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蜂巢能源繼龍鱗甲電池方案之后，以短刀電芯+飛疊技術(shù)為核心，全面支撐電池快充性能的創(chuàng)新與升級(jí)。
動(dòng)力電池行業(yè)正在加速邁入快充時(shí)代，2024年也被行業(yè)預(yù)判為快充“元年”。
截至11月，國(guó)內(nèi)新能源汽車銷量達(dá)830.4萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)全年產(chǎn)銷量有望逼近1000萬(wàn)輛，到2025年有望達(dá)到50%。
這也將意味著，新能源汽車的發(fā)展將轉(zhuǎn)向全面電動(dòng)化的新階段。隨著純電動(dòng)車續(xù)航突破500公里、PHEV車型涌現(xiàn)、電池?zé)崾Э毓芾砑夹g(shù)不斷成熟，續(xù)航和安全的基本挑戰(zhàn)已經(jīng)解決。新能源汽車的痛點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤把a(bǔ)能焦慮”。
行業(yè)一致認(rèn)為，要想打開汽車全面電動(dòng)化，普及新能源汽車的快充性能將成為關(guān)鍵。
供給側(cè)看，快充技術(shù)已經(jīng)成為新周期下動(dòng)力電池企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。消息面上包括寧德時(shí)代、蜂巢能源、中創(chuàng)新航、欣旺達(dá)、孚能科技、巨灣技研等主流電池企業(yè)紛紛推出快充電池解決方案。
行業(yè)預(yù)測(cè)，2026年底，支持高壓快充車型的市場(chǎng)保有量將達(dá)到1300萬(wàn)輛以上，接下來(lái)高倍率快充電池將成為新能源汽車裝載的標(biāo)配。面向疾風(fēng)般到來(lái)快充普及時(shí)代，動(dòng)力電池先行者將能夠在市場(chǎng)上占得先機(jī)。
近期，在蜂巢能源第四屆電池日發(fā)布會(huì)上，蜂巢能源董事長(zhǎng)兼CEO楊紅新率先宣布，蜂巢能源將正式邁入“全域短刀，全面進(jìn)化”的新階段，成為全球首個(gè)基于短刀規(guī)格做出2.2-5C快充的電池公司，短刀快充電芯將覆蓋市場(chǎng)上主流乘用車及商用車車型。
這也是蜂巢能源繼龍鱗甲電池方案之后，以短刀電芯+飛疊技術(shù)為核心，全面支撐電池快充性能的創(chuàng)新與升級(jí)。
短刀電芯結(jié)構(gòu)天然契合快充路線
從目前行業(yè)發(fā)布的快充電池信息來(lái)看，寧德時(shí)代快充電池走方形技術(shù)路線，中創(chuàng)新航快充產(chǎn)品以方形、46圓柱為主，億緯鋰能快充產(chǎn)品同樣主打46大圓柱，巨灣、孚能快充產(chǎn)品則走的軟包路線。蜂巢能源是全球首家在短刀電芯上實(shí)現(xiàn)快充的電池企業(yè)。
為什么說(shuō)短刀電芯天然適合快充路線？楊紅新在第四屆電池日現(xiàn)場(chǎng)給出了答案。
核心邏輯分析，800V趨勢(shì)必然帶來(lái)電芯容量降低的需求，預(yù)計(jì)800V電芯容量在100-150Ah之間。在此區(qū)間內(nèi)，L300-400尺寸的極組體積利用率最高。同時(shí)，L300-400尺寸電芯厚度比VDA薄25%以上，膨脹力約束及界面貼合適中，循環(huán)壽命最好。此外，L300-400電芯效率高、殼體分?jǐn)傂?，成本最低?/p>
對(duì)比VDA尺寸電芯，短刀電芯還兼具溫度均勻性更好、PACK體積利用率更高、兼容性更佳、更適合CTC設(shè)計(jì)等多重優(yōu)勢(shì)。
溫度均勻性更好。相較于VDA電芯從單面水冷到三面水冷再到大面水冷，設(shè)計(jì)不延續(xù)，由于非對(duì)稱散熱，電芯頂部中間溫度高，最大溫差達(dá)10℃。而短刀電芯只需要上下水冷，雙面對(duì)稱散熱，冷卻更均勻，且迭代延續(xù)性高。
PACK體積利用率更高。VDA電芯的PACK體積利用率普遍在45%-50%，L400短刀電芯的PACK體積利用率可達(dá)到58%-62%；L600則可以進(jìn)一步提升至60%-65%。
兼容性更佳，更適合CTC設(shè)計(jì)。相比VDA電芯，短刀電芯可滿足承載。由于上蓋與電芯直接粘接，頂部無(wú)懸空支撐，無(wú)需排氣和絕緣防護(hù)空間。同時(shí)，短刀龍鱗甲電芯，將熱失控排氣通道置于底部，實(shí)現(xiàn)熱電分離。熱失控火焰、煙氣不會(huì)直接沖擊上蓋及地板，乘員艙更安全。
根據(jù)楊紅新的判斷，目前磷酸鐵鋰電池續(xù)航已滿足主要出行場(chǎng)景，補(bǔ)能焦慮已經(jīng)成為EV用戶核心痛點(diǎn)，800V高壓快充成為突破關(guān)鍵。
根據(jù)行業(yè)預(yù)測(cè)，2024年有望成為800V元年，預(yù)計(jì)2025年800V車型在BEV的占比將接近25%，到2028年占比將達(dá)到37%。同時(shí)，400V和800V會(huì)并存于市場(chǎng)，800V會(huì)率先在B級(jí)以上車型應(yīng)用，然后逐步向下普及至A級(jí)車，滲透率向40%沖擊。
這也成為蜂巢能源BEV快充產(chǎn)品部署邏輯。本次發(fā)布會(huì)上，蜂巢能源全球首發(fā)蜂速超快充磷酸鐵鋰短刀電池，覆蓋L400-L600短刀尺寸，充電范圍3C-4C，電壓范圍覆蓋400V-900V，適用于A0-C級(jí)車型。
按照規(guī)劃，蜂巢能源L600蜂速快充鐵鋰短刀，將在400V平臺(tái)下，推出滿足A0/A級(jí)親民車型入門級(jí)里程。采用133Ah容量設(shè)計(jì)，3C快充效率，滿足600+公里續(xù)航，預(yù)計(jì)2024年Q3量產(chǎn)。
L400蜂速快充鐵鋰短刀，準(zhǔn)800V支持A級(jí)主流續(xù)航，純800V支持B+級(jí)主流續(xù)航。采用105Ah容量設(shè)計(jì)，4C快充效率，滿足600+公里續(xù)航，預(yù)計(jì)2024年Q4量產(chǎn)。
楊紅新表示，蜂巢能源明年推出的所有產(chǎn)品，將全面普及2.2C，將同時(shí)量產(chǎn)3C、4C，預(yù)研5C產(chǎn)品。
高工鋰電獲悉，作為全球首家在短刀電芯上實(shí)現(xiàn)快充的電池企業(yè)，蜂巢能源2021年4月于上海車展就發(fā)布了“蜂速”快充技術(shù)；2022年12月，其L300-NCM-4C快充電芯(149Ah)開發(fā)完成，并搭載800V高壓平臺(tái)完成冬夏標(biāo)驗(yàn)證；2023年10月，其L600-LFP-2.2C電芯(147Ah)量產(chǎn)供貨，LFP-4C體系完成驗(yàn)證凍結(jié)。
楊紅新透露，蜂巢能源全球首款快充型2.2C短刀磷酸鐵鋰電池已正式裝車量產(chǎn)，目前累計(jì)裝車數(shù)量達(dá)到5280臺(tái)。
至此也可以很好印證，蜂巢能源短刀快充電芯已經(jīng)得到市場(chǎng)越來(lái)越多的青睞與認(rèn)可。隨著2.2C短刀快充電芯產(chǎn)品的全面普及，以及3C、4C量產(chǎn)產(chǎn)品的加持，蜂巢能源有望在需求迫切的快充電池市場(chǎng)迅速開辟出一方陣地。
“短刀+飛疊+快充”劍指快充LFP最優(yōu)路徑
當(dāng)前，磷酸鐵鋰電池路線已經(jīng)牢牢占據(jù)市場(chǎng)主流。1-11月裝機(jī)數(shù)據(jù)顯示，磷酸鐵鋰電池累計(jì)裝機(jī)量229.8GWh，占總裝車量67.6%，累計(jì)同比增長(zhǎng)44.4%。
因此，率先量產(chǎn)磷酸鐵鋰快充電池成為搶占市場(chǎng)的突破口。一直以來(lái)，磷酸鐵鋰材料由于導(dǎo)電性較差，快充容易發(fā)熱，進(jìn)而影響電池循環(huán)壽命。如何在提升充電速度的同時(shí)又兼顧其它性能不打折扣，是行業(yè)長(zhǎng)期探索的難題。
目前，行業(yè)內(nèi)也僅寧德時(shí)代與蜂巢能源公開發(fā)布了3C-4C及以上磷酸鐵鋰快充電池。
第四屆電池日上，蜂巢能源對(duì)于磷酸鐵鋰快充電池的技術(shù)突破，也露出了冰山一角。
在材料層級(jí)，蜂巢能源磷酸鐵鋰快充短刀電芯，正極材料通過(guò)超細(xì)納米顆粒填充，提升壓實(shí)密度，增加接觸面積，降低內(nèi)阻；采用先進(jìn)的摻雜包覆技術(shù)，提高電導(dǎo)率，改善電池快充和功率性能。使得傳輸路徑縮短40%，面電阻率下降10%。
負(fù)極材料通過(guò)創(chuàng)新材料表面修飾技術(shù)，將一次二次顆粒搭配使用，提升鋰離子擴(kuò)散速度，吸液添加劑。實(shí)現(xiàn)RCT下降15%，吸液速度提升30%。
電解液采用超快鋰離子傳輸設(shè)計(jì)，全方位提升本體和界面的鋰離子傳輸速率，運(yùn)用高穩(wěn)定性、自修復(fù)SEI技術(shù)，大幅提升電芯循環(huán)壽命。實(shí)現(xiàn)粘度下降20%，電導(dǎo)率提升27%，循環(huán)壽命提高26%。
在電芯層級(jí)，蜂巢能源通過(guò)體系設(shè)計(jì)、電極設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三維一體的創(chuàng)新突破，打破了LFP材料快充性能天花板。
在體系設(shè)計(jì)上，蜂巢能源采用高孔隙層、低孔隙層、箔材三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，打造梯度電極；在電極設(shè)計(jì)上，快充短刀運(yùn)用類全極耳設(shè)計(jì)，過(guò)流面積更大，電流密度更均勻；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，快充短刀采用直焊工藝，實(shí)現(xiàn)一體化過(guò)流設(shè)計(jì)。從而實(shí)現(xiàn)快充短刀電芯阻抗降低10%-15%，功率提升18%。
“短刀+飛疊的獨(dú)特設(shè)計(jì)，也將促成快充電池鐵鋰化的最佳解決方案之一?！睏罴t新表示，采用“飛疊+短刀”專屬設(shè)計(jì)平臺(tái)，能量密度、體積利用率、功率都將得到進(jìn)一步的提升，同時(shí)實(shí)現(xiàn)成本下降。
根據(jù)楊紅新介紹，目前蜂巢能源的飛疊技術(shù)規(guī)?；圃煨?yīng)已經(jīng)逐步顯現(xiàn)。導(dǎo)入產(chǎn)能45GWh，良品率≥98%，產(chǎn)品缺陷檢測(cè)率100%。已實(shí)現(xiàn)單GWh設(shè)備投資成本節(jié)約1000+萬(wàn)，單GWh設(shè)備節(jié)約運(yùn)營(yíng)費(fèi)用800+萬(wàn)，且質(zhì)量事故為0。
除了BEV電池之外，蜂巢能源還將“短刀+飛疊+快充”設(shè)計(jì)同步延用至PHEV電芯上，實(shí)現(xiàn)加速不加價(jià)；以及儲(chǔ)能電芯上，滿足終端高安全、高容量、長(zhǎng)壽命、低成本需求。
從第一屆電池日到如今的第四屆，從疊片電池、無(wú)鈷電池、短刀電池等創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)布，到戰(zhàn)略上全域短刀戰(zhàn)略的發(fā)布、全面落地，再到領(lǐng)蜂2024戰(zhàn)略上“短刀+飛疊+快充”組合的全面進(jìn)化，能夠顯著感受到蜂巢能源對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的熱忱以及自身的高速進(jìn)化，從創(chuàng)新落地到創(chuàng)新引領(lǐng)，從獨(dú)行者到引領(lǐng)者，蜂巢能源致力于全面發(fā)力技術(shù)產(chǎn)品迭代。
正如楊紅新在第四屆電池日現(xiàn)場(chǎng)所說(shuō)，蜂巢能源將持續(xù)不斷的在創(chuàng)新這條路上繼續(xù)堅(jiān)守，走窄門，走差異化，走技術(shù)領(lǐng)先。雖然面臨著很多的挑戰(zhàn)，因?yàn)樽鰶](méi)人做過(guò)的東西，付出的成本、代價(jià)，踩過(guò)的坑都會(huì)比別人多，但是蜂巢認(rèn)為這是一條正確的路，必須且堅(jiān)定不移的走下去，直到走到全球領(lǐng)先位置。
聲明：本文章屬高工鋰電原創(chuàng)（微信號(hào)：weixin-gg-lb），轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系（微信號(hào)：zhaochong1213）獲得授權(quán)。往期精彩
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