“短刀”如何锻锋芒？蜂巢能源的秘籍在常州金坛工厂里

2019年4月上海车展，一柄“短刀”横空出世，这块短刀电池为全球动力电池领域划出了一道全新品类。

何谓“短刀”？以L600电芯为例，它可以直接兼容现有模组方案，基本上可以不用大改外包络，就能适配足够多的电动车。其“执刃者”蜂巢能源与旗下各种颇具竞争力的产品也因此开始受到业界持续关注。

时间如新能源产业前行时的闪现机会一般转瞬即逝，在2021年末，这匹“黑马”发布了“领蜂600”战略，同时还将其2025年全球产能目标提升至600GWh。

彼时，蜂巢能源的“小目标”，还有这柄“短刀”商业化进程的飞快提速都引发了不少争议。

因为纵观强手如林的动力电池领域，先发者们已占据近七成市场份额，挑战者们无疑都将面临更大压力。

不过，向压力挑战的进发动力，是蜂巢能源独有的战略定力——虎年伊始，常州金坛夏溪河畔一片已开始动工的平整地基上，中国特有的“基建狂魔”速度开始展露，而数月前这里还是杂乱无章的荒地——在蜂巢能源这片三期和四期的工厂用地上，在可预见的未来里，在向各种目标的求索过程中，无数建设者们将汇聚于此，与年轻的蜂巢能源一同前行。

短刀已出鞘，何以锻锋芒？

蓬勃朝气同样洋溢于这片土地对岸的蜂巢能源一期与二期工厂。从2018年蜂巢能源成立伊始，每天早晨，都会有许多同样年轻的工程师与专业技术人员走进这座全球领先的车规级AI智能工厂。

公开资料显示，蜂巢能源前身是长城汽车动力电池事业部。脱胎于整车企业的背景，让其对整车的应用场景和标准理解更有心得。

其工厂建设之初，车规级应用标准便已在考虑范围内，产线应用中的各种设备、标准、自动化程度等都堪称全球一流。一期于2019年底建成投产，二期于2022年3季度全部产线投产完成，规划产能8GWh，拥有三条生产线。

颇受业界关注的是其重点产品短刀电池的一条量产线，其满产产能可达2.5GWh。如果我们穿起防尘衣和鞋套、戴好口罩、穿过除尘通道、走进这条产线车间，便能发现其独特之处——匀浆、涂布、辊压、模切、叠片、装配……蜂巢能源围绕动力电池几大生产工序做了一系列的独家创新。

以第一道工序匀浆工序为例，蜂巢能源目前采用2300L大容量双行星搅拌设备，其单体容量在行业里是领先的，适合车用动力电池的生产。

据介绍，其最终制作成本工序的成品浆料，在浆料输送过程中设置了三道除磁，而行业很多还是两道。浆料经过过滤和除磁后，磁性异物水平可达到PPB级管控标准，浆料级磁性异物含量可以做到50ppb以下水平，高出行业水平50%，整个生产制程全自动控制。

在涂布工序方面，其电芯涂布设备采用1400mm超宽幅涂布机，据官方数据显示，这是目前行业内最宽涂布技术，一次出两列，涂布速度可达80m/min，涂布面密度控制在±1.5%以内，涂布正反面错位≤0.5mm，涂布上设置三套β射线在线面密度检测系统和2套CCD实时涂宽检测系统，可进行涂布数据的实时检测和控制，自动闭环管控，换卷AGV自动下料装置，涂布工序实现涂布与一次分切的集成工艺设计，缩减了工艺步骤。

接下来的辊压工序已实现多个工艺步骤的集成，简化工艺流程20%，目前辊压厚度可控制在±3微米以内，CPK＞1.33，属于行业领先水平。

模切工序则和一期工厂工艺有差异，据介绍，目前二期工厂这条产线正负极全部实现了激光模切，激光模切具备明显优势，即设备无需投入模具费用，可节约设备维护80%成本，模切效率也得到大幅提升，由原来的30m/min提升至40-50m/min的模切速度，效率提升40%。

而且，在下一条刀片产线上，蜂巢能源还会采用更加先进的设备，实现工艺的更进一步的集成。采用激光模切技术后，蜂巢能源可做到激光热影响区控制小于100微米以内，模切毛刺控制0微米，控制水平处于业内先进水平。

在叠片工序上，蜂巢能源同样引领着高速叠片工艺的发展，而且成为了目前全球率先将高速叠片工艺应用在方形电池上的动力电池企业。

在这条刀片电池的产线上，首代传统Z字型叠片机的叠片效率可达0.4S/片，叠片对齐度精度±0.3mm，是目前业内领先的水平，而且，叠片设备实现在线CCD定位纠偏功能确保极片无损检测和纠偏，设备上方有FFU高效过滤系统，可实现叠片机内粉尘度管控达千级水平。

正在研发的下一代超高速刀片电芯极组成型机器叠片效率可达0.125s/片，且将会是世界上刀片电芯生产效率的至高水平。目前这组机器已经开发完成，2022年产线建设完成后便可导入量产。

电池物料怎么“搭乘”磁悬浮的“顺风车”？

普通消费者甚至新能源汽车的购买者们都很难想到，在蜂巢能源车规级AI工厂里，电池物料们也能“搭乘”磁悬浮的“顺风车”——这条产线上最让人感到新奇之处，当属一道负责将极组输送到装配线去的磁悬浮物流线，这是锂电池行业内首条投入使用的磁悬浮物流线。

据介绍，行业传统运输方式是皮带传送线或者辊链传输线，传送过程中会产生摩擦，在电芯未入壳之前会有异物进入的可能。

而蜂巢能源的这条磁悬浮物流线最大特点就是能减少传送摩擦带来的粉尘污染，它的传送效率非常快，相较传统物流线的0.3m/秒，这条磁悬浮线可以提高到3m/秒，传送效率提升10倍。

还有，它不仅非常干净，在传送结束和起始时还可实现自动加减速，防止撞击的产生，异物抑制率提升80%。

叠片完成的极组可通过一站式热压工序的集成，缩减工序数量，之后电芯在这道磁悬浮物流线自动进行短路检测和X-RAY的四个角部的对齐度，最后再次通过这道物流线自动传送至电芯装配工序。在这道电芯组装环节重点是如何降低对电池的损伤，蜂巢能源采用的是循环治具设计的搬运方案，降低了30%的极组搬运次数。

关于极组成型工艺，蜂巢能源同样在动脑筋。目前其刀片电芯依然由两个极组合并而成，下一条产线将会优化为单极组设计，简化极组合并工序，做到极耳直焊工艺应用，去除装配过程的超声波焊接工艺，让焊接次数减少两次。

绕过磁悬浮物流线后，就是电芯全自动装配线。

在电芯的整个装配过程，会有4次hipot测试，其产品异物检出能力高于行业2-3次的hipot测试水平。而且蜂巢能源已将刀片电芯隔膜厚度做到了10微米以下。

这是一份优秀的数据，因为隔膜越薄，就能给活性物质让出越多空间，电芯能量密度就越高。目前，蜂巢能源L6刀片电芯能能量密度为175Wh/kg，是现在行业内LFP刀片电芯最高的能量密度，到今年第三季度，这个数字将提升至185Wh/kg，通过0.3mm超薄壳体和超薄集流体开发应用实现。

在刀片电芯最难的周边焊接问题上，蜂巢能源目前使用的是对缝焊接，即正负极同时周边焊接，可提升焊接效率50%以上，其超高速焊缝自动追踪焊接工艺可提升焊接良品率10%以上，焊接速度可达200mm/s。该速度是目前行业内最高侧焊工艺，传统速度仅为120mm/s。

封装完后，经过了第一次氦气测漏，漏率的测试精度可达≤1.0-7Pa•m⊃3;，生产工艺种设置4道氦检，确保电芯封装品质。

锋从磨砺出，“磨刀石”够硬

光有精湛工艺还不够，要打磨出“短刀”的璀璨锋芒，“磨刀石”必须过硬。

尤为让人印象深刻的一点，是常州金坛这座现代化工厂对品质管控的严苛程度：无论是电池产品生产过程中的异物管控到毛刺控制，还是对AI智能技术的精准管理，抑或是先进装配技术和集成化工艺的应用，最终目的是为了保证生产出符合新能源汽车使用的高品质电池产品。

以AI智能技术应用为例，蜂巢能源通过AI大数据分析进行质量智能检测，实现了质量检测的智能化及无人化，在生产过程中利用人工智能将不良品的分类与工艺参数结合，自动寻找最佳参数，节约开发时间30%，智能化的设备健康管理，维护先期预警可以降低故障率提高设备稼动率，每年节能费用达450万元。

对于蜂巢能源而言，这是一条非常清晰的思路，即：通过利用人工智能、先进分析和边缘/云计算等技术，对于效率提升、品质提升、碳追溯等各个环节，都将会起到至关重要的作用。

面向TWh时代，对于动力电池企业而言，要实现车规级高品质的动力电池产能和高效高质量交付，就需要不断革新制造工艺、不断提升生产质量，并用智能化为制造赋能。

通过这条蜂巢能源独有的创新生产线，其短刀电池搭载的LCTP电池包的优势也愈发明显，除尺寸带来的兼容性和适配性外，短刀电芯在pack层级排布还有两个明显优势：一是电芯Z向高度增加，最大限度利用Z向空间，体积利用率提升15%；二是电芯底部直接粘接水冷板上，整包结构件数量减少35%，能量密度提升8%。

短刀挥起，划出一片蓝海

伴随电动汽车等应用场景的需求，电池还需要在快充倍率、材料供应的稳定和经济、高安全性等许多方面展开竞争。

对于为何开发短刀，蜂巢能源给出的思路是：基于尺寸兼容性、电芯性能发挥、规模化制造要求等多个维度的综合考量结果。

在兼容性方面，L600短刀片磷酸铁锂电芯长薄化设计，突显叠片工艺电池优异性能，支持切换590标准模组，实现串并联方案灵活变化，以高标准化、灵活性的特点可最大化降低电池包的设计难度。该电芯可广泛适配以大众MEB、长城A30及后续DE30为代表的全新纯电动平台车型，实现A0级以上车型500km以上续驶里程。

从电芯性能的发挥上来看，L600短刀片磷酸铁锂电芯在安全性、循环寿命等表现上都有非常明显的优势。其两侧出极柱的电芯设计，可支持pack环节采用上下双水冷技术，实现2~4C快充性能，满足800V高压电气架构高端车型应用，同时与CTC全新技术具有更好匹配性。

而且，该电芯通过尺寸优化设计，长度增加，厚度减薄，在散热、膨胀、能量密度上更具优势，同时本身还可以作为结构件，增强电池系统结构强度。

目前，L600短刀片磷酸铁锂电芯已全面通过过充、撞击、震动、跌落、短路等系列安全性能测试，总体性能表现明显优于国家标准，尤其是顺利通过了针刺试验，充分显示出产品的高安全品质特点。

蜂巢能源的策略是，在坚持“短刀”这一规格体系的基础上，不断研发、应用新的材料技术，以应对不同的需求。与此同时，在建设工厂时，蜂巢能源也充分考虑了不同技术路线的兼容，不管是磷酸铁锂还是无钴、三元电池产品，蜂巢能源都可共线生产，以此降低产线投资带来的负担。

实际上，“短刀”的各个序列已经有了明确的分工：L600电芯主要是覆盖主流的500~600km续航车型，同时通过果冻电池0热失控技术，它还可以进一步实现800公里续航；L300电芯则是针对2.2~4C快充体系，适配800V高端车型；L400则是针对主打长续航、低成本的PHEV车型，它的能量功率可以兼顾LFP体系，实现高安全和长寿命；L500则是覆盖从储能到商用车领域，并且这些系列的“短刀”电池都能实现平台化生产。

未来，蜂巢能源将推动乘用车、商用车、储能、新型车等四个领域的全域电动化，平台化的短刀品类产品实现覆盖。

结语：

在已结束的2021年，蜂巢能源全球动力电池装机动力电池装机量同比增长416.67%，首次进入前十。近日，它又获得3.22亿元投资，这是其一年多时间内获得的第四笔融资，投后估值460亿元。

但成绩背后其实是重重波折，蜂巢能源董事长兼CEO杨红新甚至直言“有多个想不到”，“2018年赶上新能源汽车销量低谷，也遭遇了2019年新能源补贴退坡，再往后就是新冠疫情，但也没有想到的是，整个新能源行业在2020年下半年出现反弹，短短几年之间，这个行业经历了波峰波谷般的剧变。”

“不论形势怎么变，我们依然坚持战略定力，即使在行情不好时也没有减少研发投入，没有减缓新工厂建设的步伐，”杨红新说，“正是这种‘逆向思维’，在行业不好时持续布局，当行业变好时就可以快速跟上高速增长。”

在国家扶持新兴产业的战略需求下，蜂巢能源将继续以研发无钴电池等新产品、研发应用叠片工艺、应用机器视觉人工智能等创新技术为立身之本。这不仅是动力电池企业顺应新能源领域的科技发展需求，也是中国企业站在全球科技前沿的全力拼争。

原标题：“短刀”如何锻锋芒？蜂巢能源的秘籍在常州金坛工厂里

来源：澎湃新闻