2019 动力电池“叠时代”元年

从1972年首块可充电锂电池面世至今，锂电池在原材料和生产工艺方面呈螺旋式进步。锂电池从理想走进现实，实现了大规模产业化。

日本索尼公司是商用锂电池1.0时代的缔造者。其推出的卷绕工艺锂电池广泛应用于手机、相机、笔记本电脑等3C消费电子领域。今天看来，这种3C类锂电池在安全、能量密度、循环寿命等方面仍然存在很多待改进的空间，而在当时索尼公司此举已属难能可贵。

进入二十一世纪，有人开始将这种卷绕电池应用到汽车上，锂电池2.0时代就此开启。此时的锂电池比索尼当年的产品已经有了很大进步，但仍然采用传统卷绕工艺，其本质只能算是3C锂电池的改进版。

2017年后，能源危机和环境危机的双重压力之下，欧洲各国纷纷发布燃油车禁售时间表，给主营燃油车的大众、奔驰和福特们带来了巨大压力，他们不得不重新考虑加快发展电动汽车。而在中国，新能源汽车势力在国家政策的支持下更如雨后春笋般蓬勃发展。

全行业重视之下，电动汽车由“油改电”迅速升级到标准平台化。短短几年时间，大众、宝马、奔驰和沃尔沃各自推出了MEB、FSAR、EVA和MEP电动车平台。自主品牌长城也推出了电动车专用的ME平台。纯电动的标准平台化趋势对动力电池提出了标准化、大容量和大尺寸的直接需求，这不仅预示着未来方形电池将成为动力电池的主流，更对动力电池的工艺品质提出了全面升级的要求。

在此之前，方形动力电池生产工艺主要以卷绕为主。卷绕工艺非常成熟，成本也相对较低，但在电动车平台化发展趋势面前，卷绕工艺明显开始力不从心。比如在电池能量密度提升方面，专家们尝试用硅负极替代传统的石墨负极。硅材料易膨胀，加之卷绕式极组容易出现最内圈极片断裂问题，进而限制了硅材料的添加量，电池能量密度的提升有限，同时存在较大的安全隐患，影响电池使用寿命。此时，方形电池采用叠片工艺开始显露出巨大优势。

和卷绕工艺相比，叠片工艺具备天然的优势。叠片式极组呈长方形，几乎可以充满方形壳体空间；而卷绕式极组呈椭圆形，必然造成壳体四角的空间浪费。另外，卷绕式极组长时间使用后容易扭曲，两侧圆弧处断裂造成内部短路。未来方形电池做大做长，电池管理更加简易高效，可以更好地适应电动汽车模块化生产，这也是圆柱电池所不具备的优势。

在产品性能方面，叠片工艺生产的方形电池优势明显：因为极组有更好的结构适应性，电池变形和膨胀的几率大幅下降；边缘结构更简单，电池安全性更高；能量密度可以相应提高5%；循环寿命提升10%-20%；内阻更低，可以实现更高倍率放电；电池的规格更加灵活，一致性更佳。叠片工艺相比卷绕工艺，相当于激光焊接相比普通钎焊一样，通过生产工艺的革命性升级，大幅度提升产品的性能。

当然，叠片工艺也面临很多需要克服的问题：工艺门槛更高，生产成本有所提升等，其中最大的难题是生产效率。日韩厂商曾经攻关叠片工艺，但是生产效率提升始终无法取得实质上的突破。

蜂巢能源在叠片工艺的技术突破，一举改变目前动力电池的困境。它在世界范围内首创了方形电池应用高速叠片工艺，并创造性地解决了叠片工艺一直难以突破的效率问题。传统叠片工艺效率为每片约1秒，这个速度无法和卷绕工艺竞争。蜂巢能源一期工厂的叠片工艺效率已达到0.6秒；二期工厂的叠片效率将会提升至0.45秒，这个效率已经非常接近卷绕工艺；正在开发的三期将突破性地达到0.25秒，实现后将超越卷绕工艺效率。蜂巢能源的高速叠片工艺还采用改进优化的热覆合工艺，让极片制成更加稳定，后期电芯界面稳定，性能保持更好。蜂巢能源正在与欧洲顶级车企深入合作，工厂按照世界一流标准建设，产线自动化率高达95%，大幅降低人工干预带来的品质影响，全制程良率高达97%，为应用高速叠片工艺铺平了道路。

叠片工艺灵活，易扩展，可以灵活设计叠片尺寸，生产不同规格和尺寸的电池，甚至可以推出超长电池和特种电池，充分满足不同行业和客户的需求。

在今年4月份的上海国际车展，蜂巢能源首次亮相，带来了多种规格的NCM811体系方形叠片电池，其中全球首发的一款NCM811三元正极材料配SiOx/石墨负极、容量为137Ah的方形铝壳叠片电池，实际能量密度高达265Wh/kg。

先进的高速叠片工艺代表着行业发展方向，发展历史并不算长的蜂巢能源是如何做到的呢？

首先，懂汽车是其极为重要的优势。蜂巢能源脱胎于知名车企，其对汽车行业发展的趋势相较一般动力电池企业更加敏锐。对车规级的电池品质标准的理解与把握更加准确。

其次，蜂巢能源在人才和资金方面优势明显。蜂巢能源的技术研发平台覆盖全球，核心技术专家多达700余人，其中不乏来自三星等世界一流企业，与世界前沿技术同步。同时，背靠车企的“大树”，蜂巢能源的资金投入有充分保障。

此外，行业内目前规模较大的传统电池厂也对叠片工艺有所关注。这些规模庞大的企业，普遍在行业耕耘多年，保持着固有的技术优势和庞大的固有资产，这将成为他们投身新产业革命的限制。正如大众，福特不到万不得已不愿转身新能源汽车一样，他们在传统技术领域有着太多的成本、专利、地位不愿放弃。而蜂巢能源这样的锂电新势力直接站在巨人肩上登高望远，轻松上阵，以最新理念、最高标准直接杀入。

当然，作为新人的蜂巢能源，也必须有投资新技术的足够动力。作为后来者如果仍然踏入传统跑道进行追赶，面对资历更深的巨头企业强大的技术专利和市场优势，难度可想而知。

动力电池的技术正在快速发展，它的原材料技术突飞猛进，生产工艺日新月异。而在蜂巢能源投资的激励和压力下，业界将很快形成叠片时代的投资热潮，中国动力电池工艺技术的迅速发展，也将助力中国继续保持其在全球新能源汽车领域的领先位置。