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再访蜂巢能源杨红新:终破国外封锁无钴电池之路再迈一大步

发布时间:2021-10-29 05:10:02
来源:亚娱体育平台

  即便开展日期有所推迟,观展热情依然未因德尔塔疫情而消弭。在专业观众和媒体开放日上,已有不少年轻消费者们被各类新能源车型的新奇模样和繁多功能吸引而来。但是,更多的业内目光却投向了一款漂亮小车:长城欧拉樱桃猫。原因很简单,它搭载了一款颇具划时代意义的动力电池——由中国企业完全自主研发量产的全新电池,即:蜂巢能源的无钴电池。

  因为动力电池的“低钴”、“去钴”、“无钴”,正是该领域全球演化的重要方向,也是现阶段主流车企和头部动力电池企业的发力重点。从0到1、从无到有、从理论研发到量产落地,产业化的重大突破,正由中国企业为全世界带来。

  一款量产新能源车型装配上了一款全新技术的量产动力电池,写来不过寥寥数字,但这行短句的背后,是历时数年累计投入超过5亿元的研发经费,是1200多位研发人员与120位材料、电芯专家夜以继日的努力,也是“蜂巢能源”们对全球动力电池技术“新高地”的艰难挺进,更是中国企业对国外技术封锁的有效突破。

  有效,是因为相比同级别的高镍三元电池,蜂巢无钴电池成本更低,循环寿命可达3000次以上,已经通过150℃的热箱测试和140%SOC的过充测试,并拥有多项国际标准认证。

  突破,更不言而喻,“无钴电池的量产,将帮助全球动力电池行业,尤其是中国动力电池行业,摆脱对钴资源的长期依赖,避免其掣肘新能源汽车规模化发展,”在发布会上,蜂巢能源董事长、首席执行官杨红新指出,通过“去钴”,还将助力需要使用动力电池的新能源车企等大幅降低运营成本。

  不过,注重创新、坚持自主研发的企业风格,始终让蜂巢能源保持着居安思危的警惕。“我们还有一系列的问题要解决,”在杨红新看来,即使蜂巢能源攻克了行业难题、全面掌握了无钴电池的核心技术,这家年轻的初创型中国动力电池企业,依然需要面对前路上的无数挑战。

  即使作为成都车展唯一一家参展电池企业,即使蜂巢能源的发布会吸引了不少专业人士到场,身在展台的杨红新依然饶有兴致地与关心樱桃猫的消费者一一交谈,就像自己也是一个想购车的普通年轻人一样。

  作为长城欧拉品牌旗下首款纯电SUV,樱桃猫最受关注的一大亮点,是其首次搭载了蜂巢能源的无钴电池包系统,总电量82.5kWh,系统能源密度达170Wh/kg,支持常温工况续航里程超600公里。

  这无疑是一组为樱桃猫在细分市场内赋予更多竞争力的数据。要知道,从投入研发到实现量产,蜂巢能源投入了数年之久。

  从投入研发无钴电池材料到发布无钴电池两大产品平台;从无钴正极材料量产下线到首款电芯产品正式量产下线。从无到有,一步一个脚印,走得坚定而执着。据杨红新透露,也正是由于从最初,蜂巢能源便规划了全链条的颠覆式创新和研发投入,才使其无钴电池率先在行业内实现“从0到1”的产业化落地。

  与消费者们相比,业内更关注的是无钴电池的产能。“这是第一款给长城产品主打的无钴电池,或者是先用、先尝、先试,未来还会有第二款。可能今年无钴电池这块打算有一个出货量计划。”据杨红新透露,无钴电池产能将稳步推进,未来长城旗下产品除了樱桃猫以外,还将有两款车型会使用无钴电池。

  从长城走出去,同样是蜂巢能源的重点之一。“外国品牌就是商用车,一款皮卡用的无钴电池。另外和国内的其他两家造车新势力也在对接,也有希望在近期有新的定点。”杨红新还透露,“我们的无钴电池在国外的整车厂客户那儿,如日本、德国的车企们,都正在对其测评,所以基本是长城中国其他企业和国际汽车公司同步都在推动。”

  同样,在业界看来,搭载了蜂巢能源无钴电池的欧拉樱桃猫公开亮相,已经意味着蜂巢能源的无钴电池开始走向规模化量产装车。

  资料显示,无钴电池的产品规划上,蜂巢能源推出H平台和E平台共4款产品,可以覆盖从A00到B+级的所有车型上,支持续航可满足从400+到800+公里。其中,H平台涵盖115Ah和155Ah两个规格,采用单晶4.3V正极,单体能量密度达240Wh/kg,成本较811低10%,安全性能较811提升,目前115Ah产品已经量产装车。H平台基础上,蜂巢还规划有H Plus产品,规格为157Ah,采用单晶4.35V正极,单体能量密度达250Wh/kg,成本较811低15%,提升快充倍率至1.6C,预计将在2023实现SOP。E平台产品规格为115Ah,采用低镍无钴正极材料,成本和安全性都与LFP接近,而其能量密度220Wh/kg则比LFP更具优势,将于2023实现SOP。产能规划上,无钴电池将首先在马鞍山基地量产,未来总产能规划将超过10GWh。

  这也表明,蜂巢能源已经先于特斯拉、松下、LG化学等国际企业,成为全球第一家真正实现无钴电池产业化的电池企业。

  做到全球首家,因其目标明确。成立之初,这家年轻的中国动力电池企业便始终将无钴电池作为自己的核心产品战略,也希望能藉此解决新能源车企们始终头疼的痛点,如昂贵的动力电池成本、不稳定续航、被消费者质疑的安全性等。

  成本是个首要难题,由于三元锂电池中必须要用到稀有金属钴,而钴的高价和产能的不确定性导致电动汽车电池成本难以下降,长期来看难以支撑快速发展的新能源产业。重要的是,金属钴的生产与定价,完全不被中国所掌握,换言之,在动力电池的原料获取方面,中国乃至全世界的新能源汽车产业都面临着来自于成本的极大风险和不确定性。

  不过,蜂巢能源无钴电池的发布,让新能源车企们有了一个告别高价钴成本的良好选择——从最为基础的材料环节出发,通过阳离子掺杂技术、单晶技术和纳米网络化包覆,改善了无钴层状材料的镍锂离子混排问题,以及循环寿命的问题。

  这使无钴材料跨过了关键障碍,顺利走向了规模化应用,有业内甚至给出了十分激进的评论,“终于有个可以不用看‘钴奶奶’昂贵脸色的选择了。”

  不光是摆脱稀有金属钴的成本风险,杨红新表示,“中国现在面临的最大的挑战是,(动力电池)许多原始专利是在国外,不管三元的还是磷酸铁锂的,电解液的、隔膜的,这些最底层专利,都在国外。”

  “所以中国迫切需要一些原创性创新。如果是做传统的多晶无钴专利,那专利也是在美国。而我们自己开发无钴,我们叫单晶层状结构无钴,这个是突破了美国的专利,所以中国要自己搞出基础原创性的创新。”杨红新表示。

  这正是无钴电池的诞生初衷之一,“动力电池去掉钴以后成本会降低,钴本身很贵,我们的无钴电池既可有自己专利,又可降低成本。”杨红新表示,“第一是摆脱资源束缚,钴从战略上要被去掉,这是资源安全问题,即战略问题。第二钴很贵,我们用便宜的材料来替代它,确实也可以降成本。”

  同时,蜂巢能源与国外同领域研究产品相比依然具有自己的独到优势。“我们的基础路线,镍不用太多,因为镍的金属性质很活泼,多了的话热稳定性不好。”此前,杨红新曾用过一个浅显的形容,“钴去掉,但是把电压提上去,电压高了,能量密度也高了。我们走的是‘中镍、高电压、无钴’的路线,这样镍也控制住了,能量密度也高了,成本还低了。”

  以电芯工艺环节为例,蜂巢能源则选择了方形叠片工艺。据了解,考虑到车规级动力电池对于标准化、大容量和大尺寸的需求趋势,方形叠片工艺具备内阻低、能量密度高、高倍率放电容量较高、不易变形等综合优势。

  与此同时,为了提升叠片工艺的效率,蜂巢能源与国内外设备企业共同开发了效率更高的叠片设备,其3.0叠片技术能够将速度提升至0.125秒/片,与卷绕生产工艺速度相当。

  在电池产品规格选型上,蜂巢能源也进行了差异化的设计和创新,其电芯涵盖了基于590模组的电芯设计和基于矩阵式PACK设计的L3薄片长电芯,满足不同车企的差异化需求。

  最后,在产品验证上,从2020年开始,无钴电池包便开始搭载欧拉样车进行路测。蜂巢能源公开了自己的测试数据:“通过涉水实验、强化路试、整车充放 电性能、急加速、减速电池性能、全车电池包绝缘检查等多项整车性能测试,累积测试里程80万公里,测试数据表现优异。”

  无论是产能的爬坡,还是在技术点上的可能性障碍,杨红新从不讳言蜂巢能源身为动力电池领域后发者所面临的各类挑战。

  “现在面临的主要挑战就是,产能问题,明年无钴会有三条生产线,未来规划的无钴产能是10个GWh,明年实际交付大概会2-3个GWh。我们在四川和湖州,各个基地规划的产线个GWh。”

  同时,“我们也在开发无钴快充,大家认为无钴不能做快充,或者快充性能不好。实际上我们经过最近测试发现,无钴有可能做到1.6C或2C左右的快充,”杨红新表示,“我们正在做这样的材料和体系开发工作。如果突破了快充性能,无钴的应用场景会进一步拓宽。”

  “未来动力电池道路上还是有很多挑战,”杨红新列举了几个例子,“有几个小众材料,比如PVDF导电连接器,隔膜上也用它,正极上也用它,这个全球80%的产能在欧洲,总量还特别小,极小,这个是稀缺物料,所以要推动国产化。还要导电炭黑,和轮胎里面用的炭黑是类似的材料,也是大部分产能在欧洲,供应也是严重不足,所以我们也要加快国产化。”

  居安思危,是蜂巢能源的态度,抓紧时间布局上下游、使其顺利国产化,是蜂巢能源的选择。“我们和国内的供应商在联合开发和导入,很早以前就开始了,在今年年底就会出结果。”

  “锂电高度智能化设备,用到大量的PLC、驱动电机、传感器、摄像头、CCD、X光探测等等,很多这样的东西,核心元器件都来自美国和欧洲以及日本。”杨红新同样列举了好几个例子,“比如说西门子,比如欧姆龙,欧姆龙原来可能比如下单了8周,现在可能下单了二十几周,三十几周通货周期。”

  “原来是日本、韩国、中国、欧洲,四个国家大力发展新能源,突然杀出了一个巨无霸,我指的是需求端、使用端。在特朗普政府是不考虑新能源的,现在2030年好像50%要求是新能源,这样会直接导致全球的这种物料供应紧缺,因为要扩更大的工厂,更多的工厂才能满足需求。”杨红新表示,“但是这些核心的零部件总量还是有限的,当美国大规模建厂,日本、欧洲大规模建厂的时候,有可能会优先保证这些国家的使用,最后才会考虑中国。”

  供应链始终是杨红新所担心的问题所在,“所以中国在这些核心物料上应当引起重视,我们很关注例如像汇川这样的公司,核心的驱动部件、控制部件、传感部件、视觉部件的国产化,这方面是动力电池领域未来很大的挑战。”

  勇于解决问题,是蜂巢能源与杨红新的鲜明态度。对于未来的不确定性,蜂巢能源已经开始着手布局、全面备战,而对于摆在眼前的困难,这家年轻的企业同样有条不紊。

  例如每家汽车产业上下游企业都绕不开的芯片问题。对于被业内形容为“又不赚钱、做得又辛苦、产出还低”的车规级芯片,杨红新也颇为感慨,“这么大一块晶圆,如果说做7纳米的和做27纳米的,那产出的数量肯定不一样,但是售价却一样,汽车行业还对车规级芯片这么多要求,比如要适应极寒极热气候,要求很高。”

  这也导致所有汽车行业都“望芯兴叹”。以蜂巢能源为例,电池包里的电流采集器芯片问题也同样在解决中,“虽然还有很大问题,”杨红新表示,“我们在积极导入国产化,现在供应还是特别紧张。近期得到了缓解,我们也争取到了更多的供应量。所以我们今年下半年,会大幅度增长,体现在出货量上。我们电池的产出还可以,产出一直在增长。”

  与此同时,蜂巢能源依然保持着对技术的精益求精。杨红新以现有技术举例:“我们会在电池负极做一些改善,做出动力性更好的负极。”

  “正极材料上的改善,比如做大小颗粒混掺的和一些球型的磷酸铁锂,总之正负极做一些改善,”在磷酸铁锂的难以快充和低温不稳定性两大问题上,杨红新简单解释了蜂巢能源的两个相对有效的解决办法,“从现在我们实际测试数据来看,原来磷酸铁锂只能做到1.2C或者1C充电,也就是大概从0-80%需要45分钟以上,现在我们已经可以做到1.6C和2.2C了,可以做到30分钟和20多分钟充到80%。如果磷酸铁锂做到这个水平,那跟三元很接近了。所以快充问题我觉得在明年下半年就能得到解决。低温问题也可以不解决,把电池包的保温做好就可以了,你测这个电芯它是低温性差一些,但是电池包的保温和加热如果做得很好,让它的温度不要降到零下二十度就行了,所以这个问题也可以解决。”

  “咱们是做供应的生意,不是说第一笔买卖站稳就行。”——创新永不止步,发挥全面布局、天然资源优势

  蜂巢能源的无钴电池已获得了69项中国专利、46项国际专利,这使得中国锂电企业在材料基础研发方面率先取得了创新突破。

  有观点认为,未来几年,依托如蜂巢能源、宁德时代、比亚迪等头部企业的创新与突破,中国将在电池底层专利具备与国际对手正面交锋的实力和底气。

  对于此类观点,杨红新非常冷静,“中国的头部研发能力比较强的电池公司,都在做类似的事情,做得比较快的,可能像比亚迪、宁德时代和我们,从快充到低温做得快一些。”

  他强调了一个前提:“如果中国的磷酸铁锂动力电池技术,包括我们的无钴技术,能顺利解决快充问题、解决低温问题、能够做到续航600公里,那基本上和在日韩企业的竞争当中完全占据优势,安全性能、成本、资源、稀缺性,优势会非常明显。”

  在中国动力电池企业的全面布局方面,杨红新对己方优势观察得非常仔细,他以日韩为竞争者举例,“日韩当时就选择了一条三元的路,中国就选择了三元和磷酸铁锂两条路,现在日韩如果要做磷酸铁锂已经来不及了,中国从产能产业链就能形成差距,而且磷酸铁锂需要磷矿,需要铁红,需要磷酸铁,需要很多材料,日韩从资源角度很匮乏。中国的磷矿很发达,铁红这种铁资源更不用说了,中国有天然的资源优势,日韩都没有。”

  但杨红新同样清醒地认识到中国动力电池企业们不具优势之处。“磷酸铁锂、无钴、三元、固态电池包括富锂锰基,我们各方面已经都是全球领先的了。负极更是,全球最大的负极产能都在中国,全球最大的隔膜产能也在中国。只是中国的企业必须使用一部分日本和美国的专利,比如说隔膜,就需要得到日本或者美国专利授权。”

  对此他认为依然有解决办法,“磷酸铁锂的授权到今年9月份过期,但是有一部分专利还没有过期,三元的专利还在美国实验室。中国的头部材料公司已经逐步地获得了很多授权,包括有些专利快过期了,包括我们也自己独创了专利,专利的问题会逐步得到解决。”

  对于如何直面挑战,解决困难,杨红新始终对蜂巢能源信心满满,在他看来,蜂巢能源的研发创新能力和供应链布局能力,正是其致胜关键。

  “我们的研发比较强,全球7个研发中心,两千名研发人员和庞大的研发用电投入,同时布局了多条技术路线,像刚才讲的磷酸铁锂、无钴、三元、锰铁锂、固态电池,我们全都有布局。”杨红新表示,“蜂巢资本我们也布局了很多供应链,既能够保证供应又能够确保成本。所以从研发到供应链到制造,我们制造的起点比较高,综合来看这是我们的优点和竞争力,所以我们叫差距化的技术领先,不是传统领先的技术路线,我们要打造差异化的领先。”

  他以后发优势举例,“比如无钴、刀片、磷酸铁锂产能的快速释放,比如快充技术的快速推出,因为大家起点差不多。其他公司没有刀片的产能,只有比亚迪和我们两家公司在大规模推出刀片的产能,还有就是无钴我们也是独家上市,快充也差不多。我们把握后发优势,在以上几点上快速形成产品,快速形成产能,快速突破,利用好我们掌握的供应链布局,确保供应的安全。”

  “咱们是供应的生意,不是说第一笔买卖站稳就行,还要看后续产品的质保。”杨红新同时表示了对质量的信心,“现在质量都是比较稳定的,大部分问题是软件问题,软件有一些误报,如采集芯片的故障,大部分是这类问题。电芯表现得还是非常好。我们努力做到了优秀的生产线,严格的管控标准,良好的环境控制,已经该做的都做了,接下来,就是要靠市场的检验。”

  事实上,全球市场的苛刻眼光,早已投向动力电池领域的“中国队”,在新一轮产业周期中,以宁德时代、蜂巢能源、比亚迪等为代表的中国企业,正在成为全球电池技术创新的最大阵地。

  但作为队伍中的“后发者”,蜂巢能源并无畏惧。事实上,杨红新认为,后发身份是蜂巢能源的一种优势,“我们秉持的是因创新而前进的价值观。”

  他指出,“蜂巢能源诞生的基因就是创新,我们工作做了很大品牌和品类创新,打造了无钴的品类和品牌,包括在智能制造上的创新,包括对外形象方面,包括在资本市场上的操作,各方面都是以创新为起点。”

  对于创新,蜂巢能源有着自己的理解。“创新第一是颠覆式创新,颠覆式创新往往发生在主流技术路线的边缘,它的出现能把握原来传统的技术方向。”杨红新表示,“几乎所有巨大的突破和创新,都产生在一些边缘地带。无钴电池就是在边缘地带找准了新的切入点。”

  “我们无钴和叠片都是这么来的。原来就有叠片,我把叠片交叉应用到了方形里面,”杨红新指出了创新与守旧的兼容性,“但是出来之后,要夯像磷酸铁锂和三元这样的原有主航道,要把它做强。我们既要做铁锂和三元,要持续地做微创新和强化,又要快速地把叠片放大量产,所以我们是两条路线同步推进。”

  “这时就出现了第二个理论,品类创新,我们的优势是把无钴电池做了一个品类创新,推出了一个新的品类品牌,包括把高速叠片做了一个品类品牌,这是我们的第二个创新。”杨红新以新势力造车举例解释了这个“品类创新”,“讲汽车你会讲SUV,后来出现了跨界Crossover,这是一个新品类。原来有汽车机、柴油机,现在出现了电动车,后来又出现了传统车,他们统称为传统车,我叫智能车,又是一个新品类。小鹏就占领了智能车,理想占领了智能增程品类,蔚来占领了换电豪华品类,这三个企业为什么成功,是因为品类创新成功了。”

  一只只可爱的樱桃猫即将走下生产线,开始接受市场与消费者们的挑剔眼光,这意味着,蜂巢能源与其无钴电池的创新前行,将进一步反哺全球,为全球交通电动化和能源体系变革提供技术赋能。

  这类创新,正是全球固有体系的一个市场突破口,对无钴电池的基础材料、电芯工艺、装备制造、结构设计等各方面进行差异化竞争,亦是蜂巢能源得以快速在行业站稳脚跟的优势所在。

  与此同时,在产能部署、客户拓展、融资进程等各个方面,蜂巢能源也开始发力,这使得其已经在国内站稳TOP10阵营,并开始大踏步向国际一线梯队挺进。

  在此过程中,像蜂巢能源一样,艰难前行的中国动力电池企业们正在全球市场竞争中经受严酷冲击。但是,第四次工业革命依然尚未到来,今天我们依然只能在茫茫前夜中探索,因此,每一回创新飞跃、每一道科技突破、每一次斩断国外封锁铁腕的尝试,都弥足珍贵。

  蜂巢能源的无钴电池技术或许只是暗夜里的一抹星光,但它的出现,将会是无数道推动中国成为第四次工业革命引领者的助力之一。