蜂巢能源|刀片電池文章來源自：高工鋰電網

2021-11-08 10：23：55 閱讀：95

10月29日，江蘇常州，蜂巢能源L600短刀片磷酸鐵鋰電芯在其金壇工廠量產下線。

動力電池結構演化中，電芯長薄化已成為全球主流共識。截至目前，包括比亞迪、LG能源、蜂巢能源等國內外電池企業都在長薄化電芯上做了重點佈局。

最先行動的是比亞迪，目前，其刀片電池已經大規模量產，除了自身車型的全覆蓋外，還在加速外部車企的應用匯入。

另外一家佈局長薄結構電芯的中國企業是蜂巢能源。

早在2019年４月的上海國際車展上，蜂巢能源在業內首次亮相就展示了內部代號為“L600”的短刀片磷酸鐵鋰電芯，L代表Long cell， 600代表600mm左右的長度。

今年6月，在工信部發布的345批公告中，長城尤拉一款車型配套了蜂巢能源的磷酸鐵鋰電池包，據瞭解，該車型採用的就是蜂巢能源的L600短刀片磷酸鐵鋰電芯。

就在近日，高工鋰電獲悉，蜂巢能源為配套尤拉的一款L600短刀片磷酸鐵鋰電芯已經量產，基於該電芯的矩陣電池包也量產在即。

對此，高工鋰電實地到訪位於常州金壇的蜂巢能源動力電池工廠，現場調研其L600短刀片磷酸鐵鋰電芯的實際量產情況，並對於蜂巢能源選擇L600短刀片磷酸鐵鋰電芯路線的背後原因、產業化製造難題破解、成組及Pack策略選擇等核心問題進行了深度交流。

蜂巢能源技術相關負責人向高工鋰電介紹，L600短刀片磷酸鋰鐵電芯就是蜂巢能源此前對外展示的L6電芯，該電芯已經在近期正式量產，第一代型號為184Ah，採用疊片磷酸鐵鋰技術，在能量密度、迴圈壽命、快充等效能上都有明顯的優勢，將是蜂巢能源繼無鈷電池之後的又一個拳頭產品。

同時，該量產電芯產品透過系統結構創新設計，搭載在磷酸鐵鋰矩陣電池包上，可實現PACK在空間利用率、能量密度和安全性方面的明顯提升，可有效解決磷酸鐵鋰電池低溫效能差、續航里程短等行業難題。

蜂巢為何選擇“短刀片”？

在蜂巢能源常州金壇工廠，高工鋰電看到剛下線的L600短刀片磷酸鐵鋰電芯，與目前的主流電芯相比，該產品長而薄，長度600mm左右。而對比比亞迪對外公開展示的長度為1m左右的刀片電池，蜂巢能源的這款電芯長度僅為其一半，因此可以將其稱為“短刀片”。

“長薄結構電芯散熱性明顯提高，且本身可以作為結構件，疊加無模組技術，可以使安全性更好、成本更低、體積能量更高，因此將成為動力電池主流發展方向。”

蜂巢能源技術負責人向高工鋰電錶示，電芯結構的長薄化是動力電池演化的行業共識，也是蜂巢能源在成立一開始就重點發力的方向之一。

對於為何將長薄電芯的設計選擇為600mm的長度，蜂巢能源給出的思路是，主要基於尺寸相容性、電芯效能發揮、規模化製造要求等多個維度的綜合考量結果。

從相容性來看，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效能，支援切換590標準模組，實現串並聯方案靈活變化，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。

基於該電芯，可廣泛適配以大眾MEB、長城A30及後續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。

與此同時，兩側出極柱的電芯設計，可支援pack環節採用上下雙水冷技術，實現2~4C快充效能，滿足800V高壓電氣架構高階車型應用，同時與CTC全新技術具有更好匹配性。

從電芯效能的發揮上來看，L600短刀片磷酸鐵鋰電芯在安全性、迴圈壽命等表現上都有非常明顯的優勢。

蜂巢能源技術人員介紹，該電芯透過尺寸最佳化設計，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。

高工鋰電獲悉，L600短刀片磷酸鐵鋰電芯已全面透過過充、撞擊、震動、跌落、短路等系列安全效能測試，總體效能表現明顯優於國家標準，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。

此外，在迴圈壽命方面，單體電芯迴圈次數超過4000次，第一代產品已具備超長迴圈壽命。

從規模化生產製造的角度出發，長薄電芯面臨的最大問題是良率的控制和大規模製造的效率問題。

蜂巢能源介紹，相比其它長度，L600短刀片磷酸鐵鋰電芯在長短之間找到了一個相對平衡點，不僅在通用性、適配性方面表現優異，且在良率控制和大規模工業化量產方面優勢明顯。

基於蜂巢能源的高速疊片技術和車規級AI智慧動力電池工廠，可以保證該電芯高質量高效率生產。

“短刀片”背後的製造秘密

事實上，相比目前主流的電芯規格，長薄電芯的製造的確難度更大。為了保障L600短刀片磷酸鐵鋰電芯的規模化生產，蜂巢能源基於車規級AI智慧動力電池工廠，在製造環節還做了一系列最佳化和升級。

在蜂巢能源常州金壇工廠，蜂巢能源技術人員向高工鋰電介紹，除了高速疊片裝置之外，L600短刀片磷酸鐵鋰電芯的製造產線中還應用了磁懸浮物流線、頂蓋側縫焊連續焊接等創新性技術。

在目前主流電芯製造的物流線上，一般採用皮帶物流線，蜂巢能源針對L600短刀片磷酸鐵鋰電芯的結構特點以及產品質量考慮，匯入了磁懸浮物流線技術。

L600短刀片磷酸鐵鋰電芯的單極組重量約1。3Kg，極組主體長度尺寸559mm，重量、長度尺寸約是其它極組的1至2倍。因此其極組對疊片至熱壓轉運過程中極組對齊度的保證要求更高，傳統的皮帶物流線很難勝任要求。

蜂巢能源技術人員介紹，針對上述情況，L600短刀片磷酸鐵鋰電芯疊片至熱壓物流方式採用了磁懸浮物流線，來保證產品質量要求。

相比於傳統皮帶物流線，磁懸浮物流線傳輸效率更高，可以達到皮帶物流線的6倍，同時，磁懸浮方式小車的加減速更加均勻，極組對齊度更易保證。

此外，磁懸浮採用潤滑滾動，相比於皮帶線的滑動幹摩擦，可以減少異物，且一致性更高，無碰撞問題。

對於長薄電芯而言，組裝環節的焊接也是一個棘手的難題，蜂巢能源技術人員介紹，長薄電芯電芯為長條結構，變形量大，焊接難度高。

針對L600短刀片磷酸鐵鋰電芯特點，蜂巢能源在電芯頂蓋周邊焊接採用側縫連續焊接技術，該技術採用電芯旋轉+鐳射出射頭聯動，同時在R角位置減小鐳射能量密度，實現了頂蓋側縫的連續焊接。

相較傳統拼接焊，連續焊接的焊縫質量一致性更有保障。另外再匯入環形光斑，在提高焊接速度、效率的同時，減少焊接過程異物的產生。

基於L600短刀片磷酸鐵鋰電芯的產線最佳化不止於此，蜂巢能源介紹，為了保證高質量高效率的生產，其在現場管控做了很多的措施，這包括匯入極組入殼前少抓取設計、防止劃傷和過程變形的設計等，在基於蜂巢能源車規級AI智慧動力電池工廠的各項標準，最終保證了L600短刀片磷酸鐵鋰電芯的規模化量產。

“短刀片”矩陣電池包量產倒計時

L600短刀片磷酸鐵鋰電芯量產後，蜂巢能源基於該電芯的矩陣電池包也將進入量產倒計時。

高工鋰電獲悉，該電池包產線將在蜂巢能源位於江蘇泰州的電池工廠生產。

蜂巢能源介紹，該款電池包基於L600短刀片磷酸鐵鋰電芯，整合了電池恆溫和低溫續航無衰減等核心技術，採用CTP的全新PACK方案，在整體效能上有非常明顯的提升。

相較於傳統模組電池包，其空間利用率可提高17%，體積能量密度提升30%，成組效率增加12%，能量密度增加9%，整包帶電量增加24%，PACK零部件則減少20%，電池系統總成本降低10%。

在能量密度方面，L600短刀片磷酸鐵鋰電芯結合矩陣式結構設計，電池包體積成組效率達到48。55%，比傳統電池包的利用空間更加合理，可以幫助車企以更低的成本獲得500km以上的續航里程。

在耐寬溫效能和充電方面，磷酸鐵鋰矩陣電池包採用自動恆溫控制技術+一體式冷卻板+溫度監控的模式，能夠精確調控電池包溫度，實現整包的溫度均衡，整包溫差控制在5℃以內。

此外，得益於蜂巢能源設計的超快加熱速度以及保溫技術，0-80%SOC快充時間控制在30min以內。

對於磷酸鐵鋰電池體系而言，冬季低溫掉電是目前面臨的最大挑戰。針對此，蜂巢能源在系統層級進行了針對性的最佳化。

蜂巢能源介紹，其磷酸鐵鋰矩陣電池包採用低溫續航無衰減技術，使得電池包的保溫技術在冷卻和保溫之間保持良好平衡，能夠保證在寒冷的冬天仍有很好的保溫效果，使電芯時刻保持在最好的狀態。

另外，電池包結合整車餘熱回收功能，能夠節省10%的電量，從而提高車輛在低溫下的續駛里程，延長冬季續航里程。

在電池系統安全層面，磷酸鐵鋰矩陣電池包採用鋁型材結構，憑藉高強度的外殼設計，能夠很好的保護電池包的內部結構。目前磷酸鐵鋰矩陣電池包已透過振動、機械衝擊、碰撞、火燒等國標要求的全部機械效能測試，即使在嚴重碰撞情況下也可以效保護電芯不受侵入，保證電池包不起火、不爆炸。

高工鋰電獲悉，蜂巢能源透過自主創新，推出L600短刀片磷酸鐵鋰電芯和磷酸鐵鋰矩陣電池包，目前申請專利總量超過100項。

磷酸鐵鋰電池正在從中國走向全球，成為國際車企的重要選擇，而蜂巢能源基於磷酸鐵鋰體系而推出的L600短刀片磷酸鐵鋰電芯及矩陣電池包，進一步打破了現有效能的邊界，將成為國內外車企的新選擇。

據透露，蜂巢能源L600短刀片磷酸鐵鋰電芯已經獲得國際、國內多家車企的關注，正在開展產品測試及定點洽談事宜，有望在不久後批次裝車。