摘要

在中國的動力電池行業(yè)里面，僅成立三年的蜂巢能源是很有特色的。每年總能聽到蜂巢在在電池方面的各種有意思的展示，頗具創(chuàng)新精神。首先談一下行業(yè)的大背景，目前從總體的行業(yè)格局來看有這么幾個特點：

1）頭部企業(yè)是依靠大的產(chǎn)能來鎖定客戶，這主要是因為目前電池的成本下降還是比較超預期的。而在歐洲、中國電氣化的滲透率一旦超過了一個點，則可能引發(fā)進一步的質變。這就使得產(chǎn)能成為汽車企業(yè)非常重要的考量因素，對于二線目前處在低產(chǎn)量下的企業(yè)來說這一點尤其挑戰(zhàn)。

2）電池產(chǎn)品的分化預期，現(xiàn)在車企要求要有高能量密度（想要做到1000公里的）、高倍率快充能力的（10分鐘充到80%）、低成本的（每年5%以上的階梯下降的）、高安全性（能過熱失控傳播實驗不起火的），電池的化學體系和綜合設計就是在這些特性之間進行博弈。

對于二線企業(yè)的電池產(chǎn)品型譜，要適應不同尺寸，不同化學體系和不同特性 要回答以上的兩個要素，才能成為一家比較有潛力成長的企業(yè)。 對于蜂巢來說，一方面依托于長城的需求，開始走量；并且在當下需求在GWh的情況下，未來要規(guī)劃到200GWh的產(chǎn)能（海外24GWh），這需要強有力的創(chuàng)新產(chǎn)品技術支撐。這次上海車展蜂巢又為大家?guī)砟男┎灰粯拥膭?chuàng)新呢？

01快充電芯

在這次車展上，蜂巢能源在新產(chǎn)品技術上給大家?guī)砹烁弑堵士斐潆姵氐募夹g發(fā)展以及無鈷產(chǎn)品的落地。從橫向比較來看，目前方殼技術路線獲得了大眾的認可，也開啟汽車企業(yè)進入電芯制造的行業(yè)的開端。蜂巢想要上量，需要找到產(chǎn)品技術支撐，獲得客戶的認可。

1）蜂速快充電芯的開發(fā)

從現(xiàn)代起亞的E-GMP，800V快充系統(tǒng)也會進入平價時代。隨著越來越多的企業(yè)投入800V系統(tǒng)和快充網(wǎng)絡的建設，快充電池就取代了高能量密度的電池給了用戶不同選擇，你要里程短一些能快充的車，還是一個很高里程大電池貴的車。我個人的看法，未來隨著大量快充網(wǎng)絡的鋪設，消費者有幾種選擇：

高里程車輛：由于高端客戶對于價格不敏感，所以配置700公里以上的續(xù)航里程

中里程車輛：在500公里的70-80kwh的電池，隨著高倍率充電能力和快充網(wǎng)絡的鋪設，使得用戶可以在這些網(wǎng)絡上盡快補電

低里程車輛：這種就是經(jīng)濟適用性，用戶根據(jù)自己的通勤范圍來選擇，當然這類用戶最終也會選擇快充能力作為核心的要素，畢竟里程短老充電確實麻煩

所以快充電池，是目前行業(yè)內(nèi)比較緊迫的需求，誰能掌握好這個需求，對于未來的主流車輛的產(chǎn)品就能實現(xiàn)盡快的覆蓋。當然這里的需求，是建立在原有的電池系統(tǒng)在設計上不需要進行大改的基礎上的。所以這次蜂巢在本次車展上首次對外發(fā)布了其全新的快充技術和對應的電芯，可實現(xiàn)充電10分鐘，行駛400公里。

其中第一代蜂速快充電芯為158Ah電芯，能量密度250Wh/kg ，2.2C快充可實現(xiàn)20-80% SOC時間16分鐘，年底前即可量產(chǎn)；

第二代4C快充電芯產(chǎn)品容量165Ah，能量密度大于260Wh/kg，可實現(xiàn)20-80% SOC快充時間10分鐘，量產(chǎn)預計在2023年Q2。

從介紹來看，為了滿足10分鐘完成到80%的快充目標，需要在電池體系上進行技術優(yōu)化。從技術原理看，主要應用的技術包括：

正極方向上，采用前驅體定向生長精準控制技術，通過控制前驅體合成參數(shù)，一次粒徑放射狀生長，打造離子遷移“高速公路”，提高離子傳導，降低阻抗10％以上；多梯度立體摻雜技術，體相摻雜及表面摻雜多元素協(xié)同作用，穩(wěn)定高鎳材料晶格結構，同時降低界面氧化性；

基于大數(shù)據(jù)分析及仿真計算，篩選適配高鎳材料體積變化大的柔性包覆材料，抑制循環(huán)顆粒粉化。負極是很重要的設計，這里采用了負極同樣應用了多項先進技術：

1.原料種類及選擇技術：選取各項同性，不同結構、不同類型的原材料進行組合，使其極片OI值由12降低為7，動力學性能得到提升；

2.原料破碎整形技術：采用小骨料粒徑組成二次顆粒，并復配一次顆粒，實現(xiàn)合理的粒徑搭配，降低其副反應，循環(huán)性能和存儲性能提升5-10%；

3.表面改性技術：采用液相包覆技術石墨表面包覆無定形碳，降低阻抗，提升鋰離子的通道，使其阻抗降低20%；

4.造粒技術：精確控制粒徑間的形貌、取向等造粒技術，滿電膨脹降低膨脹3-5%。

電解液采用含硫添加劑/鋰鹽添加劑等低阻抗添加劑體系，降低正負極界面成膜阻抗。隔膜為高孔隙陶瓷膜，提升隔膜導離子能力同時可兼顧耐熱性，達到快充及安全的平衡。極片制備上通過采用多層涂覆工藝。

快充對于電芯的電流過載能力，需要通過大電流仿真來確認，在600A大電流過流能力快充過程中結構件的溫度小于60℃。為了確保負極不發(fā)生析鋰，可以采用三電極技術原位監(jiān)控負極電位的變化，仿真電芯在不同溫度和電流下的充電電壓變化，提取出最好的充電Map。

02無鈷產(chǎn)品的落地

蜂巢能源，目前最為引人注目的，主要是之前無鈷電池的落地。之前無鈷電池主要分為E平臺和H平臺目前共規(guī)劃四款產(chǎn)品，在這個里面，其實主要體現(xiàn)了一定的差異化。

我理解的無鈷電池，一方面在資源約束端，和磷酸鐵鋰一樣是避免對于稀有的鈷資源的依賴，同時在長期使用的情況下有很大的成本下降空間。從行業(yè)來看，隨著特斯拉在Model 3大量使用磷酸鐵鋰的產(chǎn)品，國內(nèi)的磷酸鐵鋰的使用量有了大幅的上升。

這個我們從2021年的動力電池產(chǎn)量和裝機量可以明顯看出來：

產(chǎn)量：3月三元電池產(chǎn)量5.8GWh，占總產(chǎn)量51.6%，同比增長79.6%，環(huán)比增長13.7%；磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量5.4GWh，占總產(chǎn)量48.3%。1-3月三元電池產(chǎn)量累計17.8GWh（54.3%）；

裝車量：3月三元電池共計裝車5.1GWh，磷酸鐵鋰電池共計裝車3.9GWh。1-3月三元電池裝車量累計13.8GWh（占59.5%）磷酸鐵鋰電池裝車量累計9.4GWh（占40.4%）

目前鐵鋰和三元的差異其實在縮小，特別是在乘用車里面，越來越多的車型開始上鐵鋰。從電芯能量密度突破了190Wh/kg的瓶頸以后，我們看到鐵鋰的變化主要是在乘用車快速滲透。這個季度客車在整體的占比被壓縮到了5%-8%，隨著乘用車的磷酸鐵鋰需求上升，磷酸鐵鋰的總體占比很快能超過三元了。

圖4 2020年Q3-2021年Q1的鐵鋰三元的差異（產(chǎn)量和裝機量）

蜂巢的電池，當然也有磷酸鐵鋰的規(guī)劃，目前的無鈷電池是從現(xiàn)有的三元電池出發(fā)，在電芯的能量密度基本保持不變的情況下做演進，在三元和磷酸鐵鋰開出來一條中間道路。這些產(chǎn)品主要包括：

90Ah的VDA×1.5（39x148x102.5mm）無鈷電芯：主要往前兼容，為之前小型車量使用，可以在350V下配置出31kwh的電量

115Ah為VDA×2（尺寸為50x148x112mm）的無鈷電芯：這款電芯為稍大一些的A0級別提供40kWh以上的電量

容量為115Ah的MEB×1.5（尺寸為33.4x220x102.5mm）的無鈷電芯：為標準平臺化產(chǎn)品，為車企的平臺化產(chǎn)品支撐，對應的是中高端車型和高端車型

容量為226Ah的L6（尺寸為T21.5xW118xL574mm）無鈷電芯，這款電芯是做CTP方案的主要內(nèi)容。

在這兩個平臺上E平臺和H平臺在材料技術上有所差異，E平臺電芯材料主要采用高濃度陽離子摻雜和納米網(wǎng)絡化包覆、微觀粒徑控制、嵌鋰路徑優(yōu)化，2021年能量密度做到160mAh/g，2023年能提升至170mAh/g；

H平臺電芯材料則主要采用納米網(wǎng)絡包覆技術、單晶化技術、陽離子摻雜的氧八面結構，2020年能量密度做到180mAh/g，2022年能提升至185mAh/g。從這個意義上來看，無鈷電池是為現(xiàn)有的中鎳三元電池演進走了一條路徑，在巨量的需求下也能保持自身的價格穩(wěn)定，對電池系統(tǒng)CTP技術下能量密度保持足夠的進步空間。

小結：想要做到200GWh，更多的還是要往多個領域方向發(fā)展，一方面在國內(nèi)的動力電池需求方面拓展，一方面在儲能、其他應用領域方向的在發(fā)展，重點是提高出貨量和提高自身在原材料采購和供應鏈掌控方面的議價權。作為一家行事比較凌厲的企業(yè)，從創(chuàng)新和產(chǎn)品線擴展速度來看，蜂巢能源在目前的電池行業(yè)里面都獨樹一幟。

每年都會向市場宣布一些新的產(chǎn)品和技術，在上量的過程中逐步兌現(xiàn)自己對市場的承諾，實現(xiàn)200GWh產(chǎn)能規(guī)劃。每年的活動還有實際的裝機量都展現(xiàn)了確實的進步，我們需要通過產(chǎn)品來逐步了解這家公司。

編輯：jq