蜂巢能源全球首創(chuàng)熱復合飛疊技術，實現儲能短刀電芯高效高質量生產

當前，儲能行業(yè)洗牌跡象日益明顯。上一代電芯的性能、成本瀕臨極限，下一代“大容量”趨勢下、研發(fā)制造將受瓶頸制約，企業(yè)彎道超車機會悄悄來臨。

儲能向“大”而生刀片橫向切入市場

在全球新能源浪潮之下，儲能裝機量和技術都在邁入新平臺，儲能企業(yè)也就此邁入技術、研發(fā)實力全面比拼新階段。

隨著眾多采用5MWh儲能系統的項目成功投運，儲能行業(yè)已經步入了300+Ah電芯后時代。為了進一步降低成本，電芯市場的競爭愈加激烈，多家企業(yè)推出了500+Ah以上、甚至700+Ah的儲能大電芯。

在儲能電芯向“大”而生的道路上，電池安全風險正在提高。也許，這也正是電池領域全面洗牌的起點。

以當前儲能電池標準化產品來說，同樣的尺寸下，314Ah的溫度比280Ah電芯溫升更加明顯，這意味著電芯熱失控的風險加大。而在目前的生產技術下，大容量必然意味著尺寸也做越大，那么電芯中心點的溫度將會更高、熱管理更難以控制。

“儲能未來最需要的，是更安全的、性能更高的電芯，未來市場空間更大的電芯。”其中更高的性能，就是需要符合當前高能量密度、長壽命等需求，蜂巢能源楊紅新表示。

為了滿足行業(yè)降本，蜂巢能源也在探索如何在20尺集裝箱儲能系統實現更高能量密度。為此，在2021年進入儲能市場之時，蜂巢能源就選擇了500mm長度、215mm高的最佳尺寸，定向開發(fā)了刀片形狀儲能專用電芯，開辟了非標電池產品路線。

采用這種短刀電池所打造的儲能系統，不僅可以省去Pack結構零部件、降低用料成本，也推動了整體項目占地面積和初始投資成本的下降。

而短刀電池不僅是外觀的改變，其制造工藝也需要隨之發(fā)生變革。為此，蜂巢能源以其獨創(chuàng)的熱復合飛疊技術，找到了儲能電芯的發(fā)展方向。

從需求端定義儲能方向

“儲能大電芯的未來，一定是疊片技術;而疊片的未來，一定是熱復合飛疊技術。”

作為一款非標產品，若要真正實現量產應用，往往付出的要比常規(guī)標準產品更多。而蜂巢能源蜂巢能源全球首創(chuàng)的的第三代疊片機——熱復合飛疊技術，使得大容量的長刀儲能電池得以量產，并已經成功推動儲能電芯研發(fā)到了第三代。

在蜂巢能源的儲能電池專屬產線——四川成都基地，成功孵化除了蜂巢能源三代儲能產品：首代325Ah電芯，當前正在量產交付的350Ah，以及下一代770Ah大電芯。

蜂巢能源楊紅新指出，客戶端對儲能電池的需求無非三點，第一是成本;第二是安全;第三是性能。而蜂巢的儲能電芯也是從滿足這三個方向定向開發(fā)。

首先，同樣是300+Ah儲能大電芯，蜂巢能源目前已量產的350Ah儲能電芯，可以令20尺儲能系統箱單箱容量高達6.9MWh，比現在市面廣泛應用的5MWh儲能系統成本降低5%，占地面積可以降低28%，為業(yè)主帶來一次性投資成本和全生命周期成本的降低，因而也贏得海內外客戶的訂單。目前除了上海某大數據中心已經成功落地應用外，歐洲亞洲多個海外國家都在積極洽談中，尤其是以充分市場化競爭著稱的海外儲能市場，他們對蜂巢能源的認可，也印證了短刀儲能電池的先進性。

其次，儲能安全更是業(yè)內電芯最底層需求。這也正是蜂巢能源短刀電池優(yōu)勢所在。據了解，目前方形電池生產仍以卷繞為主，而卷繞式生產出來的電池邊角可能發(fā)生褶皺，這些褶皺在反復充放電后會帶來析鋰、局部高溫等現象，繼而加大熱失控風險。而蜂巢所采用的疊片技術生產短刀電池擁有更好的散熱和應力釋放效果，因此具有更好的安全性。

再次，若要打開市場量產應用機會，產品性能一定要過硬。儲能收益要隨著儲能調用率的提升而增長，若沒有良好的響應速度、沒有更好的循環(huán)使用壽命，或者全生命周期的吞吐電量轉換效率低，那么儲能的收益將大打折扣。

只有這種短刀的形式，才可以實現系統端上下雙層液冷設計，對比傳統的71173方形尺寸溫度降低8度，溫控效果優(yōu)異。如此全生命周期的吞吐電量、循環(huán)壽命可提升10%。而一旦電芯發(fā)生單體熱失控，水冷系統可以快速打開至最大容量，快速把溫度帶走，避免發(fā)生熱擴散影響其他電芯，把熱失控的危險控制在一顆電芯內。

蜂巢能源楊紅新認為，只要儲能未來是向大而生的，蜂巢能源目前已研發(fā)出最新款770Ah超大容量儲能電芯，預計將在明年二季度末左右在成都基地量產。而這一電芯的厚度是350Ah電芯的兩倍，若要實現高效高質量的生產，那么最高效率最安全的可能就一定是熱復合疊片技術。

制造端定義儲能智能制造熱復合飛疊或成主流

“開發(fā)出領先的產品只是第一步，成功的把產品制造出來才是更重要的。”楊紅新表示。

在短刀電池研發(fā)之初，業(yè)內并沒有飛疊技術經驗可以借鑒，彼時蜂巢能源的刀片電池面臨著制造效率、制造成本一系列的挑戰(zhàn)。

如今大容量、大尺寸的儲能電芯趨勢下，在蜂巢能源看來，傳統的卷繞是不可取的。它在電芯溫度控制面臨困境、給電芯本體帶來安全隱患。而且隨著尺寸變大，即使是飛疊技術，很多生產設備臺面無法匹配，也會被生產效率困住產能。

而為了滿足350Ah儲能電芯的特殊使用環(huán)境，蜂巢能源自主開發(fā)了一系列設備，并搭配AI人工智能檢測技術，推動了熱復合疊片技術走向成熟，將產線自動化率提升到95%以上。

據了解，此前的Z字飛疊技術可能需要3到4臺設備才能夠完成生產，而蜂巢能源以“四合一”的高度集成，將幾臺設備功能整合到一臺設備中，正極、負極和隔膜一次性完全切片堆疊，顯著提高了疊片效率和產品質量，也降低了檢測等設備配置成本。

電芯的直焊制造工藝業(yè)省掉了很多的連接片、結構更加簡單制造業(yè)更加容易，每片飛疊速度在0.2到0.25秒左右。而且熱復合疊片機采用單方向輸送，其速度和張力更加穩(wěn)定，應力釋放效果更好，隔膜平整度更高，也意味著電芯內部更穩(wěn)定、可靠性也得到提升。

熱復合疊片5分鐘左右熱壓后，通過熱切給隔膜熱封邊、無需側邊貼膠，令隔膜有更好的表面平整度、更好的粘接性能、更好的可靠性，也進一步降低了產品的制造成本。

此外，為了保障儲能產品將來的高可靠性長壽命，蜂巢能源通過在產線配置832臺CCD攝像機和Hi-pot在線檢測裝置，搭配先進的應用AI算法的視覺檢測技術，以超過1200個質量控制點，可以定位對其精度和糾偏精度可分別控制在±0.3㎜、±0.2㎜以內，實時監(jiān)測識別和剔除不良品，解決電芯隔膜褶皺、對齊度不良等制造痛點，實現了生產過程100%缺陷不良檢測。

目前在成都基地，蜂巢能源共有四條產線，而每條產線240個工人在兩班倒模式下，可實現每個工人每年生產1.6萬顆電芯的能力。對比業(yè)內的一線儲能產線。

綜合硬件和軟件的全面自研能力，蜂巢能源推動了這種熱復合飛疊技術的大規(guī)模導入，提升了儲能電芯的生產效率，也構筑了蜂巢能源儲能電芯在安全、性能等方面的競爭力。

目前，儲能產業(yè)化轉型期已經來臨，很多企業(yè)其實又重新站在了新的起跑線。結合產品研發(fā)和設備自研技術，蜂巢能源也許有機會憑借其全球化市場布局，在儲能發(fā)展新階段打開新格局。