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。

#bts[超话]#
原文:https://t.cn/A6irnvho

最终后续:得到了闲鱼平台的赔偿?90r

我今天又找了卖家 他依旧已读不回还拉黑我
我气不过所以去私聊了微博官方闲鱼账号
得知闲鱼平台其实有人工客服
我瞎按了很多遍后人工客服才被我唤出来了

刚开始客服一直以小卡没有品牌的商品凭证为由
说小卡在闲鱼平台是无真假之分
所以回绝了我的假货举报

但我真的很郁闷 明明摆了那么多证据还不成立
所以一直死缠烂打着客服

其实
我要的是卖家的赔偿和道歉 而不是客服的道歉
客服也没做错什么 它只是能力不足
最后客服提议给我90r基金
我也没什么好说了 举报不成 钱又拿不回

真的超级想把这个卖家的号给举报烂
可惜闲鱼不完整的举报功能 每次都举报不成功

昨晚有用户在他冬日卡的帖下评论他卖假卡
今早那卖假卡的评论就不见了 估计是被他删了

大家真的要抹亮眼睛 赶紧拉黑他
让身边的姐妹也拉黑 免得活受罪

#回乡见闻#
坐在回家的大巴车上,思绪万千,写下这段文字,我的家乡是来自河北邯郸一个小村里。

此刻,外面天气阴沉,已是腊月二十七了,狭小候车厅的人比平时要多出不少,不管是线上买票的二维码前,还是人工售票窗口,都挤满了人。

很多人手上都大包小包提着全国各地的特产,有车厘子、南京板鸭......还有很多我叫不上来名字的。

虽然每年都有人感叹“年味越来越淡了”,但在中国人心目中,过年,仍然是一年到头最为重要的事情之一。

在河北,广义上的“过年”,是从腊月二十四左右就开始了的。

在中国很多地方,都有过“小年”的说法,但河北是个例外,大部分地区都是没有“过小年”的概念的——有的地方会把元宵节称为小年。

或许是临近过年的原因,汽车站的车要比平时少很多,候车厅里人来人往,停车场上却冷清了很多。

邯郸的西客站从我记事时,便是这模样,几十年来变化最大的应该就属街上的人,对于西客站最早的记忆应该就是零几年(具体记不清)。

那时候街上的人很多,当然也充斥着不法分子,有倒卖手机的、黑车拉客的、扒包,出了车站,就会有一些大喇叭提醒人们注意看管好自己的钱包财物等随身物品,也许是受这喇叭的影响,现在我对西客站还有很大的戒备心理。

伴随着汽车发动的轰鸣声,将我思绪拉回,一个小时车程进入倒数。

在大巴车上想了一路回家之后被迎接的盛况,但从未想过堵在距离村口一公里左右的地方半小时。

因为我们村子紧挨着国道,又是在镇中心,逢年过节,上下班时间,堵车程度跟城里比有过之而无不及。

回来之后最大的感触应该有两方面:

一方面是在空气质量上,记得之前在家上学时候,冬天时候几乎天天都是雾霾,不过,那时候也没啥pm2.5的概念,路上骑车的几乎没人戴口罩。

近几年,随着村里居住条件的改善,人们替换掉之前的取暖方式,用燃气和电代替了地火、燃煤炉子。

人们也不在焚烧田地里的秸秆,而是在政府的帮助下,卖给饲料厂、养猪场,换来二次收入。

晚上出门溜达时候,一抬头,满天都是星星,这在大城市是见不到的一抹美景。

在生活质量方面,村里修了广场,县里还有大的体育场,健身行业也开始兴起。

加上村里修了路,装了路灯,这次回来,看到很多晨跑或者夜跑的年轻人。

借这个话题,总结一下,近十年来我们村子里的变化:

1.小时候除了国道,村子里几乎都是土路,每次下雨特别难走,路上都要存好几天的水,再加上车子的碾压,根本无从下脚。
现在水泥路修到每家每户门前,还装上了下水道,人们出行方便了很多。

2.以前集市上的卖东西的种类很少,人们逛市场只能买到必需生活用品,现在集市上超市开了好几家,天南海北的东西都有,还有卖鱼、卖花、炸鸡、汉堡.....还开了几家KTV,人们在满足温饱之后,开始追求更高层次的需求。

3.以前村里都是黑乎乎的,天一黑街上就没有人了,现在村里家家户户门前都装上了路灯,还在村子中间修上了小广场,每天晚上广场上都有很多人在跳广场舞、打羽毛、踢毽子(其中就有我hhhh)。

4.以前出门几乎都是自行车,现在,电动车每家都有好几辆,很多家庭都有了小汽车,没事就可以去县城逛逛,方便了很多。

5.以前村子里的医生很少,乡卫生院的医疗环境也很差,只有一两家,现在新开了四五家门诊,卫生院翻修大变样,今年疫情,还可以做核酸,不用再跑到县城。

6.以前村子都是平房,有的家庭遇到天气不好的时候,还会漏雨、漏风,今年回来,村子里都在翻新房子,很多家庭都盖二层小洋楼。

7.以前做饭都是用炉子生火做饭,家庭好的会用电磁炉,冬天取暖的也是生炉子,很不安全,一不小心就会煤气中毒(我中过,巨难受!!!)。

现在家家户户都用上了天然气,国家每月还有补贴,冬天取暖也都不在用炉子,既安全又实惠。

这是我眼中的小村:一个在持续变好,充满富足,安居乐业的小村。

终有一天,我也会回来,为故乡的建设添砖加瓦。
#微博新知博主# https://t.cn/Rf2n3OC


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