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。
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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。
初入股市认识的一位前辈,他的炒股方法值得推荐,不做短线,只寻找主力建仓大长牛,有着十几年的炒股经验,擅长分析主力的操作思路,在股市风生水起,10年间账户翻了26倍,今天萍果跟大家分享一下他是如何看透主力吸筹动向,至少看三遍!
一般来讲,被主力看中的股票通常是散户不太注意的,特征有:低位横盘久,成交量每日收出豆粒状,犹如冬眠,不过一旦醒来,就像火山爆发,走出大幅飚升行情。
因此,只要掌握主力的活动轨迹,提高盈利并不难。根据前辈炒股经验以及对主力盘口的研究,发现任何一个主力操作思路不排除有以下五大阶段。
1、目标价位以下低吸筹码阶段
这个阶段,主力会不动声色收集低价筹码。这是主力的仓底货,也是主力未来产生利润的来源,一般不会轻易抛出。
此时成交量萎靡不振,均匀分布,在吸筹末期,量能较前期会放大,但也不是很大。股价不跌或即使下跌,也很快被拉回,但要注意的是上涨行情不马上到来。此时大家的策略是保持观望,不要轻易介入。
2、试盘吸货与震仓打压同时进行阶段
这个阶段,就是主力在暗中收集筹码后,大幅拉升之前,主力一般会小试盘一番,将股价小幅拉高几天,想看看市场跟风盘的情绪。随后,便是持续数日的打压,清除浮筹,为即将开始的大幅拉升做准备。
否则,一旦这些浮筹在主力大幅拉升中途抛货砸盘,要付出更多的拉升成本,这是主力绝对不能容忍的。此时,成交量呈递减状且比前期急剧萎缩,表明持股者心态稳定,看好后市,因此,打压震仓末期是大家的黄金建仓时期。趁K线为阴线时,在跌势最凶猛时收出一根金针探底时介入,从而抄得牛股大底。
3、大幅拉升阶段
这个阶段,初期的特征是成交量温和放大,股价稳步攀升,K线呈现多头排列状态,阳线明显居多;中后期的特征是随着一系列的洗盘后,股价上涨幅度越来越大,成交量也跟着放大。
如果成交量呈递减状态,则这类股票要么在高位横盘一个月左右慢慢出货,要么利用除权使股价绝对值下降,再拉高或横盘出货。因此,大家就不要在轻举妄动了,手中有筹码的,也得及时出掉
4、洗盘阶段
洗盘阶段伴随着大幅拉升阶段,同步进行。每当股价突破一个平台,主力都会洗一洗盘,清洗浮筹,将筹码换手,提高平均持仓成本,防止前期持股者获利太多,中途抛货砸盘,从而使主力付出太多的拉升成本。
此时大家就要灵活把握,如果是短暂洗盘,可持股不动;如果发现庄家进行高位旗形整理洗盘,则洗盘过程一般要持续11-15个交易日左右,此时最好先逢高出货,洗盘快结束时,再逢低进场也不迟。
5、抛货离场阶段
此阶段阴线明显居多,股价在构筑头部,买盘仍旺盛,但出现疲软状态,成交量连日放大,显示主力已经在派发离场。因此,大家应该果断清仓离场,此时进场实为不智之举,必然会套牢。
以上就是主力在不同时机的操作思路,能抓住题材热点、结合主力的建仓吸筹方式,能让朋友们在股市更上一层楼!
一般来讲,被主力看中的股票通常是散户不太注意的,特征有:低位横盘久,成交量每日收出豆粒状,犹如冬眠,不过一旦醒来,就像火山爆发,走出大幅飚升行情。
因此,只要掌握主力的活动轨迹,提高盈利并不难。根据前辈炒股经验以及对主力盘口的研究,发现任何一个主力操作思路不排除有以下五大阶段。
1、目标价位以下低吸筹码阶段
这个阶段,主力会不动声色收集低价筹码。这是主力的仓底货,也是主力未来产生利润的来源,一般不会轻易抛出。
此时成交量萎靡不振,均匀分布,在吸筹末期,量能较前期会放大,但也不是很大。股价不跌或即使下跌,也很快被拉回,但要注意的是上涨行情不马上到来。此时大家的策略是保持观望,不要轻易介入。
2、试盘吸货与震仓打压同时进行阶段
这个阶段,就是主力在暗中收集筹码后,大幅拉升之前,主力一般会小试盘一番,将股价小幅拉高几天,想看看市场跟风盘的情绪。随后,便是持续数日的打压,清除浮筹,为即将开始的大幅拉升做准备。
否则,一旦这些浮筹在主力大幅拉升中途抛货砸盘,要付出更多的拉升成本,这是主力绝对不能容忍的。此时,成交量呈递减状且比前期急剧萎缩,表明持股者心态稳定,看好后市,因此,打压震仓末期是大家的黄金建仓时期。趁K线为阴线时,在跌势最凶猛时收出一根金针探底时介入,从而抄得牛股大底。
3、大幅拉升阶段
这个阶段,初期的特征是成交量温和放大,股价稳步攀升,K线呈现多头排列状态,阳线明显居多;中后期的特征是随着一系列的洗盘后,股价上涨幅度越来越大,成交量也跟着放大。
如果成交量呈递减状态,则这类股票要么在高位横盘一个月左右慢慢出货,要么利用除权使股价绝对值下降,再拉高或横盘出货。因此,大家就不要在轻举妄动了,手中有筹码的,也得及时出掉
4、洗盘阶段
洗盘阶段伴随着大幅拉升阶段,同步进行。每当股价突破一个平台,主力都会洗一洗盘,清洗浮筹,将筹码换手,提高平均持仓成本,防止前期持股者获利太多,中途抛货砸盘,从而使主力付出太多的拉升成本。
此时大家就要灵活把握,如果是短暂洗盘,可持股不动;如果发现庄家进行高位旗形整理洗盘,则洗盘过程一般要持续11-15个交易日左右,此时最好先逢高出货,洗盘快结束时,再逢低进场也不迟。
5、抛货离场阶段
此阶段阴线明显居多,股价在构筑头部,买盘仍旺盛,但出现疲软状态,成交量连日放大,显示主力已经在派发离场。因此,大家应该果断清仓离场,此时进场实为不智之举,必然会套牢。
以上就是主力在不同时机的操作思路,能抓住题材热点、结合主力的建仓吸筹方式,能让朋友们在股市更上一层楼!
从 2016 年开始每到年底我都会整理这一年的生活碎片,并拼成多张长图分享出来。
但是在我每次回看这些照片时,都会可惜拼接之后就不能展现 Live Photo 中的动态画面,就还蛮可惜的。
所以我决定每个月的最后一天,单独分享一条只有 Live Photo 的生活碎片。
我把它称之为「实况专场」
PS:用 Android 的朋友可以在 Share 或者国际版客户端查看。
但是在我每次回看这些照片时,都会可惜拼接之后就不能展现 Live Photo 中的动态画面,就还蛮可惜的。
所以我决定每个月的最后一天,单独分享一条只有 Live Photo 的生活碎片。
我把它称之为「实况专场」
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