龙鳞甲电池领衔，蜂巢能源布局下一步
我是第三次去参加蜂巢能源的电池日，这次的主题是“乘蜂·驭未来”。随着蜂巢能源一步步从一个创新型的电池企业，变为一个全球前十、行业主流的电池供应商，我们能从中看到蜂巢能源的蜕变。
从整个大脉络来看：
● 蜂巢通过发布龙鳞甲电池，以产品为中心，务实推进产业化。产品能不能打，有没有竞争力，是衡量一个企业有没有行业价值的最重要指标。
● 在制造技术领域，蜂巢的第三代叠片技术也取了一个好听的名字，“飞叠”技术。新技术提升了生产效率——衡量一家成熟的电池企业的标志，是能否把产量拉起来。蜂巢这次也是务实在推进制造基地布局，并且拉升电池产量。
● 在下游客户需求上，提前布局产品并通过产品来满足客户需求，对客户需求的洞察也是一个重要课题。动力这块，锁定长城汽车、吉利汽车、零跑汽车、东风汽车、岚图汽车、小鹏汽车、理想汽车、光束汽车、赛力斯汽车、合众新能源汽车和PSA（Stellantis集团）等知名国际汽车厂商，确定了动力电池的基本盘。由于储能领域被当成基础设施建设，目前也是和动力一起成为了双轮驱动。动力和储能两个市场，能有效应对后续基地产能拉起来以后的需求。
● 在产业生态上，逐步构建了一整套的生态来应对产量跑起来以后的局面。我们看到今年动力电池行业，最大的挑战来自于供应链。产能加速扩产的同时，保供稳链方面的工作是一样不能少的。蜂巢能源11月新开建的达州锂电零碳产业园，计划建设磷酸铁锂和无钴正极材料生产线，磷酸铁锂前驱体和电解液生产线，电池回收拆解生产线和相关配套设施。通过与多家上游供应商签署保供协议，以协议方式保障未来原材料供应的稳定性。
电池企业的经营已经需要和之前整车企业一样，充分考虑到上下游的变化，在波动中调整自己的节奏。能否洞察和适应这种波动，是衡量一个企业是否稳健的核心指标。
▲图1. 电池企业从战略到落地
龙鳞甲电池
蜂巢能源整个发布会最核心的还是产品，也就是这次取名叫“龙鳞甲”的电池。现在电池取名，不是神兽，就是寓意更为坚固的龙鳞甲。电池系统设计是通过应用热电分离、空间功能集成设计等新技术，来实现了单体安全和系统安全的全面提升。通过高能量密度的设计，磷酸铁锂版本可使电动汽车的续航突破800公里，这真是不给三元留活路了😄。
▲图2. 蜂巢能源的龙鳞甲电池系统方案
从这套方案的路线图来看，2023年就有落地车型，应用这种技术的磷酸铁锂版本可使电动汽车的续航突破 800 公里，三元版本可以支撑1000公里续航。
▲图3. 续航真的不是问题
除了名字很好听，电池还应用热电分离、空间功能集成设计，具体有这五个特性：
▲图4. 五个核心的设计特性
● 短刀电芯底部防爆阀设计
电芯热失控可快速实现定向泄压，喷发物可按指定方向、通过很短的通道迅速排出，不蔓延至周边电芯。 在普通的电池包的设计中，单个电芯的热失控的过程，电芯的防爆阀设计在顶部，因此防爆阀上方要留出泄压通道，将高温高压的喷发物引导到侧面或底部排出，过程中极易蔓延到相邻电芯导致连锁反应。在蜂巢的设计中，第一代短刀电芯的防爆阀放在了侧面，第二代放在了底部，设计了2个泄压阀的位置。
▲图5. 第二代短刀电芯
● 电芯的底部空间使用
底部防爆阀设计将两部分空间合并可提升体积利用率，这个思路就是极致使用Z向的空间，也是实现76%的体积成组率的核心。在这里采用了高强钢+弹性支架的设计，为热失控建立安全稳定的泄压通道，提供有力的承载和防护缓冲，避免碰撞带来的电池包故障。
从长远来看，钢铝之间的选择使用，是值得我们思考的。
▲图6. 底部空间的设计
● “热-电分离”设计
热失控泄压区与电源传送区各自独立，通过把泄压方向放在Z方向，电连接方向放在侧边，这两个方向解耦合，就可以大幅降低热失控时内部高压拉弧、打火的失效概率，显著提升安全性。我们传统的设计，是靠防火和绝缘的云母片；如果用这样“热-电分离”的设计，整个方案的效果就特别好。
▲图7. 热电设计的核心思路
给底部的空间的泄压区域开上一个个独立的口，一旦喷发以后有足够的空间容纳熔渣，这个设计可靠性提高了。
▲图8. 热电分离
● 双面冷却设计
让电芯大面积和冷却板接触，让冷却板迅速带走电芯的热量，换热能力提升。这种设计最早见于Smart和Lucid的设计，通过顶部水冷可以在电芯快充要求高的情况下，通过上下两层同时水冷来加快电芯热量的导出。
▲图9. 冷却的设计
这套系统，通过不同的兼容性，可以把各种化学体系都兼容进去。从系统来看，龙鳞甲电池的系统上盖、水冷板，可以和车身乘员舱地板融合，合三为一。这就是把电池包，往车身结构方面去考虑。通过兼容各种化学体系，可搭载在A00-C级系列车型。
飞叠技术和基地，面向的市场
1）提升基地的制造效率：
超高速叠片技术3.0的命名——“飞叠”。蜂巢能源第一代叠片技术的效率是0.6秒/片，第二代0.45/片。而第三代“飞叠”技术效率已经在努力赶超卷绕工艺，达到0.125秒/片的效率。 相较于蜂巢能源上一代叠片机，第三代“飞叠”技术的叠片机占地面积减少达 45%，效率提升 200%以上。第三代“飞叠”技术还集成了极片放卷、裁切、热压功能、叠片 CCD 在线监测、HI-POT在线监测，实现单片不良全检。在一致性方面，采用创新压刀结构，叠片对齐精度提升。
▲图10. 蜂巢的飞叠技术
2）基地的联动效应
十年前，电池企业只需要推出产品技术可靠，就可以取胜；五年前，靠差异化定位取胜；但进入大规模应用的产能制造TWh时代，靠技术+制造取胜。IPO蜂巢能源计划募集资金150亿元，其中115亿元将用于推进常州、湖州、遂宁三大生产基地建设，剩余部分将被用于补充流动资金、研发中心建设项目、三元高能量密度电池及系统开发项目、无钴电池及系统开发项目等项目。招股书显示，上述三大生产基地建设资金项目总投资367.51亿元，项目建成后，公司将新增106.65GWh产能。
▲图11. 蜂巢的产能布局
3）供应和需求的节奏匹配：落实储能
在动力电池之外，围绕储能业务进行长远规划，实现双轮驱动。蜂巢能源将已经初步成型的生态链命名为蜂窝生态，基于“储能+”的战略规划，蜂巢能源将继续开发储能+发电、储能+电网、储能+工商业等有竞争力的方案。目前不管从类似基础设施建设的电力侧，还是2C面向全球，实现利润的可能是家用储能——中国的储能企业在动力电池的蓬勃发展下，把全世界大部分的家用储能市场垄断了。
图11 蜂巢的储能战略
4）围绕整个供需建立上游的生态
蜂巢能源第三届电池日，输出硬核科技成果。自成立以来，推出了一系列创新IP：“叠片电池”“无钴电池”“短刀电池”“蜂云平台”“车规级工厂”打造了动力电池创新引领者的形象。 蜂巢能源当前在科技创新、智能制造领域的充分投入，为的是在长期竞争中，保持优势。
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小结：第三次参加这个电池日，我觉得还是收获比较多。蜂巢能源无疑正在朝着科技创新、智能制造方向进发，相信在未来蜂巢能源从电池行业的创新者，成为一方电池巨头，让我们一起期待！