动力锂电池新时代，叠时代。

近一段时刻，“叠时代”这个名词频频呈现在各大新闻媒体途径和朋友圈，掀起了一股新动力动力电池领域的浪潮。我们不由好奇要问：终究什么是“叠时代”？“叠时代”又有哪些特点?

叠时代”应是动力电池领域的3.0时代。锂电工作履历了3C数码“1.0时代”和以之为根底而衍生出的第一代“车用锂电池2.0时代”，但是高功用、安全、耐久的单体大容量电芯一贯是业界寻求的政策，也是电动轿车工业化大规模推动的根底。

新的时代必然有其独有的立异点，“叠时代”亦是如此。正如蜂巢动力总经理杨红新向我们论说的相同：“叠时代”是在新动力动力电池革新的路途上，以叠工艺为特征，新工艺、新标准、新材料、新技术很多出现，并专为电动轿车而生的时代。

图1蜂巢动力总经理杨红新

本文以此“四新”为出发点，抛砖引玉，讨论终究什么是蜂巢动力引领的“叠时代”。

一、“叠时代”新工艺---高速叠片工艺

动力锂电池的形状现在首要有三种，圆柱电芯、软包电芯和方形硬壳电芯。卷绕工艺一贯占有着商场的主导地位，现在国际干流的锂离子电芯制造企业，如松下公司的圆柱型锂离子电芯，韩国三星公司、我国CATL公司的方形锂离子电芯的卷芯均是选用卷绕工艺路途。

1）叠片电池具有更高的能量密度和安全性

卷绕工艺电池与叠片工艺电池比较首要差异在于极组成型方法的不同。卷绕工艺正负极片是接连的，叠片工艺正负极片是片状物料。卷绕工艺，在检测到极片上的mark孔时进行裁断，结束一个极组的卷绕，而叠片电芯是按照正负极片的设定数量进行叠片，数量抵达设定值时结束一个电芯的叠片。

图2锂电池卷绕和叠片极组成型工序对比

比较于卷绕形状的电池，叠片工艺因其特有的形状具有更高的能量密度和界面安稳性。在锂电池循环进程中，电池的正负极极片均有不同程度的胀大。

受卷绕角落处内外层内应力不共同的影响，卷绕的电芯会发生变形甚至会在一些角落出发生褶皱甚至开裂。跟着整车运用时刻的不断添加会导致电池热失控风险的加剧，引发安全隐患。而叠片的电芯应力分布更为共同，每层胀大附近，界面平坦，安全风险相对较低，电池的循环运用寿数更长。

2）叠片电池更能习气商场的不断需求

新动力轿车是我国政府要点扶持的工业。在2014年，习近平总书记在上海查询时，就指出“展开新动力轿车是我国从轿车大国迈向轿车强国的必经之路”。现在我国新动力乘用车商场已经成为全球最大的商场，2018年我国新动力乘用车销量占全球商场份额的55%，而美国和欧洲商场分别占比不到20%。

图32018年我国新动力轿车销量结构及全球新动力乘用车商场格式

跟着新动力轿车的快速展开，对车用锂离子电池的结构规划要求也在不断前进。一同，动力锂电池面临着补助退坡、“白名单”撤销、安全事故频发等一系列挑战。叠片工艺出产出来的卷芯标准灵敏，不受卷绕卷针结构的约束，极片的界面平坦度高，安全性可靠，更能习气不断展开、不断改动的动力电池商场需求。

但是，受限于国产动力用叠片机的速度慢、功率低等问题，叠片电池并没有像卷绕电池相同占有主导地位。因此，“叠时代”的来临有必要以高速叠片工艺的立异为条件。

二、“叠时代”新标准---全球首部叠片电池运用白皮书发布

7月10日，在2019年首届我国国际电动轿车安全技术立异大会上，蜂巢动力引领发布了全球首部《电动车用高速叠片动力电池白皮书》，正式宣告了动力电池“叠时代”的到来。此次叠片工艺白皮书的发布，改写了车规级动力电池的新标准。

图4蜂巢动力引领发布全球首部叠片电池运用白皮书

蜂巢动力选用方形铝壳叠片工艺，结束高速叠片领域的立异性技术效果。现在已结束首例45度旋转式高速叠片的开发与导入，叠片功率可达0.6s/pcs/单工位，超出传统叠片设备功率40%以上。一同已结束0.45s/pcs/单工位叠片速度验证与样机的开发制造，并在2023年预计可结束0.25s/pcs/单工位叠片设备开发。

图5蜂巢动力高速叠片技术战略规划

三、“叠时代”新材料---无钴和四元电池材料

动力电池的材料技术路途自诞生以来就不断展开，三元动力电池是现在高能量密度型车用锂电池的干流路途。三元正极材料（NCM或NCA）存在协同效应，其电化学功用优于任何单一材料。

前进三元镍钴锰资猜中镍含量可以前进材料的可逆嵌锂容量，但是容易发生阳离子混排现象，使材料发生不可逆的容量损失。引进钴可以前进材料的电子电导率，削弱离子混排现象，安稳材料层状结构，前进材料的倍率及循环安稳性。

我们可能会感兴趣，无钴或低钴的价值是什么？在三元电芯的本钱结构分析中，正极材料的比重最大，占整个本钱的40%左右，而其间钴又占有了正极材料的约20%。作为一种战略资源，它的价格也是及其贵重的，2016年、2017年都呈现了钴的高点。

因此新材料系统的呈现，关于“叠时代”来说意义严峻。作为引领者的蜂巢动力在此次会议上除了发布全球首部叠片电池运用白皮书以外，也向我们展现了其自主研发的无钴和四元电池材料。

1）无钴电池材料

蜂巢动力首推无钴电池材料，是根据电子耦合效果和体积结构改动两个方面的考虑：

A:掺杂无未成对的电子自旋元素，削弱电子超交流的现象，下降Li/Ni混排，前进电功用；

B：掺杂M-O键能大的元素，减缓晶体在充放电进程的体积改动，安稳结构，前进循环功用和安全性。

图6蜂巢动力无钴材料与NCM811功用对比

蜂巢动力推出的无钴材料克容量抵达210mAh/g以上，初度功率90%，50周扣电98%以上，DSC放热峰值温度大约210℃，电压途径比NCM811系列产品略高（0.04V）。更为重要的是，由于无钴的存在，整个三元材料的本钱下降5%-15%，关于整车本钱的下降也有十分重要的意义。

2）四元电池材料

蜂巢动力首推四元材料是在现有NCM三元材料的根底上，通过Al掺杂，使一次颗粒之间的鸿沟强度增强，减少在有害的相改动进程中微隙的构成。相较于传统三元材料，有两个核心优势：

A：通过双导电层包覆，能有用改进材料放电比容量偏低的问题；

B：Al均匀掺杂能有用改进材料结构安稳性，前进高温循环功用。

图7蜂巢动力四元材料与NCM811功用对比

蜂巢动力推出的四元材料克容量抵达215mAh/g以上，初度功率90%，50周扣电99%以上，DSC放热峰值温度大约219℃。相同，与NCM811系列产品比较,Co含量下降一半，对电池本钱的下降意义严峻。

此次蜂巢动力全球首推无钴电池和四元电池材料系统，在一定程度上下降了电池材料甚至整车的本钱，一同使整个电池系统更加安稳，前进了电池的循环寿数及安全性。这不仅仅一个战略性的开发，也是具有全球非常前瞻性和先进性的效果。

四、“叠时代”新技术---AI工厂及多场景、高功用系统安全规划

1）AI工厂

工厂制造标准，是判别一个企业是否具有先进技术的标杆，尤其是关于新动力电池工作。“叠时代”的锂电制造工厂，也将是以AI工厂为标准的新时代工厂。

作为引领者的蜂巢动力一贯以信息化、无人化、可视化、集成化作为工厂的出产标准。正在建造的常州工厂区将选用智能配送、数字化看板与分析、质量追溯分析、数字化质量查验等智能系统规划。

图8蜂巢新能AI（人工智能）工厂

此举将逐渐结束如商场需求大数据、产品功用猜测、故障预警自动分析、不良原因分析、自动检测以及路径实时优化等方面的完全自动化，这也将是引领工作，为我国制造建立一个新的标杆。

2）多场景、高功用系统安全规划

跟着“叠时代”的到来，动力电池除了在工艺和材料上要做到立异以外，新的规划理念和规划技术也相同十分重要。

作为引领者的蜂巢动力，为满意不同客户群体在不同场景下对整车的运用需求，也规划了相应的电芯及电池模组，现在首要针对运营类车型、市内代步类车型以及城际出行类车型。

关于运营类车型，蜂巢动力规划研发的86Ah电芯/模组，可结束2C快充，充电时长30min内，续航路程抵达400-450km之间，足以结束网约出租车日常运用场景。关于近距离代步类车型，蜂巢动力规划的104Ah及56Ah（软包）电芯/模组，可满意A00级纯电动车型300-400km的续驶路程，单体循环寿数超过2000次以上。

关于城际出行类车型，蜂巢动力又分别推出适用于A级家用车、高端豪华车的不同类型电芯/模组。根据大众MEB纯电动专属途径，研发规划全新标准标准电芯、模组及PACK。叠片工艺关于该标准产品具有显着优势，拓展性极强。

关于插电式混合动力车型，蜂巢动力规划研发的51AhPHEV电芯/模组，可使插电式混合动力纯电续航路程从50km前进至80km,叠片电芯超高的功率特性及循环寿数供给更加优异的用户体会。

图9蜂巢动力研发的51AhPHEV电芯/模组

新动力轿车安全事故频发，整车的安全性不能只注重于电芯本身，有必要用系统思想处理这个问题，要做全方位的安全规划。

蜂巢动力不只注重系统级的安全，还注重与材料级、电芯级、工艺级等相关的所有安全，展开机理规划和可靠性研讨。其研发的高功用iBMS系统可对SOC高精度操控，一同结合大数据，结束了智能、网联、集成和立异于一体。

图10蜂巢新动力研发的高功用iBMS系统

编者写在最终：

跟着全球首部叠片电池运用白皮书的发布，动力电池3.0“叠时代”已然来临。新工艺、新标准、新材料、新技术的很多出现将极大推动工作的展开，作为“叠时代”引领者的蜂巢动力，必将掀起一股“芳华风暴”，创始动力电池领域的新局面。