2019年4月上海車展，一柄“短刀”橫空出世，這塊短刀電池為全球動力電池領域劃出了一道全新品類。

何謂“短刀”？以L600電芯為例，它可以直接兼容現有模組方案，基本上可以不用大改外包絡，就能適配足夠多的電動車。其“執刃者”蜂巢能源與旗下各種頗具競爭力的產品也因此開始受到業界持續關注。

時間如新能源產業前行時的閃現機會一般轉瞬即逝，在2021年末，這匹“黑馬”發布了“領蜂600”戰略，同時還將其2025年全球產能目標提升至600GWh。

彼時，蜂巢能源的“小目標”，還有這柄“短刀”商業化進程的飛快提速都引發了不少爭議。

因為縱觀強手如林的動力電池領域，先發者們已占據近七成市場份額，挑戰者們無疑都將面臨更大壓力。

不過，向壓力挑戰的進發動力，是蜂巢能源獨有的戰略定力——虎年伊始，常州金壇夏溪河畔一片已開始動工的平整地基上，中國特有的“基建狂魔”速度開始展露，而數月前這里還是雜亂無章的荒地——在蜂巢能源這片三期和四期的工廠用地上，在可預見的未來里，在向各種目標的求索過程中，無數建設者們將匯聚于此，與年輕的蜂巢能源一同前行。

短刀已出鞘，何以鍛鋒芒？

蓬勃朝氣同樣洋溢于這片土地對岸的蜂巢能源一期與二期工廠。從2018年蜂巢能源成立伊始，每天早晨，都會有許多同樣年輕的工程師與專業技術人員走進這座全球領先的車規級AI智能工廠。

公開資料顯示，蜂巢能源前身是長城汽車動力電池事業部。脫胎于整車企業的背景，讓其對整車的應用場景和標準理解更有心得。

其工廠建設之初，車規級應用標準便已在考慮范圍內，產線應用中的各種設備、標準、自動化程度等都堪稱全球一流。一期于2019年底建成投產，二期于2022年3季度全部產線投產完成，規劃產能8GWh，擁有三條生產線。

頗受業界關注的是其重點產品短刀電池的一條量產線，其滿產產能可達2.5GWh。如果我們穿起防塵衣和鞋套、戴好口罩、穿過除塵通道、走進這條產線車間，便能發現其獨特之處——勻漿、涂布、輥壓、模切、疊片、裝配……蜂巢能源圍繞動力電池幾大生產工序做了一系列的獨家創新。

以第一道工序勻漿工序為例，蜂巢能源目前采用2300L大容量雙行星攪拌設備，其單體容量在行業里是領先的，適合車用動力電池的生產。

據介紹，其最終制作成本工序的成品漿料，在漿料輸送過程中設置了三道除磁，而行業很多還是兩道。漿料經過過濾和除磁后，磁性異物水平可達到PPB級管控標準，漿料級磁性異物含量可以做到50ppb以下水平，高出行業水平50%，整個生產制程全自動控制。

在涂布工序方面，其電芯涂布設備采用1400mm超寬幅涂布機，據官方數據顯示，這是目前行業內最寬涂布技術，一次出兩列，涂布速度可達80m/min，涂布面密度控制在±1.5%以內，涂布正反面錯位≤0.5mm，涂布上設置三套β射線在線面密度檢測系統和2套CCD實時涂寬檢測系統，可進行涂布數據的實時檢測和控制，自動閉環管控，換卷AGV自動下料裝置，涂布工序實現涂布與一次分切的集成工藝設計，縮減了工藝步驟。

接下來的輥壓工序已實現多個工藝步驟的集成，簡化工藝流程20%，目前輥壓厚度可控制在±3微米以內，CPK＞1.33，屬于行業領先水平。

模切工序則和一期工廠工藝有差異，據介紹，目前二期工廠這條產線正負極全部實現了激光模切，激光模切具備明顯優勢，即設備無需投入模具費用，可節約設備維護80%成本，模切效率也得到大幅提升，由原來的30m/min提升至40-50m/min的模切速度，效率提升40%。

而且，在下一條刀片產線上，蜂巢能源還會采用更加先進的設備，實現工藝的更進一步的集成。采用激光模切技術后，蜂巢能源可做到激光熱影響區控制小于100微米以內，模切毛刺控制0微米，控制水平處于業內先進水平。

在疊片工序上，蜂巢能源同樣引領著高速疊片工藝的發展，而且成為了目前全球率先將高速疊片工藝應用在方形電池上的動力電池企業。

在這條刀片電池的產線上，首代傳統Z字型疊片機的疊片效率可達0.4S/片，疊片對齊度精度±0.3mm，是目前業內領先的水平，而且，疊片設備實現在線CCD定位糾偏功能確保極片無損檢測和糾偏，設備上方有FFU高效過濾系統，可實現疊片機內粉塵度管控達千級水平。

正在研發的下一代超高速刀片電芯極組成型機器疊片效率可達0.125s/片，且將會是世界上刀片電芯生產效率的至高水平。目前這組機器已經開發完成，2022年產線建設完成后便可導入量產。

電池物料怎么“搭乘”磁懸浮的“順風車”？

普通消費者甚至新能源汽車的購買者們都很難想到，在蜂巢能源車規級AI工廠里，電池物料們也能“搭乘”磁懸浮的“順風車”——這條產線上最讓人感到新奇之處，當屬一道負責將極組輸送到裝配線去的磁懸浮物流線，這是鋰電池行業內首條投入使用的磁懸浮物流線。

據介紹，行業傳統運輸方式是皮帶傳送線或者輥鏈傳輸線，傳送過程中會產生摩擦，在電芯未入殼之前會有異物進入的可能。

而蜂巢能源的這條磁懸浮物流線最大特點就是能減少傳送摩擦帶來的粉塵污染，它的傳送效率非常快，相較傳統物流線的0.3m/秒，這條磁懸浮線可以提高到3m/秒，傳送效率提升10倍。

還有，它不僅非常干凈，在傳送結束和起始時還可實現自動加減速，防止撞擊的產生，異物抑制率提升80%。

疊片完成的極組可通過一站式熱壓工序的集成，縮減工序數量，之后電芯在這道磁懸浮物流線自動進行短路檢測和X-RAY的四個角部的對齊度，最后再次通過這道物流線自動傳送至電芯裝配工序。在這道電芯組裝環節重點是如何降低對電池的損傷，蜂巢能源采用的是循環治具設計的搬運方案，降低了30%的極組搬運次數。

關于極組成型工藝，蜂巢能源同樣在動腦筋。目前其刀片電芯依然由兩個極組合并而成，下一條產線將會優化為單極組設計，簡化極組合并工序，做到極耳直焊工藝應用，去除裝配過程的超聲波焊接工藝，讓焊接次數減少兩次。

繞過磁懸浮物流線后，就是電芯全自動裝配線。

在電芯的整個裝配過程，會有4次hipot測試，其產品異物檢出能力高于行業2-3次的hipot測試水平。而且蜂巢能源已將刀片電芯隔膜厚度做到了10微米以下。

這是一份優秀的數據，因為隔膜越薄，就能給活性物質讓出越多空間，電芯能量密度就越高。目前，蜂巢能源L6刀片電芯能能量密度為175Wh/kg，是現在行業內LFP刀片電芯最高的能量密度，到今年第三季度，這個數字將提升至185Wh/kg，通過0.3mm超薄殼體和超薄集流體開發應用實現。

在刀片電芯最難的周邊焊接問題上，蜂巢能源目前使用的是對縫焊接，即正負極同時周邊焊接，可提升焊接效率50%以上，其超高速焊縫自動追蹤焊接工藝可提升焊接良品率10%以上，焊接速度可達200mm/s。該速度是目前行業內最高側焊工藝，傳統速度僅為120mm/s。

封裝完后，經過了第一次氦氣測漏，漏率的測試精度可達≤1.0-7Pa?m?3;，生產工藝種設置4道氦檢，確保電芯封裝品質。

鋒從磨礪出，“磨刀石”夠硬

光有精湛工藝還不夠，要打磨出“短刀”的璀璨鋒芒，“磨刀石”必須過硬。

尤為讓人印象深刻的一點，是常州金壇這座現代化工廠對品質管控的嚴苛程度：無論是電池產品生產過程中的異物管控到毛刺控制，還是對AI智能技術的精準管理，抑或是先進裝配技術和集成化工藝的應用，最終目的是為了保證生產出符合新能源汽車使用的高品質電池產品。

以AI智能技術應用為例，蜂巢能源通過AI大數據分析進行質量智能檢測，實現了質量檢測的智能化及無人化，在生產過程中利用人工智能將不良品的分類與工藝參數結合，自動尋找最佳參數，節約開發時間30%，智能化的設備健康管理，維護先期預警可以降低故障率提高設備稼動率，每年節能費用達450萬元。

對于蜂巢能源而言，這是一條非常清晰的思路，即：通過利用人工智能、先進分析和邊緣/云計算等技術，對于效率提升、品質提升、碳追溯等各個環節，都將會起到至關重要的作用。

面向TWh時代，對于動力電池企業而言，要實現車規級高品質的動力電池產能和高效高質量交付，就需要不斷革新制造工藝、不斷提升生產質量，并用智能化為制造賦能。

通過這條蜂巢能源獨有的創新生產線，其短刀電池搭載的LCTP電池包的優勢也愈發明顯，除尺寸帶來的兼容性和適配性外，短刀電芯在pack層級排布還有兩個明顯優勢：一是電芯Z向高度增加，最大限度利用Z向空間，體積利用率提升15%；二是電芯底部直接粘接水冷板上，整包結構件數量減少35%，能量密度提升8%。

短刀揮起，劃出一片藍海

伴隨電動汽車等應用場景的需求，電池還需要在快充倍率、材料供應的穩定和經濟、高安全性等許多方面展開競爭。

對于為何開發短刀，蜂巢能源給出的思路是：基于尺寸兼容性、電芯性能發揮、規模化制造要求等多個維度的綜合考量結果。

在兼容性方面，L600短刀片磷酸鐵鋰電芯長薄化設計，突顯疊片工藝電池優異性能，支持切換590標準模組，實現串并聯方案靈活變化，以高標準化、靈活性的特點可最大化降低電池包的設計難度。該電芯可廣泛適配以大眾MEB、長城A30及后續DE30為代表的全新純電動平臺車型，實現A0級以上車型500km以上續駛里程。

從電芯性能的發揮上來看，L600短刀片磷酸鐵鋰電芯在安全性、循環壽命等表現上都有非常明顯的優勢。其兩側出極柱的電芯設計，可支持pack環節采用上下雙水冷技術，實現2~4C快充性能，滿足800V高壓電氣架構高端車型應用，同時與CTC全新技術具有更好匹配性。

而且，該電芯通過尺寸優化設計，長度增加，厚度減薄，在散熱、膨脹、能量密度上更具優勢，同時本身還可以作為結構件，增強電池系統結構強度。

目前，L600短刀片磷酸鐵鋰電芯已全面通過過充、撞擊、震動、跌落、短路等系列安全性能測試，總體性能表現明顯優于國家標準，尤其是順利通過了針刺試驗，充分顯示出產品的高安全品質特點。

蜂巢能源的策略是，在堅持“短刀”這一規格體系的基礎上，不斷研發、應用新的材料技術，以應對不同的需求。與此同時，在建設工廠時，蜂巢能源也充分考慮了不同技術路線的兼容，不管是磷酸鐵鋰還是無鈷、三元電池產品，蜂巢能源都可共線生產，以此降低產線投資帶來的負擔。

實際上，“短刀”的各個序列已經有了明確的分工：L600電芯主要是覆蓋主流的500~600km續航車型，同時通過果凍電池0熱失控技術，它還可以進一步實現800公里續航；L300電芯則是針對2.2~4C快充體系，適配800V高端車型；L400則是針對主打長續航、低成本的PHEV車型，它的能量功率可以兼顧LFP體系，實現高安全和長壽命；L500則是覆蓋從儲能到商用車領域，并且這些系列的“短刀”電池都能實現平臺化生產。

未來，蜂巢能源將推動乘用車、商用車、儲能、新型車等四個領域的全域電動化，平臺化的短刀品類產品實現覆蓋。

結語：

在已結束的2021年，蜂巢能源全球動力電池裝機動力電池裝機量同比增長416.67%，首次進入前十。近日，它又獲得3.22億元投資，這是其一年多時間內獲得的第四筆融資，投后估值460億元。

但成績背后其實是重重波折，蜂巢能源董事長兼CEO楊紅新甚至直言“有多個想不到”，“2018年趕上新能源汽車銷量低谷，也遭遇了2019年新能源補貼退坡，再往后就是新冠疫情，但也沒有想到的是，整個新能源行業在2020年下半年出現反彈，短短幾年之間，這個行業經歷了波峰波谷般的劇變。”

“不論形勢怎么變，我們依然堅持戰略定力，即使在行情不好時也沒有減少研發投入，沒有減緩新工廠建設的步伐，”楊紅新說，“正是這種‘逆向思維’，在行業不好時持續布局，當行業變好時就可以快速跟上高速增長。”

在國家扶持新興產業的戰略需求下，蜂巢能源將繼續以研發無鈷電池等新產品、研發應用疊片工藝、應用機器視覺人工智能等創新技術為立身之本。這不僅是動力電池企業順應新能源領域的科技發展需求，也是中國企業站在全球科技前沿的全力拼爭。

原標題：“短刀”如何鍛鋒芒？蜂巢能源的秘籍在常州金壇工廠里

來源：澎湃新聞

標簽： 動力電池