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      “我們將于2025年在全球實現約100GWh電池產能布局，其中中國工廠為76GWh、歐洲工廠為24GWh。”近日，蜂巢能源總經理楊紅新在接受媒體的訪問時如是說道。100GWh究竟意味著什么？

      根據中國汽車工業協會統計，2018年，我國動力電池裝機量為56.9GWh，同期我國新能源汽車的產銷規模分別為127萬輛和125.6萬輛，動力電池產能亦達到260GWh；照此推算，若蜂巢能源2025年實現全球既定產能，僅中國工廠即可滿足150萬輛新能源汽車的配套需求，而這個裝機規模，恰恰與長城汽車目前的年產銷規模相當。

全自動化生產，電芯裝配后工序

      事實上，在新能源早期發展的十年中，主打SUV的長城汽車并未急于向市場推產品，拿補貼（新能源汽車購車補貼），賺積分（新能源汽車積分），而是從成立事業部做起，專注于汽車動力電池材料、電芯、模組、PACK、BMS、儲能、太陽能的研發和技術積累。直到2018年長城汽車旗下歐拉品牌推出，原有的事業部亦成為了一家專注于整車上游產業鏈的新能源科技公司。

正極材料研發，掃描電鏡觀察形貌

      “不獨立根本就做不大。” 長城汽車董事長魏建軍曾這樣說道。作為繼長城汽車之后的第二次創業，蜂巢能源目前已從長城汽車剝離完畢，歸屬至保定市長城控股集團有限公司（簡稱“長城控股”）下屬全資子公司保定市瑞茂企業管理咨詢有限公司（以下簡稱保定瑞茂），以積極開發外部客戶，而不只是為長城汽車一家客戶服務。據了解，目前蜂巢能源已經為國內5家企業送樣并做了測評，給海外頂級車企的樣品將于下個月開始做測評。

      另據楊紅新透露，從今年7月初開始，蜂巢能源已經啟動了面向未來發展的股權融資等工作。長城控股短期內不會給予蜂巢能源太多的資金支持，而是要求蜂巢能源自己控制成本、積極“造血”并做好上市規劃。

      “四元電池”究竟是個什么玩意兒？

       顯然，如此龐大的產能規劃背后，一定程度從側面反映了長城汽車的產能規劃。在電車匯看來，魏建軍規劃蜂巢能源，表面看是打造產業鏈，事實上，則是從原材料端，即對動力電池及相關產品的成本和品質實現管控，從源頭整合長城汽車、乃至目前新能源汽車行業的供應鏈體系。而這樣的規劃亦得到了蜂巢能源副總經理兼CTO饒忠儒的證實。

      根據饒忠儒所述，以動力電池組的單體電芯為例，目前蜂巢能源已在江蘇金壇規劃了電芯正極材料配套工廠。而除了正極材料外，蜂巢能源未來將把產業延伸至正極材料的原材料，亦可稱之為前驅體（材料）的研發與生產，并在全球范圍內規劃生產，而這些都與蜂巢能源目前推廣的四元材料方案密切相關。

 

      正極材料研發，實驗室場景

      簡單理解三元電池，即由“鎳鈷錳”或“鎳鈷鋁”三種化學元素，按照一定比例混合燒結后，作為正極材料的電池，電離子通過電池隔膜，在正負極之間的反復流動亦構成了電池充放電的化學反應。以“鎳鈷錳”NCM811三元電池為例，錳元素為了增強安全性、鈷元素為了增強晶體結構穩定性，鎳元素則是為了提高電池容量。鎳含量越高材料比容量越大，但熱穩定性亦同步下降，不同化學元素按不同比例混合燒結成相后，電化學特性亦各自不同，是以NCM由最早期的111進化到532，至622至目前的811=, 性能亦各自有所差異。然而在過度追求高能量密度（降低單位電池重量）和循環壽命的背景下，NCM811電池至今還存在著安全性差及循環壽命衰減較快的致命缺陷。因此，雖然三元電池的循環壽命和能量密度都極為優秀，但基于安全考慮，至今都沒有大規模應用在巴士、卡車等商用車領域。

正極材料研發，混料

      不過，即便正極材料的結構穩定性和鋰電池內部的寄生反應也嚴重影響著鋰電池的安全性和循環壽命，但以特斯拉為首的部分企業卻異常崇尚三元電池。充放電過程中活物質急劇的結構變化并不是電池循環壽命衰減的主要原因。反而是，在電解液和脫鋰狀態下高活性活物質顆粒界面間的寄生反應才是高電壓循環下電池壽命縮短的主要原因。如何解決NCM811電池壽命衰減過快的問題？一是通過對NCM811的顆粒表面進行改性處理，提高其性能。二是采用能夠降低兩者寄生反應的電解液，從而提高其循環壽命和安全性。四元材料體系由此產生。

      顧名思義，四元材料，即在電池材料中降低或祛除鈷元素，而以第四種金屬元素替代或部份取代原本的鈷元素，以提升安全性和循環壽命的新型正極材料，用以防止高比例鎳帶來的氧化反應。

      “為了克服三元材料的既有問題，Mx摻雜會使一次顆粒之間的邊界強度增強，因此會減少在有害相變過程中微隙的形成。而這就是四元電池的關鍵性突破。”7月9日，在蜂巢能源的發布活動之后，主管技術的蜂巢能源副總經理饒忠儒對電車匯做出了如下陳述。顧名思義，在提升循環壽命層面，MX摻雜形成的二維材料，為鋰離子運動提供了更多的通道，大幅度提升了鋰離子運動速度，進而提升了電池導電性；而在四元無鈷元素的特性材料體系下，通過摻雜技術改進無鈷化后材料在充放電的可逆性和結構穩定性上亦得到了長足進步。“此外，因為四元材料剔除了鈷元素，可使得電池成本較現有價格再下降5- 15%(根據金屬鈷不同價格)。” 饒忠儒如是說道。

      堅定疊片路線，形成電池pack模塊化

      除了四元材料的材料技術路線，在7月9日的發布會中，楊紅新提出，鋰電池經歷了1.0的3C品質時代和2.0的傳統動力電池時代，正在向3.0的疊時代邁進。楊紅新的判斷是，1.0和2.0時代的卷繞方式已經不能滿足車規級動力電芯的形態要求，取而代之的將會是高速疊片工藝，該工藝技術會為電芯帶來內阻低、容量衰減慢、不易短路和被擊穿、充放電倍率高、能量密度高等一系列優勢，因此將在車規級動力電池領域廣泛應用。

 

      多角度高速疊片工藝

      而蜂巢能源正在做的，就是通過新技術、新材料、新工藝、新標準來推動疊片工藝的快速成熟和應用，并以此為突破口建立在自身在動力電池市場角逐中的競爭壁壘。根據蜂巢能源規劃，先基于營運類，非營運類的使用場景劃分，在基于城市代步和城際出行的使用用途劃分，蜂巢能源總計規劃了51Ah、56 Ah、86 Ah、92 Ah、112 Ah 、117 Ah、126 Ah、137 Ah、156 Ah、172 Ah、184 Ah共計11款電池pack產品，以應對不同場景和不同用途下的全出行領域。另據蜂巢能源全球營銷副總裁嚴博瑞介紹，蜂巢能源電池pack在適配VDA標準尺寸模組后，將與整車底盤高度集成化，通過水冷散熱實現整車上更安全的布置位置，以提供更高的車身保護。由此，整車空間利用率大幅提高，舒適度明顯提升，整車智能化水平顯著提高。

大規模的電芯靜置和充放電試驗中心

      此外，據饒忠儒介紹，雖然目前蜂巢的產品還包括部分軟包電芯，但未來蜂巢的電芯生產會更多的聚焦在方形。雖然在電芯成本上面軟包比較便宜，但是軟包電芯由于采用了鋁塑膜，首先缺乏剛性，因此必須在外部加裝塑料外殼，導致機械強度比較差，其次，軟包的極耳焊接異常脆弱，模組裝配一旦把控不好，將很容易產生安全隱患。也正是基于這些技術判斷，蜂巢能源將逐步聚焦在大容量的方形鋁殼電池上，并陸續朝整個模組pack極簡化來的方向發展。