[汽車之家 行業(yè)]  “動力電池即將進入疊片工藝時代”,，說這話的人，是蜂巢能源總經理楊紅新。蜂巢能源脫胎于長城汽車動力電池事業(yè)部,，被稱為長城汽車董事長魏建軍的“二次創(chuàng)業(yè)”,，這家企業(yè)希望成為全球動力電池供應商。兩天前,，蜂巢能源在長城哈弗技術中心舉辦了一場聲勢浩大的戰(zhàn)略及產品發(fā)布會,，這對于車企來講再尋常不過，但在電池圈還算少數(shù),。

　　電池疊片工藝是此次發(fā)布會的主角,，蜂巢能源堅定的認為，以疊片工藝為主導的新工藝,、新技術,、新材料、新標準,，將引領動力電池進入一個新的時代,，他們把這個時代稱為“疊時代”。那么,，蜂巢能源如此推崇的疊片工藝究竟是什么,？有何優(yōu)勢和短板？為什么蜂巢能源認為,，疊片工藝是未來趨勢,？

60秒快速閱讀：
　　1、作為動力電池的兩大生產工藝,，疊片工藝受制于生產效率和質量控制的因素,，目前還只在市場份額較小的軟包電池領域應用。
　　2,、蜂巢能源稱,，通過生產設備的改進，正在大幅提升疊片工藝生產效率,，預計2023年可開發(fā)出單工位0.25秒/片的設備,，屆時將有望與卷繞效率持平。
　　3,、在電池性能層面,，蜂巢能源認為，相同條件下,，疊片工藝可以使電池能量密度提高5%,，循環(huán)壽命提高10%，成本降低5%。從用戶的角度來看，電池生產工藝的創(chuàng)新突破，將有助于提升電動車的使用壽命和續(xù)航里程,，從長遠來看,，也有助于車輛成本下降,。
　　4、疊片工藝既可以應用方形電池上,，也可以應用在軟包電池上,，目前還主要應用于軟包領域。蜂巢能源認為,，從長遠來看,，方形電池更適合車載。但目前,，軟包和方形各有優(yōu)勢,，兩種技術路線還將長期博弈。

　　■ 疊片VS卷繞 效率是關鍵

　　我們都知道,，動力電池主要有三種類型,，方形、圓柱和軟包,，而疊片和卷繞正是生產這些電池的兩種工藝,。從發(fā)展歷史來看，卷繞工藝從消費類電池就開始應用了,，經歷了最初期的手動式卷繞機,、更新后的迭代半自動卷繞機、再到現(xiàn)在的全自動卷繞機,。在這過程中,，卷繞工藝生產效率大幅提升，成為電池領域主流工藝路線,。

　　也正是因為卷繞工藝更成熟,、生產效率更高，在消費類電池向動力電池發(fā)展的過程中,，也沿用了卷繞工藝,，成為當前動力電池主流的生產工藝，廣泛應用在方形電池和圓柱電池里,。疊片工藝則是伴隨著電動車發(fā)展逐漸發(fā)展起來的,，目前只在市場份額較小的軟包電池領域應用。

　　從動力電池裝機量來看,，2018年，我們新能源汽車方形動力電池裝機總電量約42.25GWh,，占整體總裝機電量的74.1%,；軟包動力電池裝機總量約7.62GWh,，占整體總裝機電量的13.4%；圓柱動力電池裝機總電量約7.11GWh,，占整體總裝機電量的12.5%,。由此可以粗略推算出，目前85%以上的動力電池采用的都是卷繞工藝,。

　　卷繞工藝受歡迎,，主要是生產效率帶來的成本優(yōu)勢。相比之下,，疊片工藝雖然在電池性能,、完全、空間利用率等方面都更具優(yōu)勢,，但由于疊片工藝生產設備的技術瓶頸難以突破,，使得疊片電池比卷繞電池存在生產效率低、工藝復雜度高,、品質控制難度大,、設備占地面積大、單位瓦時投資比高等明顯劣勢,。

　　具體來看,，目前國內疊片機行業(yè)效率普遍在單工位1-1.2秒/片，而只有效率提升到0.2秒/片左右時,，疊片工藝才可能與卷繞工藝成本相當,。另外，疊片工藝需要將每個極片進行兩次分切,，一個電芯則涉及到數(shù)十次分切,，而卷繞工藝每個電芯只需要進行正負極各一次分切。每次分切都存在極片的截面產生毛刺的風險,，這就增加了電池質量控制的難度,。正是因為受制于這兩個主要的短板，疊片工藝目前還遠沒有卷繞“受寵”,。

　　■ 電池尺寸變長 疊片優(yōu)勢凸顯

　　雖然疊片工藝有明顯的瓶頸,，但卻是未來動力電池發(fā)展的大勢所趨。隨著新能源汽車的發(fā)展,，企業(yè)已經開始針對電動車開發(fā)底盤,，相比此前改款的燃油車底盤，針對電動車專門開發(fā)的底盤,，動力電池可以更規(guī)則的排布,，這一方面能有效利用空間，另一方面也有助于電池安全防護,。

　　目前,，最受業(yè)內關注的電動車平臺就是大眾的MEB平臺,，從這一平臺來看，電池的模組和電芯尺寸都在變大,。業(yè)內普遍認為,，大模組、大電芯是未來動力電池發(fā)展趨勢,。而目前大眾發(fā)布的VDA尺寸的電芯已經到達卷繞電池的極限,，而基于MEB平臺的電芯尺寸，電芯長度大大增加,。隨著電池越來越長,，卷繞工藝將越來越難實現(xiàn)。

　　而從性能上來看,，疊片工藝也有明顯優(yōu)勢,。楊紅新介紹，相同條件下,，疊片工藝可以使電池能量密度提高5%,，循環(huán)壽命提高10%，成本降低5%,。

　　與此同時,，疊片工藝生產設備也有所突破。據(jù)蜂巢能源介紹,，目前已完成45度旋轉式高速疊片機的開發(fā)與導入,，疊片效率可達單工位0.6秒/片。同時,，蜂巢已完成單工位0.45秒/片的速度驗證與樣機的開發(fā)制作,，2023年預計可實現(xiàn)單工位0.25秒/片的疊片設備開發(fā)。

『蜂巢能源0.6秒高度疊片機』

　　楊紅新介紹,，蜂巢能源在常州金壇工廠的一期產線已提升至單工位0.6秒/片生產效率,，2020年的產能將達到4GWh；二期便可實現(xiàn)0.45秒高速疊片,，2022年達到8GWh產能,。而到2023年實現(xiàn)0.25秒的超高速疊片工藝，將有效解決疊片工藝的效率問題,，有望超越卷繞工藝效率,。

　　蜂巢能源工藝設備總監(jiān)金正賢告訴汽車之家，蜂巢能源的0.6秒高速疊片工藝生產設備是與國外設備供應商合作生產的,，0.45秒的設備則是蜂巢能源獨自設計,，已申請相關專利10余項，未來將與兩家設備供應商共同開發(fā),。

　　在解決生產效率的同時,，如何解決疊片工藝多次沖切帶來的產品質量隱患,？金正賢表示，產品質量主要是控制層面的問題,，蜂巢能源將對電芯生產線的在產線建設、環(huán)境控制,、制程關鍵產品參數(shù)控制,、制程工程能力控制、在線SPC管控等方面全面提升控制水平,。

『蜂巢能源電池測試實驗室』

　　■ 長期來看 方形疊片是趨勢

　　目前,，國內做方殼疊片電池的企業(yè)并非蜂巢一家，青島力神動力電池有限公司在2018年實現(xiàn)了方形疊片電池的量產,，單片位疊片效率在1.0秒/片左右,。但受制于疊片電池的生產效率低、技術及投資門檻較高等特點,，疊片電池技術還沒有大規(guī)模應用在方形電池領域應用,。

　　根據(jù)蜂巢調研，LG化學,、三星SDI,、松下等國際電池巨頭都將疊片技術納入下一階段布局目標。這也給蜂巢能源一定信心,，楊紅新表示,，作為動力電池領域的“闖入者”，蜂巢能源沒有其他電池廠的產能,、設備包袱,，可以直接從最適合未來趨勢的技術切入。

　　除了圓柱電池受制于形狀限制較難采用疊片工藝生產,，軟包和方形都可以應用疊片工藝,。那么問題就來了，軟包疊片和方形疊片到底哪個更好,？中國汽車動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長王子冬告訴汽車之家,，從長期來看，方形電池更適合車載,。

　　他解釋道,，方形電池殼體多為鋁合金、不銹鋼等材料,，對電芯的保護作用優(yōu)于軟包電池,。除此之外，方形電池還有電池內阻小,、壽命長,、空間利用率高,，以及成組后的能量密度下降小等優(yōu)點。

　　但軟包電池也有可取的優(yōu)點,，王子冬指出,，軟包電池一般采用鋁塑膜包裝，發(fā)生安全問題時,，軟包電池一般會鼓氣裂開,，不會爆炸。另外,，鋁塑膜包裝也帶來了重量輕,、設計靈活等優(yōu)點。從2018年裝機量來看,，軟包電池雖然市場分額不大,，但增長速度同比增長60.73%。目前來看,，兩種技術路線還將長期并存,，將在實際生產應用中不斷探索和改善。

　　編輯有話說：

　　從2009年算起,，我國推廣應用新能源汽車剛剛10年,，整體來看，動力電池的發(fā)展尚在摸索中前行,。盡管我們能夠通過科學的理論邏輯,、前期的研發(fā)試驗論證一種技術路線的前景，但還不能完全預判其在規(guī)模量產,、實際應用中遇到的問題,。因此，面對新技術,、新工藝的改進,，我們既要持開放的態(tài)度去研究，也要沉淀下來持續(xù)測試,、評估和改進,，在提升動力電池性能的同時，更要把安全置于首位,。（文/汽車之家 肖瑩）

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