动力电池“四座大山” 呼唤开启“叠时代”

安全、续航、寿命和价格是电动汽车正面面对传统燃油车时必须攀登的“四座山”。而这“四座山”与作为电动汽车“心脏”的动力电池直接相关。在提高续航能力方面，合资品牌、自主品牌和新动力汽车公司都将车辆开发重点放在续航里程450公里或更高的产品上。这也给动力电池供应商带来了巨大的压力。在这方面，电池公司一方面正在加快比能更高的高镍系统电池的开发、测试和工业应用，另一方面，他们通过促进电池的大容量和大尺寸，结合轻量化、模块化结构设计、简化电气设计，提高了系统级的能量密度，以及其他方法。

在确保安全性能方面，电动汽车在完成从0到1的过渡后，正在进入全面市场化的征程，而在这个过程中，安全始终是高悬的达摩克利斯之剑。自2018年以来，电动汽车火灾事故突然增加，据不完全统计，其中80%以上是由电池热失控引起的。这导致该行业对材料系统选择、电池设计和系统保护进行了跟踪和反思。对于电池企业来说，如何通过材料的选择和控制、电池级规格的选择和设计、生产制造的工艺创新和质量控制来确保电池安全是当前的“重中之重”。在电动汽车的生命周期中，用户最关心的是动力电池的使用寿命。根据主流车企的规划，保修期正从8年16万公里逐渐演变为10年50万公里甚至更长，这对动力电池的寿命提出了更高的要求。在价格方面，在电动汽车价格方面，动力电池的成本占电动汽车成本的近50%。汽车公司对此给出了明确的指示，2020年电池系统成本达到100美元/千瓦时，2025年低于80美元/千瓦小时。在这一目标下，动力电池公司被迫通过多维度的方法来实现成本降低和高电压。要想克服安全、续航、寿命和价格这“四座大山”，车企和动力电池供应商最关键的是通过电池领域的技术突破和产品升级，快速提高产品性能，使电动汽车能够与传统汽油车进行正面比较。其中，动力电池制造工艺的升级是一个极其关键的环节。必须面对的一个现实是，截至目前，动力电池的主流生产工艺，无论是以特斯拉和松下为首的圆柱形路线，还是以三星和CATL为首的方形路线，仍在使用数字锂离子时代的卷绕制造工艺。不可否认，基于多年的技术积累和积累，缠绕工艺在生产设备、工艺流程、效率、成本等方面具有明显优势。然而，在车用级动力电池标准化、大容量、大尺寸需求的趋势下，卷绕工艺开始“不足”。一方面，电池在卷绕过程中的内部结构不均匀，充电和放电过程中电池的反应程度和内部速率不均匀。这不仅使电池变得更大、更厚变得困难，而且还会带来变形问题。在提高能量密度方面，当引入硅负极时，由于其易于膨胀且最内环电极可能断裂，硅材料的添加量有限，导致能量密度的提高有限，并存在影响电池使用寿命的重大安全隐患。在此背景下，叠层工艺具有低内阻、高能量密度、高倍率放电容量、不易变形等综合优势，已成为下一步行业发展的必然趋势。根据层压工艺生产的线圈芯可以实现柔性尺寸，并且不受卷绕针结构的限制。这种层压生产方法具有很高的电极界面平整度，将广泛应用于汽车领域……

未来的rade动力电池。

数据显示，与传统的卷绕工艺电池相比，堆叠工艺电池边缘和角落的空间利用率更高，能量密度可以提高5%；在整个生命周期内降低变形和膨胀，使循环寿命增加10%以上；边缘结构更简单，结构适应性更好，电池安全性更高。尽管层压工艺在提高动力电池性能方面具有明显优势，但产业链企业面临的真正问题是，由于设备、工艺、制造、效率等方面的瓶颈，层压工艺在实际工业应用中仍面临许多困难，这已经成为动力电池行业发展过程中的一个障碍。仅以层压设备为例，它们就面临三大挑战：一是设备效率低下。目前，层压机行业的效率通常在每片芯片0.8秒左右。其次，折叠过程中的对准精度不高，这影响了电池的最终性能。第三个原因是生产线的自动化水平相对较低。对于动力电池公司来说，谁能在层压过程中率先突破，就意味着他们能在产业发展的大潮中脱颖而出。据了解，松下、三星SDI、CATL等行业领先公司都计划在2022年后引入层压技术。作为长城控股旗下的新能源事业部，蜂巢能源深谙行业趋势，在全球率先将高速层压技术应用于方形电池，引领动力电池行业从传统的“滚动时代”走向面向未来的“层压时代”。

7月9日，蜂巢能源将在河北保定举办堆叠时代战略规划和产品发布会，主题为“引领创新，在堆叠时代保护核心安全”。它将向业界发布一系列基于高速堆叠技术的动力电池产品。在动力电池领域，蜂巢能源自成立以来就有明确的目标，利用方形电池的高速堆叠工艺和车辆级开发标准来制造动力电池。这是高速层压技术在方形铝壳电池中的首次全球创新应用。在层压工艺效率方面，据了解，蜂窝生产线一期已升级为单站0.6S，二期可实现0.45S的高速层压。此外，正在开发单站0.25秒的超高速层压工艺，这将超过成功开发后的缠绕过程的效率。此外，在7月10日举行的首届电动汽车安全技术创新国际会议上，蜂巢能源还将发布《中国车规动力高速叠层电池发展白皮书》，重点介绍锂电池生产工艺和设备的发展，绕组和叠层工艺与质量控制的区别，叠层时代技术和设备的发展路径叠层电池的性能优势和安全改进分几个部分介绍，包括叠层技术的最新进展和未来趋势。

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