2023年10月，全球第四大、歐洲第二大車企Stellantis宣布其將向蜂巢能源增加采購總規(guī)模近5.48GWh的PACK電池包，用于加快推動其電動化戰(zhàn)略的落地。2024年1-6月，蜂巢能源海外累計出貨53000臺車用電池包，總?cè)萘?.61GWh，占全部出貨量的28.7%。近日，我們走進(jìn)蜂巢能源鹽城飛疊基地，探尋蜂巢能源持續(xù)走向海外的奧秘。
行業(yè)首創(chuàng)，第三代電芯產(chǎn)線
蜂巢能源鹽城基地，位于鹽城大豐區(qū)，總投資高達(dá)100億元，總建筑面積58萬㎡，面積達(dá)873畝，產(chǎn)能規(guī)劃23GWh。該工廠目前已投產(chǎn)六條電芯和Pack產(chǎn)線，采用了行業(yè)最先進(jìn)的第三代電芯產(chǎn)線，全部生產(chǎn)蜂巢能源旗下明星產(chǎn)品——第二代“短刀電池”，包括為國內(nèi)主機(jī)廠吉利、長城等企業(yè)提供的PHEV車型電池，以及出口海外的Stellantis旗下純電車型電池。
蜂巢能源為Stellantis提供的是容量為140Ah的第二代短刀電池，電芯能量密度可達(dá)188wh/kg，支持2.2C快充，20%至80% SOC快充僅需17分鐘，且循環(huán)壽命≥3500次，相較于第一代短刀電池提升25%。
高標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，滿足出口歐盟的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)
進(jìn)軍歐洲市場，對動力電池企業(yè)而言，不止于技術(shù)的創(chuàng)新和成本的競爭力，更在于品質(zhì)的嚴(yán)格考驗(yàn)。交付出一枚性能出色可靠的電芯，不足以滿足市場需求，在成組環(huán)節(jié)，電芯之間生產(chǎn)一致性，對后續(xù)使用壽命及安全性，有著重大影響。蜂巢能源鹽城基地第三代電芯產(chǎn)線，對于質(zhì)量穩(wěn)定性的把控，同樣也有諸多“黑科技”加持。
蜂巢能源鹽城基地具有高度集成、工序簡化、全流程缺陷檢測等諸多行業(yè)領(lǐng)先的亮點(diǎn)。該基地整體制造工藝環(huán)節(jié)減少了18%，原材料移動轉(zhuǎn)移次數(shù)減少22%，質(zhì)量失效點(diǎn)數(shù)量降低18%，全方位地提高了生產(chǎn)效率、品質(zhì)穩(wěn)定性與可靠性。
減少生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)是增加產(chǎn)品良率的關(guān)鍵。鹽城基地將傳統(tǒng)疊片工序前后的飛切、復(fù)合，以及熱壓等工序與疊片工序本身進(jìn)行“四合一”，在同一設(shè)備內(nèi)完成所有相關(guān)工序，設(shè)備占地減少45%，大幅提高了空間利用效率，并減少轉(zhuǎn)運(yùn)過程中發(fā)生的磕碰等質(zhì)量風(fēng)險，與熱壓工藝的集成，還可確保疊片對準(zhǔn)后的位置穩(wěn)固成型，很好地防范了電芯錯位風(fēng)險。
品質(zhì)管理的嚴(yán)格流程，也是確保最終交付質(zhì)量的關(guān)鍵。鹽城基地多管齊下的在線監(jiān)測手段，可實(shí)時全流程100%尺寸、缺陷、性能檢測，集成了六大檢測功能，包括極片缺陷檢測、復(fù)合尺寸檢測、復(fù)合外觀檢測、定位檢測、對齊度檢測、短路檢測。此外，在鹽城基地交付的每個極組上，都印有二維碼，以實(shí)現(xiàn)后期交付客戶的品質(zhì)溯源。
疊片環(huán)節(jié)需要確保每一塊電極片都保持穩(wěn)定的尺寸，并被放置到精確的位置，相較卷繞工藝只需切分一次電極，疊片工藝對尺寸和位置精度的要求大大提高。
鹽城基地的每臺飛疊設(shè)備都有多達(dá)66臺CCD相機(jī)，共進(jìn)行250項(xiàng)檢測，包含負(fù)極瑕疵 13項(xiàng)檢測，負(fù)極熱切9項(xiàng)檢測，負(fù)極尺寸36項(xiàng)檢測，隔膜瑕疵 7項(xiàng)檢測，負(fù)極預(yù)定位50項(xiàng)，疊片臺糾偏檢測51項(xiàng)，正極瑕疵14項(xiàng)，正極尺寸20項(xiàng)，正極預(yù)定位平臺50項(xiàng)檢測。全方位的檢測，確保極片尺寸穩(wěn)定且無瑕疵，以及疊片過程的安裝對齊度，進(jìn)一步保障了電芯品質(zhì)的一致性和可靠性。
飛疊工藝，電池性能與生產(chǎn)效率的極致兼容
在電芯的中段生產(chǎn)環(huán)節(jié)，目前行業(yè)里有兩種主流的方案——卷繞和疊片。相較卷繞工藝，疊片工藝充分利用了隔膜和極片拐角處產(chǎn)生的空隙，體積利用率更高，同等尺寸外殼下，疊片工藝的體積能量密度大約比卷繞工藝多5%左右。
同時，疊片工藝對于電池的安全可靠性、耐久壽命以及快充兼容性方面，均有顯著的優(yōu)勢。因此，疊片工藝被視作更具前景的電芯加工工藝。
疊片工藝雖然在理論層面優(yōu)勢顯著，但在普及的過程中也會遇到挑戰(zhàn)，其中最大的問題是生產(chǎn)的時間和空間效率。傳統(tǒng)的卷繞工藝是線性、連續(xù)的過程，而疊片工藝則需要間歇性地將正極、負(fù)極往復(fù)堆疊至隔膜上，每次堆疊的間隙還要進(jìn)行正負(fù)極切換以及隔膜彎折操作，生產(chǎn)同樣尺寸的電芯，時間大幅延長。
這種實(shí)際操作中的復(fù)雜性，可能會帶來產(chǎn)品成本的上升和產(chǎn)能的瓶頸。尤其是蜂巢能源所采用的超薄銅箔集流體材質(zhì)，會增加單一電芯內(nèi)疊片的層數(shù)，又給疊片效率提出了額外的挑戰(zhàn)。
蜂巢能源行業(yè)第三代電芯產(chǎn)線的核心，便是其獨(dú)創(chuàng)的高度集成化第三代疊片技術(shù)——“飛疊”工藝。
在蜂巢能源鹽城基地的飛疊工位，首先進(jìn)行的不是對隔膜的直接折疊，而是一道“預(yù)處理”工序——通過兩層隔膜包覆負(fù)極片經(jīng)過加熱輥進(jìn)行熱復(fù)合及隔膜封邊，再裁切成片。這種工序設(shè)計可以有效解決后續(xù)疊片過程中隔膜褶皺、極片掉粉等問題。
緊接著，飛疊工位通過機(jī)械抓手一次性將8塊覆有隔膜的負(fù)電極片安裝到工位，再堆疊8塊對應(yīng)的正極片，便可同時完成8塊電芯的一次“疊片”過程。
據(jù)介紹，飛疊工藝的生產(chǎn)速度可達(dá)0.125 秒/片，有效解決了疊片生產(chǎn)效率的“堵點(diǎn)”，大大提高了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成本競爭力和交付效率。
行業(yè)唯一第三代電芯產(chǎn)線成功落地背后，折射出蜂巢能源得以保持領(lǐng)先的幾大“法則”——借助技術(shù)和工藝層面創(chuàng)新，蜂巢能源全方位地將現(xiàn)有新能源電池技術(shù)做到“揚(yáng)長避短”，使產(chǎn)品性能和成本實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步突破；同時，蜂巢能源嚴(yán)把握生產(chǎn)工藝流程，以高品質(zhì)產(chǎn)品，全面對標(biāo)發(fā)達(dá)國家市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，做到對客戶以及終端用戶充分負(fù)責(zé)。這也是蜂巢能源得以“逆勢而上”，屢獲出海大單的核心所在。
