本文轉(zhuǎn)載來(lái)源于：NE時(shí)代

新能源汽車市場(chǎng)在一段不算漫長(zhǎng)的時(shí)間里催生出寧德時(shí)代、比亞迪電池寡頭，亦摧毀沃特瑪營(yíng)造的虛假繁榮。整個(gè)動(dòng)力電池市場(chǎng)少了些浮躁，多了些低調(diào)和冷靜。

不同的時(shí)代背景塑造出不同的人物性格，這同樣適用于企業(yè)。選擇當(dāng)下時(shí)間進(jìn)入動(dòng)力電池市場(chǎng)的企業(yè)應(yīng)該明白，新能源車企不再是十年前那般無(wú)知，針對(duì)動(dòng)力電池性能的要求和測(cè)評(píng)只會(huì)更加嚴(yán)格。

團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立六年，企業(yè)成立三年，蜂巢一直在思考的是：未來(lái)五年，動(dòng)力電池將是什么樣的面貌，需要開發(fā)什么樣的產(chǎn)品，如何布局才能在這個(gè)市場(chǎng)存活下來(lái)？

選擇獨(dú)立之時(shí)，蜂巢宣示出答案。

以8系NCM為核心承接過(guò)去與未來(lái)

"我從1998年開始做鋰電池，從這一時(shí)間點(diǎn)到現(xiàn)在的二十年里，材料更替，體系變革，都是依照大眾化應(yīng)用的目標(biāo)進(jìn)行。依照這個(gè)目標(biāo)來(lái)講，它是從成本、能量密度考量的問(wèn)題。"這是蜂巢能源副總經(jīng)理兼CTO饒忠儒透過(guò)二十年電池從業(yè)經(jīng)歷思考所得。

鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰三個(gè)體系代表著一元電池首先成為鋰離子電池商業(yè)化的正極材料。但是鈷存量有限，鎳熱穩(wěn)定性不佳，錳難以控制。因此研究人員考慮將不同材料摻雜起來(lái)。鎳鈷氧電池、鎳鈷酸鋰電池等二元電池體系正是在此前提下得以開發(fā)。

多元材料的摻雜沒有終止于二元。為了創(chuàng)造更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)良好的熱穩(wěn)定性，更長(zhǎng)久的使用壽命，鋰離子電池走向三元體系。三元分成兩支，分別為NCA、NCM。

最早期的NCM111，可以有效地將分解溫度提升到240度以上，基本上安全系數(shù)高于傳統(tǒng)的鈷酸鋰。1:1:1，前驅(qū)體中鎳鈷錳材料構(gòu)建出結(jié)構(gòu)比例可以用"完美"來(lái)形容，但從另一角度解讀也是"中庸"的代名詞。在NCM111對(duì)二元體系進(jìn)行補(bǔ)充后，市場(chǎng)對(duì)高比能量電池的需求逐漸加碼，"主容量"的鎳含量增多。

NCM從 442、523、622到現(xiàn)在的811系三元電池，鎳含量越來(lái)越多，高鎳電池成為一種趨勢(shì)。但錳元素含量減少，難以穩(wěn)定更多的鎳。高鎳電池顯現(xiàn)出熱穩(wěn)定性差和循環(huán)性能不佳的痛點(diǎn)。

NCA三元正極材料為鎳、鈷、鋁。鋁與錳在三元體系中發(fā)揮著相同的作用，但鋁不易沉淀，因此NCA正極材料在制造工藝上存在門檻。NCA中鎳鈷鋁常見的配比為8:1.5:0.5，鋁的含量非常少。

NCA與NCM811、NCM90相似，鎳含量之高越來(lái)越趨近于二元材料。仿佛三元和二元電池陷入了一個(gè)怪圈。電池廠自然會(huì)避免走入這個(gè)怪圈。

以日本、韓國(guó)電池廠為代表的研究團(tuán)隊(duì)將NCM和NCA相結(jié)合，即將鋁摻雜到原始NCM電池正極材料中，開發(fā)NCMA四元電池，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

至此，從高能量密度和成本考慮，鎳含量提高，鈷含量降低，鋰離子電池從一元、二元、三元發(fā)展至四元電池，乃至無(wú)鈷化。

二三十年來(lái)，高鎳三元、四元電池、無(wú)鈷電池，基本上是鋰電池發(fā)展歷程展現(xiàn)出的可見的終極解決方案。基于此，啟動(dòng)市場(chǎng)之路的蜂巢直接將重心放在NCM811上，選定NCMA和無(wú)鈷材料電池。

蜂巢能源總經(jīng)理?xiàng)罴t新解釋稱："我們認(rèn)為未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)就是集中在含不含鈷，在熱穩(wěn)定性和壽命。NCMA在8系里的安全性和穩(wěn)定性，也就是壽命、熱穩(wěn)定性都是非常好的材料。"

蜂巢能源常州工廠是完全按照生產(chǎn)制造三元811鋰電池的標(biāo)準(zhǔn)建造的，同時(shí)可以兼容622、523三元鋰電池的生產(chǎn)。8系三元電池連接著NCM622和NCMA，成為現(xiàn)在和未來(lái)的橋梁。

據(jù)饒忠儒介紹，金壇工廠一期將投產(chǎn)兩款VDA NCM622和一款VDA NCM811。適用于PHEV的51Ah和104Ah NCM622電芯在11月份開始投產(chǎn)于金壇工廠。另外NCM811的兩個(gè)型號(hào)126Ah和運(yùn)營(yíng)版86Ah分別在11月份和12月份投產(chǎn)。

以大電芯、CTP技術(shù)提升能量密度

蜂巢開發(fā)的電芯不止金壇一期工廠投產(chǎn)的四個(gè)型號(hào)，此外還涵蓋92Ah NCM811（VDA 1.5倍厚）、117Ah NCM811（590 1.5倍厚）、156Ah NCM811（590 2倍厚）、2C快充版106Ah NCM811（590 1.5倍厚）、1.6C快充版141Ah（590 2倍厚），以及120Ah、137Ah、126Ah、175Ah NCM811+石墨/硅負(fù)極電芯。

十三種電芯型號(hào)展現(xiàn)出，蜂巢選擇切入的是最受矚目的NCM811電池，以及下一個(gè)電池形態(tài)。電芯的新形態(tài)向變長(zhǎng)、變厚和變寬發(fā)展，模組的新形態(tài)則是大模組或無(wú)模組，也就是寧德時(shí)代、蜂巢均提到的CTP。

在電芯和模組形態(tài)發(fā)生改變之前，蜂巢向主機(jī)廠提供的355模組和電芯。因此，2019年和2020年階段蜂巢金壇工廠投產(chǎn)的重點(diǎn)在VDA標(biāo)準(zhǔn)電芯和模組。

大電芯、大模組，便于裝配，同時(shí)也可以幫助提高能量密度。大電芯的核心訴求是提高能量密度，是簡(jiǎn)化模組的基礎(chǔ)。但大電芯存在膨脹造成的內(nèi)部形變和散熱性能變差兩大問(wèn)題。

大模組或無(wú)模組的CTP最主要的是取消模組。模組的存在原因有二，一是電池一致性難以做好，電池容量、電壓分布較寬，二是電芯尺寸較小，串并聯(lián)較多。若無(wú)模組，電芯之間相互影響，電池包容易受到不良電芯缺口的影響。但是模組會(huì)在事實(shí)上造成電池包體積變化、重量增加。因此車企或電池廠提出CTP的想法，從電芯和模組兩個(gè)層級(jí)出發(fā)進(jìn)行簡(jiǎn)化。

以疊片工藝貫穿三元大電池與固態(tài)電池

綜合大電芯和大模組優(yōu)劣勢(shì)的考量，蜂巢認(rèn)為疊片更適合作為電芯的制作工藝。這是蜂巢方形電芯區(qū)別于其他方形電芯的地方。

饒忠儒指出，蜂巢引入疊片工藝主要基于四種考慮，膨脹率、散熱能力、大電芯量產(chǎn)化、未來(lái)的固態(tài)電池。

第1， 膨脹率，關(guān)系到電芯的穩(wěn)定性和壽命。電池充電后會(huì)發(fā)生膨脹收縮，對(duì)內(nèi)部造成很大的壓力。卷繞的彎角位置受到壓力影響，在一定程度上會(huì)造成電芯的失效。而疊片本身是一片一片疊加上去，不存在內(nèi)外壓力不同的問(wèn)題。更低的變形和膨脹，使疊片電池更加穩(wěn)定和可靠。

第2， 散熱能力。疊片電芯是多極耳式，數(shù)目是卷繞的兩倍。兩倍的意義在于它散熱速度是卷繞的兩倍。疊片電池可以大大降低內(nèi)阻，減少充放電循環(huán)中產(chǎn)生的熱量。

第3， 大電芯量產(chǎn)化。電芯有著持續(xù)做大的趨勢(shì)。當(dāng)電芯越大，卷繞時(shí)越容易產(chǎn)生褶皺，影響涂布的質(zhì)量。所以卷繞很難做到500mm長(zhǎng)大電芯的量產(chǎn)化，而疊片卻是比較有優(yōu)勢(shì)。

饒忠儒對(duì)此解釋稱："采用疊片工藝還是卷繞工藝，取決于電池設(shè)計(jì)。電芯無(wú)論多大，疊片的速度基本沒有變化。而卷繞的速度則取決于卷軸，電芯越大，速度越慢。因此基本上，電芯越大，疊片工藝越有利。制造VDA和MEB電芯時(shí)，疊片速度在0.3s/pcs，就超過(guò)卷繞的效率。當(dāng)制作500mm長(zhǎng)大電芯時(shí)，0.6s/pcs的疊片效率與卷繞效率相似。從VDA到MEB這個(gè)尺寸，目前卷繞還有些優(yōu)勢(shì)，但是再往上走到大電芯的時(shí)候，卷繞的優(yōu)勢(shì)就越來(lái)越不明顯了，疊片的優(yōu)勢(shì)反之會(huì)越來(lái)越明顯。"

第4， 動(dòng)力電池的發(fā)展方向之一為固態(tài)電池。硫化物、氧化物等無(wú)機(jī)電解質(zhì)較為脆弱，只能采用堆疊的方式做。卷繞容易使電解質(zhì)膜斷裂。按照該趨勢(shì)，蜂巢直接采用疊片工藝，即使未來(lái)切換到固態(tài)電池路線，其電池工廠也無(wú)需做大幅度變動(dòng)。

據(jù)饒忠儒透露，寧德時(shí)代、LG和三星到2025年都將轉(zhuǎn)用疊片工藝。

以整車為導(dǎo)向打造車規(guī)級(jí)電池制程標(biāo)準(zhǔn)

動(dòng)力電池十年間發(fā)生的變化不單單在于技術(shù)路線，制程革新帶來(lái)的設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)更迭悄然進(jìn)行。

這個(gè)時(shí)期里，國(guó)內(nèi)主機(jī)廠缺少電池研發(fā)和生產(chǎn)的knowhow，在電池廠面前沒有太多的話語(yǔ)權(quán)。除了比亞迪自研自銷外，其他主機(jī)廠更像是為電池廠打工。他們使用既有的電池方案進(jìn)行整車開發(fā)，而非從整車角度提出對(duì)電芯和PACK的要求。

而寶馬、大眾等主機(jī)廠卻是電池方案的制定者。眾所周知，寧德時(shí)代的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)來(lái)自于消費(fèi)電池企業(yè)ATL，待吸收、消化寶馬的電池技術(shù)后成為動(dòng)力電池企業(yè)，技術(shù)有成后向國(guó)內(nèi)主機(jī)廠或電池廠輸送電池或人才。由此，以寧德時(shí)代為代表的電池廠帶火了VDA電池標(biāo)準(zhǔn)。

寧德時(shí)代的發(fā)家始完整地呈現(xiàn)出一家消費(fèi)電池廠向動(dòng)力電池廠轉(zhuǎn)型的經(jīng)過(guò)：電池方案從寶馬主機(jī)廠來(lái)，到國(guó)內(nèi)主機(jī)廠去。

在這個(gè)階段里，電池廠尋求適應(yīng)整車的方案。但此時(shí)，新能源整車開發(fā)也處于探索階段，多數(shù)電動(dòng)汽車改裝自燃油車。于是，動(dòng)力電池應(yīng)用中問(wèn)題頻發(fā)，如電芯一致性、可靠性難以得到保證（可能在環(huán)境控制、毛刺控制、金屬異物檢測(cè)、電池自放電水平檢測(cè)等過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題）。

鋰電池本身是從消費(fèi)電池市場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，電池廠使用的許多設(shè)備、規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)都是基于消費(fèi)電池的參數(shù)。而車用電池的單體電容量、串并聯(lián)數(shù)相比傳統(tǒng)電池均有大幅提高，再結(jié)合車輛應(yīng)用的復(fù)雜工況和惡劣環(huán)境，對(duì)電池安全系數(shù)及一致性的要求更高，其嚴(yán)苛程度相比傳統(tǒng)電池提高百倍以上，因此必須制定全新的電池制程規(guī)范和工藝標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)到車輛使用的安全要求。

饒忠儒指出："車規(guī)級(jí)與傳統(tǒng)電池本質(zhì)上的區(qū)別是容錯(cuò)率。車規(guī)級(jí)動(dòng)力電池制造工廠缺陷率要提升到6sigma（3.4 PPM）。"

"我們不是第一家在做車規(guī)級(jí)電池工廠的。三星SDI提出從十萬(wàn)級(jí)無(wú)塵級(jí)到現(xiàn)在的1萬(wàn)級(jí)無(wú)塵級(jí)，寧德時(shí)代也拋棄原來(lái)的消費(fèi)電池毛刺標(biāo)準(zhǔn)。從消費(fèi)電池級(jí)標(biāo)準(zhǔn)到車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這是一個(gè)漸進(jìn)式的進(jìn)化。但是沒有一家企業(yè)提出一個(gè)車規(guī)級(jí)電池工廠的概念。我們?cè)谧龅氖�，倡議環(huán)境控制、毛刺控制、金屬異物檢出率、電池自放電水平檢出率、制程追溯系統(tǒng)等整個(gè)制程的標(biāo)準(zhǔn)化、嚴(yán)謹(jǐn)化。全行業(yè)將一致性做到最高水平，這才是車規(guī)級(jí)電池的根本方案。"

這也是長(zhǎng)城董事長(zhǎng)魏建軍要介入到動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的原因。國(guó)內(nèi)新能源汽車幾年來(lái)陸陸續(xù)續(xù)受到一些挫折，發(fā)生起火事故。蜂巢的建立是"從整車應(yīng)用端出發(fā)，推動(dòng)供應(yīng)鏈的升級(jí)"。

將AI能力引入制程管控，也是蜂巢對(duì)車規(guī)級(jí)考量后的做法。AI主要作用于質(zhì)量檢測(cè)的智能化，利用AI智能尋找最佳參數(shù)，維護(hù)先期預(yù)警，降低故障率，提高設(shè)備稼動(dòng)率。例如，在檢測(cè)金屬顆粒時(shí)，它可以利用AI視覺，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)特征曲線加強(qiáng)辨別能力；對(duì)制程的所有參數(shù)進(jìn)行定位，找出原因，從而快速制定優(yōu)化措施。

AI，會(huì)在時(shí)間和應(yīng)用中不斷積累數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)越充實(shí)、完善，系統(tǒng)就會(huì)越可靠。這才是AI工廠最大的好處。它將指導(dǎo)后來(lái)的工程師、其他地區(qū)建設(shè)的工廠，減少試錯(cuò)的時(shí)間，加快調(diào)試和投產(chǎn)的步伐。成長(zhǎng)過(guò)程中所犯的錯(cuò)誤，付出的成本，累積的經(jīng)驗(yàn)都將轉(zhuǎn)化為一筆財(cái)富。當(dāng)體量夠大的時(shí)候，它將是蜂巢降本的一大利器。

蜂巢對(duì)長(zhǎng)城不單單是電池供應(yīng)商，更豐富著長(zhǎng)城的電池Knowhow，使之掌握電池技術(shù)開發(fā)和制造的經(jīng)驗(yàn)，獲取長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

在NE時(shí)代記者對(duì)饒忠儒專訪期間，他對(duì)魏建軍的一句評(píng)價(jià)吸引到記者："他是做產(chǎn)業(yè)的人，不是做生意的人"。因此，蜂巢才會(huì)對(duì)正極材料、電芯、BMS、PACK整個(gè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行縱深布局，與保定研發(fā)中心共同探知最先進(jìn)、最深度的動(dòng)力電池。

電池廠的競(jìng)爭(zhēng)能力在于上游材料的布局、技術(shù)的把控、產(chǎn)品的質(zhì)量以及對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)。蜂巢的入局，掀起一場(chǎng)動(dòng)力電池高質(zhì)量、新形態(tài)的競(jìng)爭(zhēng)。