動力電池“四座大山” 呼喚開啟“疊時代”

安全、續航、壽命和價格是電動汽車正面面對傳統燃油車時必須攀登的“四座山”。而這“四座山”與作為電動汽車“心臟”的動力電池直接相關。在提高續航能力方面，合資品牌、自主品牌和新動力汽車公司都將車輛開發重點放在續航里程450公里或更高的產品上。這也給動力電池供應商帶來了巨大的壓力。在這方面，電池公司一方面正在加快比能更高的高鎳系統電池的開發、測試和工業應用，另一方面，他們通過促進電池的大容量和大尺寸，結合輕量化、模塊化結構設計、簡化電氣設計，提高了系統級的能量密度，以及其他方法。

在確保安全性能方面，電動汽車在完成從0到1的過渡后，正在進入全面市場化的征程，而在這個過程中，安全始終是高懸的達摩克利斯之劍。自2018年以來，電動汽車火災事故突然增加，據不完全統計，其中80%以上是由電池熱失控引起的。這導致該行業對材料系統選擇、電池設計和系統保護進行了跟蹤和反思。對于電池企業來說，如何通過材料的選擇和控制、電池級規格的選擇和設計、生產制造的工藝創新和質量控制來確保電池安全是當前的“重中之重”。在電動汽車的生命周期中，用戶最關心的是動力電池的使用壽命。根據主流車企的規劃，保修期正從8年16萬公里逐漸演變為10年50萬公里甚至更長，這對動力電池的壽命提出了更高的要求。在價格方面，在電動汽車價格方面，動力電池的成本占電動汽車成本的近50%。汽車公司對此給出了明確的指示，2020年電池系統成本達到100美元/千瓦時，2025年低于80美元/千瓦小時。在這一目標下，動力電池公司被迫通過多維度的方法來實現成本降低和高電壓。要想克服安全、續航、壽命和價格這“四座大山”，車企和動力電池供應商最關鍵的是通過電池領域的技術突破和產品升級，快速提高產品性能，使電動汽車能夠與傳統汽油車進行正面比較。其中，動力電池制造工藝的升級是一個極其關鍵的環節。必須面對的一個現實是，截至目前，動力電池的主流生產工藝，無論是以特斯拉和松下為首的圓柱形路線，還是以三星和CATL為首的方形路線，仍在使用數字鋰離子時代的卷繞制造工藝。不可否認，基于多年的技術積累和積累，纏繞工藝在生產設備、工藝流程、效率、成本等方面具有明顯優勢。然而，在車用級動力電池標準化、大容量、大尺寸需求的趨勢下，卷繞工藝開始“不足”。一方面，電池在卷繞過程中的內部結構不均勻，充電和放電過程中電池的反應程度和內部速率不均勻。這不僅使電池變得更大、更厚變得困難，而且還會帶來變形問題。在提高能量密度方面，當引入硅負極時，由于其易于膨脹且最內環電極可能斷裂，硅材料的添加量有限，導致能量密度的提高有限，并存在影響電池使用壽命的重大安全隱患。在此背景下，疊層工藝具有低內阻、高能量密度、高倍率放電容量、不易變形等綜合優勢，已成為下一步行業發展的必然趨勢。根據層壓工藝生產的線圈芯可以實現柔性尺寸，并且不受卷繞針結構的限制。這種疊層生產方法具有很高的電極界面平整度，將廣泛應用于汽車領域……

未來的e級功率電池。

數據顯示，與傳統的卷繞工藝電池相比，堆疊工藝電池邊緣和角落的空間利用率更高，能量密度可以提高5%；在整個生命周期內降低變形和膨脹，使循環壽命增加10%以上；邊緣結構更簡單，結構適應性更好，電池安全性更高。盡管層壓工藝在提高動力電池性能方面具有明顯優勢，但產業鏈企業面臨的真正問題是，由于設備、工藝、制造、效率等方面的瓶頸，層壓工藝在實際工業應用中仍面臨許多困難，這已經成為動力電池行業發展過程中的一個障礙。僅以層壓設備為例，它們就面臨三大挑戰：一是設備效率低下。目前，層壓機行業的效率通常在每片芯片0.8秒左右。其次，折疊過程中的對準精度不高，這影響了電池的最終性能。第三個原因是生產線的自動化水平相對較低。對于動力電池公司來說，誰能在層壓過程中率先突破，就意味著他們能在產業發展的大潮中脫穎而出。據了解，松下、三星SDI、CATL等行業領先公司都計劃在2022年后引入層壓技術。作為長城控股旗下的新能源事業部，蜂巢能源深諳行業趨勢，在全球率先將高速層壓技術應用于方形電池，引領動力電池行業從傳統的“滾動時代”走向面向未來的“層壓時代”。

7月9日，蜂巢能源將在河北保定舉辦堆疊時代戰略規劃和產品發布會，主題為“引領創新，在堆疊時代保護核心安全”。它將向業界發布一系列基于高速堆疊技術的動力電池產品。在動力電池領域，蜂巢能源自成立以來就有明確的目標，利用方形電池的高速堆疊工藝和車輛級開發標準來制造動力電池。這是高速層壓技術在方形鋁殼電池中的首次全球創新應用。在層壓工藝效率方面，據了解，蜂窩生產線一期已升級為單站0.6S，二期可實現0.45S的高速層壓。此外，正在開發單站0.25秒的超高速層壓工藝，這將超過成功開發后的纏繞過程的效率。此外，在7月10日舉行的首屆電動汽車安全技術創新國際會議上，蜂巢能源還將發布《中國車規動力高速疊層電池發展白皮書》，重點介紹鋰電池生產工藝和設備的發展，繞組和疊層工藝與質量控制的區別，疊層時代技術和設備的發展路徑疊層電池的性能優勢和安全改進分幾個部分介紹，包括疊層技術的最新進展和未來趨勢。

標簽：長城特斯拉

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