点;法国巴黎股市CAC40股指报收于6207.20点,跌幅为2.83%。纽约股市三大股指方面,道指跌0.34%,标普指数跌0.43%,纳斯达克指数跌0.95%。

6、前两月四大国有银行经营实现良好开局
3月10日晚间,工商银行、农业银行、中国银行、建设银行发布公告称,2021年服务实体经济取得积极成效,2022年1月至2月经营保持稳中有进,开局良好。
业内人士表示,开年以来货币政策靠前发力,银行业信贷总量稳定增长,一季度信贷投放力度有望超过去年同期。

7、年内81家上市公司设立产业并购基金
上市公司成立产业并购基金正成为热门的投融资方式。同花顺统计数据显示,截至3月10日,年内共有81家上市公司设立产业并购基金,逾六成公司的投资领域瞄准半导体和新能源赛道。

8、潘石屹七折卖出京沪3.2万平物业
3月10日,SOHO中国宣布,以七折价格卖出北京、上海两地共3.2万平方米的物业,覆盖银河SOHO、三里屯SOHO等9个项目。消息宣布后,港股SOHO中国快速拉升,一度大涨超20%。对于备受关注的资金流向,潘石屹表示将全部用于降负债、不分红。而自2014以来,SOHO中国累计出售资产套现超过350亿元。不过,皓策资管董事总经理王巍立认为,此次资产出售所带来的现金流并不会根本性缓解SOHO中国的负债压力,在自持物业为主的商业模式下,资金压力仍将如影随形。

9、美的集团再抛大额回购计划
3月10日晚,美的集团披露拟以不超过70元/股的价格,回购不超过50亿元、不低于25亿元的公司股票。据公告,此次回购的股票将用于实施公司股权激励计划及/或员工持股计划,法定期间未使用部分公司将履行相关程序予以注销并减少注册资本。

10、亚马逊宣布拆分并回购股票
美国亚马逊公司9日宣布将按1比20拆分股票。这是亚马逊自世纪之交互联网泡沫时期以来首次拆分股票。拆分股票不会影响企业市值,同样不会改变企业基本面。但1股拆成20股可以使每股价格更便宜,使更多投资者得以买入亚马逊股票。
亚马逊股价9日上涨2.4%,收盘于每股2785.58美元。如果按当天收盘价拆分,亚马逊股票拆分后相当于每股139.28美元。


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