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儲(chǔ)能電池技術(shù)方向：超300Ah疊片大容量電池，是未來主流方向

蜂巢能源在常州舉辦以“乘蜂·馭未來”為主題的第三屆電池日活動(dòng)。

發(fā)布會(huì)上，蜂巢能源董事長兼CEO楊紅發(fā)布全新一代的高安全動(dòng)力電池系統(tǒng)化解決方案——龍鱗甲電池，同時(shí)發(fā)布了名為“飛疊”的超高速疊片技術(shù)3.0，高錳鐵鎳電池和納米網(wǎng)硅負(fù)極。此外，蜂巢能源還官宣了儲(chǔ)能業(yè)務(wù)規(guī)劃，并將已經(jīng)初步成型的生態(tài)鏈命名為蜂窩生態(tài)，宣布公司開啟“動(dòng)力電池+儲(chǔ)能電池”雙輪驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略。

本次電池日活動(dòng)是蜂巢能源科創(chuàng)板IPO申請(qǐng)獲受理后，首次進(jìn)行的重要技術(shù)成果和全新戰(zhàn)略的發(fā)布。伴隨著科創(chuàng)板上市的腳步臨近，這家由自主車企“三強(qiáng)”之一長城汽車分拆的電池子公司，在不斷展示技術(shù)“肌肉”和科創(chuàng)屬性的同時(shí)，開始描述基于全新戰(zhàn)略的未來前景。

新電池系統(tǒng)追求長續(xù)航、高安全

全新一代的高安全動(dòng)力電池系統(tǒng)化解決方案——龍鱗甲電池，是蜂巢能源電池日上的絕對(duì)主角。

“龍鱗甲”是傳說中龍族收集了每一條龍身上最硬的一片龍鱗，集合打造的無堅(jiān)不摧的鱗甲。借由這個(gè)傳說，蜂巢能源想傳達(dá)兩個(gè)龍鱗甲電池的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，：一是堅(jiān)固、安全，二是集大成，高續(xù)航，采用三元電芯的電池續(xù)航能夠超過1000公里。這兩大優(yōu)勢(shì)對(duì)應(yīng)的是近年來磷酸鐵鋰電池存在的兩大痛點(diǎn)：一是安全隱憂，二是續(xù)航不足。

在安全性方面，蜂巢能源在龍鱗甲電池上采用了兩個(gè)“反常規(guī)”的設(shè)置，從電池系統(tǒng)熱失控的本源出發(fā)來優(yōu)化電池安全性能。首先，龍鱗甲采用短刀電芯底出防爆閥設(shè)計(jì)，與設(shè)計(jì)在頂部的常規(guī)電池包的電芯防爆閥相比，能夠在某個(gè)電芯發(fā)生熱失控時(shí)快速實(shí)現(xiàn)定向泄壓，噴發(fā)物不蔓延至周邊電芯。該設(shè)計(jì)也能夠?qū)㈦娦竞碗姵匕撞康目臻g合并，提升體積利用率的同時(shí)提高續(xù)航里程。

其次，在電池包層級(jí)，龍鱗甲創(chuàng)新采取了“熱-電分離”設(shè)計(jì)。與防爆閥和極耳在同一側(cè)的常規(guī)電芯相比，熱電分離設(shè)計(jì)則讓熱失控泄壓區(qū)與電源傳送區(qū)各自獨(dú)立，大幅降低熱失控時(shí)內(nèi)部高壓拉弧、打火的失效概率，提升了電池安全性。

除了兩個(gè)“反常規(guī)”的設(shè)計(jì)之外，龍鱗甲還采用雙面冷卻設(shè)計(jì)，讓電芯大面積和冷卻板接觸，讓冷卻板迅速帶走電芯的熱量，換熱能力較一般水平提升70%。在提升非充電場(chǎng)景下電池包安全性的同時(shí)，也提升了電動(dòng)車快充場(chǎng)景的安全性。在電池包結(jié)構(gòu)層級(jí)，蜂巢能源還采用了高強(qiáng)鋼+彈性支架的設(shè)計(jì)，為熱失控建立穩(wěn)定的泄壓通道，避免碰撞帶來的電池包故障。

高續(xù)航是龍鱗甲電池的另一亮點(diǎn)。能量密度方面，蜂巢能源通過優(yōu)化電芯和系統(tǒng)兩大技術(shù)，將采用磷酸鐵鋰電芯的龍鱗甲電池系統(tǒng)體積成組效率大幅提升至76%，使得電池續(xù)航超過800公里，采用高錳鐵鎳電芯的電池續(xù)航超過900公里，采用三元電芯的電池續(xù)航則超過1000公里。

此外，龍鱗甲電池方案還集成了短刀電池、超高速疊片工藝技術(shù)等自主研發(fā)成果。具體到性能上，這表現(xiàn)為該系統(tǒng)突出的快充性能、明顯的成本優(yōu)勢(shì)和極強(qiáng)的兼容性。據(jù)悉，龍鱗甲電池匹配三元電池時(shí)支持4C快充，并減少了20%的結(jié)構(gòu)件，為電池包減重10-20公斤。同時(shí)，該電池系統(tǒng)兼容各種化學(xué)體系，可搭載在A00-C級(jí)系列車型。

在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，楊紅新表示，龍鱗甲電池即日起接受全球預(yù)定。他還透露，龍鱗甲電池將陸續(xù)搭載到2023年量產(chǎn)車型，包括2023 年 10 月份量產(chǎn)的一款SUV和2023 年 10 月量產(chǎn)的一款轎跑。 

重金投入布局研發(fā)矩陣

除了龍鱗甲電池，蜂巢能源還發(fā)布了多項(xiàng)技術(shù)，這包括“飛疊”技術(shù)、高錳鐵鎳和納米網(wǎng)硅負(fù)極相關(guān)技術(shù)。 

其中，“飛疊”技術(shù)起源于蜂巢能源一開始就主打的疊片工藝技術(shù)，是超高速疊片技術(shù)3.0版本，在技術(shù)效率上達(dá)到0.125秒/片。據(jù)悉，其第一代疊片技術(shù)的效率是0.6秒/片，第二代效率是0.45/片。相較于上一代疊片機(jī)，第三代“飛疊”技術(shù)的疊片機(jī)占地面積減少達(dá)45%，效率提升 200%以上。第三代“飛疊”技術(shù)還集成了極片放卷、裁切、熱壓功能、疊片 CCD 在線監(jiān)測(cè)、HI-POT在線監(jiān)測(cè)、實(shí)現(xiàn)單片不良全檢等功能。

此外，針對(duì)磷酸鐵鋰電池能量密度存在天花板這一難題，蜂巢能源提出了新產(chǎn)品方案即高錳鐵鎳電池。不含鈷的高錳鐵鎳電池成本可控，又能夠?qū)崿F(xiàn)比磷酸鐵鋰更高的能量密度。蜂巢能源稱，與磷酸鐵鋰電池包相比，高錳鐵鎳電池包續(xù)航能夠提升100公里，低溫性能提升2倍；與同體積密度的三元電池包相比，整包成本要降低9.5%。蜂巢能源預(yù)計(jì)高錳鐵鎳電池包重量能量密度為 220WH/kg，體積能量密度為 503 Wh/L，量產(chǎn)時(shí)間預(yù)計(jì)2024 年。

針對(duì)高能量密度電池，蜂巢能源提出了具體而微的負(fù)極技術(shù)方案——納米網(wǎng)硅負(fù)極。這一負(fù)極材料的特點(diǎn)是，高容量、高首效、低膨脹、低產(chǎn)氣、長壽命，支持4C 快充。蜂巢能源預(yù)計(jì)，納米網(wǎng)硅負(fù)極搭配高鎳正極，將率先在大圓柱電芯上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)能量密度≥300Wh/kg。2025年，蜂巢能源搭配納米網(wǎng)硅負(fù)極的高能量密度電芯產(chǎn)能將達(dá)到 5GWh。

批量發(fā)布技術(shù)成果，是蜂巢能源連續(xù)三屆電池日的主題，這傳達(dá)出企業(yè)希望建立起強(qiáng)烈的技術(shù)標(biāo)簽。正如楊紅新所說，在TWh時(shí)代中，蜂巢能源的策略是靠技術(shù)+制造取勝。而在批量發(fā)布的技術(shù)背后，是其持續(xù)不斷投入的研發(fā)資金。蜂巢能源申請(qǐng)科創(chuàng)板IPO的招股書顯示，2019年-2021年蜂巢能源研發(fā)費(fèi)用占營業(yè)收入比例為20.71%，累計(jì)研發(fā)投入金額近15億元。

在高額投入之下，蜂巢能源已建立了核心技術(shù)矩陣。這包括無鈷電池、高速疊片技術(shù)與短刀電池組成的技術(shù)產(chǎn)品矩陣、蜂云平臺(tái)三大板塊。

其中，無鈷電池技術(shù)針對(duì)正極材料行業(yè)卡脖子的關(guān)鍵——鈷資源而研發(fā)，蜂巢能源自主研發(fā)的層狀無鈷材料已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；高速疊片技術(shù)與短刀電池組成的技術(shù)產(chǎn)品，具備高安全、低成本特點(diǎn)，鞏固了蜂巢能源在短刀電池的研發(fā)與生產(chǎn)方面的優(yōu)勢(shì)；確保安全性的另一利器蜂云平臺(tái)，目前監(jiān)控總量已超過30萬套電池包，覆蓋39個(gè)車型，包含三元、磷酸鐵鋰等電池體系。 

IPO前夜勾勒戰(zhàn)略圖景

對(duì)技術(shù)研發(fā)的高額投入，與蜂巢能源的科創(chuàng)板IPO息息相關(guān)。

根據(jù)韓國鋰電池市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)SNE Research統(tǒng)計(jì)，蜂巢能源2021年及2022年1-6月動(dòng)力電池裝機(jī)量世界排名第十。據(jù)此數(shù)據(jù)，蜂巢能源是全球動(dòng)力電池前十企業(yè)中唯一未上市的企業(yè)。今年11月，上交所正式受理蜂巢能源的科創(chuàng)板IPO申請(qǐng)，保薦機(jī)構(gòu)為中信證券，公司擬募資150億元。

選擇科創(chuàng)板進(jìn)行上市，蜂巢能源自身的科創(chuàng)屬性不言而喻——實(shí)際上這也是其一直以來強(qiáng)調(diào)的標(biāo)簽。招股書顯示，2019年-2021年，蜂巢能源營業(yè)收入分別為9.29億元、17.36億元、44.74億元。2019年-2021年及2022年1-6月，蜂巢能源研發(fā)費(fèi)用分別為3.75億元、3.80億元、7.24億元及5.72億元。結(jié)合兩組數(shù)據(jù)可見，蜂巢能源近三年研發(fā)投入累計(jì)金額及占營收比例，已遠(yuǎn)超科創(chuàng)屬性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

高額的研發(fā)投入，已在專利成果中得到顯現(xiàn)。數(shù)據(jù)顯示，截至2022年9月30日，蜂巢能源共計(jì)擁有境內(nèi)授權(quán)專利2979項(xiàng)，其中發(fā)明專利468項(xiàng)。根據(jù)中汽中心全球汽車專利大數(shù)據(jù)平臺(tái)公開信息，2020年度、2021年度及2022年1-6月，蜂巢能源動(dòng)力電池專利公開量分別為586項(xiàng)、878項(xiàng)及568項(xiàng)，分別位列中國動(dòng)力電池專利公開量創(chuàng)新主體排行榜單第一、第一及第二。

除了增加科創(chuàng)屬性謀圖科創(chuàng)板，蜂巢能源也在加強(qiáng)自身獨(dú)立性，以便更順利地實(shí)現(xiàn)上市。業(yè)務(wù)不獨(dú)立性的問題，是供應(yīng)鏈科技子公司自帶的天然屬性。此前終止分拆上市的比亞迪半導(dǎo)體，曾屢次就是否具備獨(dú)立經(jīng)營能力遭受監(jiān)管問詢。

作為脫胎于長城汽車的子公司，蜂巢能源同樣面臨相似的困境，但其對(duì)此已作出應(yīng)對(duì)。數(shù)據(jù)顯示，2021年以來，蜂巢能源主營業(yè)務(wù)中關(guān)聯(lián)方銷售占比呈顯著下降趨勢(shì)，至2022年二季度降至52.23%。雖然關(guān)聯(lián)方銷售占比仍超一半，但其同期主營業(yè)務(wù)中非關(guān)聯(lián)方的季度復(fù)合增長率達(dá)到了163.37%，遠(yuǎn)高于關(guān)聯(lián)方的復(fù)合增長率0.16%和整體銷售復(fù)合增長率的13.89%。這表現(xiàn)出了蜂巢能源在獨(dú)立業(yè)務(wù)上的成效。

目前，蜂巢能源在不斷發(fā)展下游客戶。其客戶結(jié)構(gòu)包括傳統(tǒng)汽車廠商與造車新勢(shì)力、國內(nèi)整車廠及海外品牌、關(guān)聯(lián)方客戶及非關(guān)聯(lián)方客戶，包括長城汽車、吉利汽車、零跑汽車、東風(fēng)汽車、嵐圖汽車、小鵬汽車、理想汽車、光束汽車、賽力斯汽車、合眾新能源汽車等。

值得一提的是，經(jīng)東方財(cái)富Choice統(tǒng)計(jì)，蜂巢能源的擬募資額在年內(nèi)科創(chuàng)板IPO市場(chǎng)中排名第二。資料顯示，蜂巢能源上市擬募集的150億元資金，將主要用于在常州、湖州、遂寧等地?cái)U(kuò)產(chǎn)鋰離子電池以及補(bǔ)充流動(dòng)資金等方面。 

也就是說，“產(chǎn)能過剩”焦慮之下，擴(kuò)產(chǎn)仍然是其實(shí)現(xiàn)IPO后將要投資的大頭。此前業(yè)內(nèi)有觀點(diǎn)認(rèn)為，目前國內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)能規(guī)劃有過剩之嫌。而蜂巢能源對(duì)此的說法是，基于動(dòng)力電池先進(jìn)產(chǎn)能仍然不足、先進(jìn)產(chǎn)品供不應(yīng)求的現(xiàn)象，通過深度布局高端產(chǎn)能，蜂巢能源能夠抓住行業(yè)轉(zhuǎn)型機(jī)遇。而其強(qiáng)調(diào)的“高端”與“先進(jìn)”的產(chǎn)品，顯然又與其大力投入研發(fā)的電池技術(shù)息息相關(guān)。 

除擴(kuò)產(chǎn)動(dòng)力電池之外，儲(chǔ)能電池也將成為蜂巢能源下一輪戰(zhàn)略的重要部分。電池日上，蜂巢能源宣布了公司在儲(chǔ)能領(lǐng)域的布局，并開啟了“動(dòng)力電池+儲(chǔ)能電池”雙輪驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略。據(jù)悉，基于“儲(chǔ)能+”的戰(zhàn)略規(guī)劃，蜂巢能源將繼續(xù)開發(fā)儲(chǔ)能+發(fā)電、儲(chǔ)能+電網(wǎng)、儲(chǔ)能+工商業(yè)等方案。