以科技创新对抗内卷-蜂巢能源的实践

　　导读
随着新能源汽车渗透率逐步提高，除了主打智能化、电动化的新造车势力，传统车企也纷纷成立新能源子品牌，押注新能源新品牌，新能源汽车品牌一个接着一个，覆盖从A00级小车到百万豪车所有级别。

但随着特斯拉降价引发价格战，新能源汽车业进一步加剧“内卷”，新能源汽车圈的“内卷”很快传导到电池业，电池业在“内卷”的同时还要面对原材料的激烈波动，亚历山大，如何面对“内卷”并胜出呢？

笔者亲眼目睹蜂巢能源五年快速发展过程，认为其中的经验科技创新与战略主动值得借鉴，先讲讲科技创新部分，供业内人士参考。

蜂巢能源在发展初期就确立了差异化竞争策略和技术领先型策略
蜂巢能源刚开始保定研发中心只有0.04GWh的中试线，后来在常州建成第一个生产基地并投产，再于无锡成立全球研发中心，一路快速发展，短短两三年内建设了国内上饶、马鞍山、湖州、盐城、南京、遂宁、达州等生产基地，以及海外德国萨尔州、勃兰登堡州两家工厂。


蜂巢能源从最早提出的“无钴”到“蜂云”、“短刀”再到“飞叠”技术……所有技术的突破和落地无不体现了“因创新而前进”的企业精神以及主动的战略选择。电池企业的科技创新，包括关键材料、电芯、安全、控制系统及结构、智造体系、新型电池等方面的创新。

关键材料
蜂巢能源自主研发的层状无钴正极材料和无钴电池填补了国际空白，为世界首创。蜂巢能源经过近百次中试调试和电性能验证，研制出世界首款无钴正极材料并量产装车，成功获得69项中国专利和46项国际专利。在蜂巢能源研发中心内部设有前沿实验室，专门针对前瞻性技术的研究，除了无钴电池外，还有很多的新型结构和材料等，都在做进一步的开发。


举例来说，蜂巢能源针对PHEV专用产品开发专有材料体系，正极材料采用4级颗粒复配技术，电解液超快离子通道，实现了电芯内阻降低15%，功率性能提升了5%，循环寿命提升26%，完全超越了目前客户对产品的期望和要求。对应的电池系统也在今年6月份正式量产交付，采用了LCTP2.0的技术，可以做到相邻电芯不失控，相应冷却速度达到1.5分钟，体积利用率提升了10%，模态提升了50%以上。

高比能量电池
蜂巢能源自主研发的高镍加硅高比能三元方形电池，能量密度超过260wh/kg，处于行业领先水平，打破了日韩企业技术壁垒，实现了关键核心技术的自主掌握，已给长城汽车、吉利汽车、法国PSA、光束汽车等公司批量供货。

蜂巢能源推出的纳米网硅负极材料，通过直接在硅颗粒表面进行碳包覆的方式，实现了硅材料膨胀的自约束，不仅是实现了高容量和高首效，还兼顾了长寿命和快充特性，配合中、高镍正极可实现320Wh/kg～350Wh/kg的高能量密度，在高比能电池中有着广泛的应用前景。

PHEV专用电池
蜂巢能源在第一代短刀电池中就推出了专注PHEV的L400产品，是蜂巢能源在2021年和客户一起，敏锐地观察到电动车用户始终对电车续航存在一定的焦虑，得出了原本被视为过渡产品的PHEV车型，将和BEV车型长期持续存在的结论而开发的。

蜂巢能源在PHEV领域电池的布局，目前是行业内最完整、最全面、量产时间最早的。PHEV专用产品经过2年的发展，已经从纯电续航50、100、150到200公里完成全生态布局。两款主力电芯产品分别为60Ah和90Ah，这两款电芯长度、厚度、材料体系完全一致，只是在高度上为了适配不同底盘、离地间隙的轿车与SUV而做了区分，PACK后能量密度做到了177Wh/kg，目前行业领先。

电池安全
在2020年蜂巢能源首次电池日上，蜂巢能源首次对外发布了热失控系统性解决方案——冷蜂，通过材料、电芯、电池包、监控系统四大层级的技术彻底解决电池系统的热失控问题。

蜂巢在此基础上再接再厉，于去年12月份的第三次电池日上发布了龙鳞甲的概念，并于今年4月18日的上海车展上首次正式亮相。龙鳞甲出发点于蜂巢能源对安全的极致追求，PACK系统想要做到不热失控，首先得做到相邻电芯不热蔓延。基于此根本诉求，蜂巢工程师们分析了以往BV测试中所有数据，总结发现出要想做到这点，第一靶向电芯失控后的温度必须可以快速的、有序排除到电池包之外，避免温度传到相邻电芯产生连锁反应。

分析过往实验后发现，单颗电芯温度一旦出现失控，很容易出现短路，电芯失控喷发的导电物质很容易产生拉弧反应，导致整包产生连锁反应。为了控制连锁反应和有效的泄压，传统的电池安全系统是增加各种防护和排气空间，来避免热失控，但代价是设计复杂，重量增加。

为此，龙鳞甲采用了先进的“热电分离”技术。综合考虑“热”、“电”的因素，通过独立区分热失控泄压区与电源传送区，大幅降低热失控时内部高压拉弧、打火的失效概率，结合电芯防爆设计，有效降低了对排气空间的要求，可以更加有序、定向的排气，排气时长缩短75%以上，循环寿命做到两千五百次以上，热失控实验和传统电芯相比降低了35%的最高温度，真正实现了电池“无热失控蔓延”和76%(三元锂)行业最高成组效率。

蜂巢能源与清华大学联合研发的锂电池大数据预警监控系统，是中国唯一一个获得汽车工业科技进步奖的电池预警系统，核心软件算法和机理模型均处于行业领先水平。

电池控制系统及结构
蜂巢能源在PACK领域的创新最典型的代表就是“龙鳞甲”，其实就是一个电池组结构性的创新和系统上的创新，蜂巢能源作为一家最懂汽车的电池公司，在系统集成和PACK领域深耕多年，对结构领域、系统领域的创新速度，创新的结果，是有目共睹的，成绩是斐然的。在能量密度方面，电芯层面采用了更高能量密度磷酸铁锂电芯；系统层面，提升结构件集成度。通过技术优化，采用磷酸铁锂电芯的龙鳞甲电池系统体积成组效率大幅提升至76%，续航超过800公里，采用高锰铁镍电芯超过900公里，采用三元电芯则超过1000公里。同时使用三合一设计，兼容CTC/CTB，可适配A00~C级车。对应的产品将于今年12月份搭载客户车型，正式批量生产。

电芯结构领域，蜂巢能源在2019年4月的上海车展上全球第一家展示了长薄型短刀叠片电芯实物，以高安全性和高成组效率，已经成为电池行业新的趋势，引领行业从欧洲定义的VDA、MEB型号标准，进化到了“短刀”型号，即将在2023年四季度配套欧洲豪华品牌面向全球销售。在储能领域，同样带来零部件减少15%以上，体积利用率提升10%以上，与安全的大幅提升。蜂巢能源更是在2022年作为牵头单位，联同中国汽车动力电池产业创新联盟、中国化学与物理电源行业协会等单位，共同发布《电动车用高速叠片动力电池白皮书2.0》。根据笔者与锂电设备厂家交流，大部分在手订单是长薄型叠片电芯装备，侧面证明了这是电池结构趋势，蜂巢走在了前面。

高效智造技术
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”技术效率已经持平卷绕工艺，达到0.125秒/片的效率，实现了全球叠片技术最高制造效率，并降低了50%的投资，已在盐城、南京基地量产，打破了韩国企业在该领域的技术垄断。


自主研发电芯极片翻折检测、焊接缺陷检测、外观六面检测、K值动态筛查等9种AI与大数据检测算法，突破行业难题，AI视觉缺陷检出率接近100%，处于行业领先水平。

固态电池、钠电池等
2022年7月，蜂巢能源全固态电池实验室研发出国内首批20Ah级硫化物体系全固态原型电芯。该系列电芯能量密度达350-400Wh/kg，现已顺利通过针刺、200℃热箱等实验，一旦量产应用，电动车可实现续航里程1000公里以上，处于行业领先水平。

2022年12月，蜂巢能源宣布第一代钠离子电池原型样件已经完成开发，能量密度110Wh/kg。

除了第一代钠离子电池原型外，蜂巢能源第二代钠离子电池产品正在开发，2023年一季度完成设计定型，能量密度为135Wh/kg；2023四季度计划完成能量密度160Wh/kg的钠离子电池开发，预计循环寿命超过2000周。

最后
随着全球能源转型的加速和环境保护意识的提高，新能源汽车逐渐成为市场的主流趋势。据乘联会数据预测2023年中国新能源乘用车销量为850万辆，年度新能源车渗透率有望达到36%。这些成绩的取得是国家政策正确引领、行业共同努力的结果，更是中国企业在材料、结构、工艺等方面持续创新迭代，技术力和产品力得到了消费者的认可。

从蜂巢能源快速发展的五年来看，得益于持续的研发投入，得益于一直积极践行“以客户为中心，以奋斗者为本，以创新为根，赢在协同”的核心价值观，一直以“因创新而前进”的企业精神在产品和技术领域持续地创新。

(顾国洪为工信部江苏大学新能源汽车专精特新产业学院副院长)

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