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  • 蜂巢能源書寫疊片技術進化史:Z字形、切疊一體、飛疊熱復合

    在短短不到四年的時間,從常州一期0.6秒/片Z字形疊片機,到常州二期0.45秒/片Z字形疊片機,常州三期切疊一體機,再到鹽城一期二期的飛疊,蜂巢能源疊片技術已完成多次進化。

    當前以電動化、智能化為代表的汽車革命正席卷全球,作為電動汽車核心環節,動力電池產業迎來蓬勃發展期,截至2022年底,全球動力電池出貨量為497GWh。據野村證券預測,2023-2030年,全球電動汽車(包括純電動/插電混合動力車輛)的電池需求將以17%的年增速增長,到2030年,動力電池需求將達到2107GWh(基于電動汽車滲透率將在2030年達到34.6%的基礎上推算)。

    由此可見,動力電池產業在未來一段時間內依舊會保持良好的發展勢頭,優質、安全、高性價比的動力電池缺口依然很大。換而言之,誰能提供高性價比、高品質、高安全的動力電池,誰就能占據未來更多的市場份額。

    這正是中關村新型電池技術創新聯盟副理事長單位——蜂巢能源最為看重且持續深耕的部分,基于主機廠出身背景,蜂巢能源對于市場和客戶的需求認知更深。這一點從2022年陸續開始得到驗證,為滿足客戶需求,越來越多電池公司開始嘗試推出疊片+短刀電池組合,這條路,蜂巢能源已經遠遠走在前頭。

    Z疊、切疊一體、飛疊熱復合 蜂巢能源疊片效率持續上升

    眾所周知,采用疊片技術生產出來的動力電池在極片一致性、單位能量密度等方面具備優勢,但是生產效率較低,工藝復雜,設備投資高在當初產能不足的動力電池行業來看是不容易被接受的。

    蜂巢能源書寫疊片技術進化史:Z字形、切疊一體、飛疊熱復合

    蜂巢能源疊片技術迭代路線

    蜂巢能源的目光明顯更長遠,動力電池產線是重資產行業,必須要做對的決定,才能少走彎路,保證未來競爭力。效率有問題那就解決效率問題,工藝復雜那就解決工藝問題,于是在短短不到四年的時間,從常州一期0.6秒/片Z字形疊片機,到常州二期0.45秒/片Z字形疊片機,常州三期切疊一體機,再到鹽城一期二期的飛疊,蜂巢能源疊片技術已完成多次進化。

    蜂巢能源書寫疊片技術進化史:Z字形、切疊一體、飛疊熱復合

    “飛疊”設備示意圖

    從飛疊正式導入鹽城基地開始,效率不再是疊片技術的困擾,0.125秒/片的生產效率已經媲美卷繞效率。此外,蜂巢能源還通過一系列創新和改進措施,在同等產能下,使用飛疊設備占地面積相較于上一代疊片機縮減45%,疊片機設備總價可降低一半,即每GWh投資成本節省50%,大幅降低了產線的設備成本。更高的生產效率+更少的占地面積和設備投資,讓飛疊技術生產出來的電池具備更高的性價比。

    熱復合疊片機 毛刺、隔膜變形、掉粉通通解決

    除去效率和成本,疊片工藝的復雜性:如分切帶來的毛刺,隔膜變形,極片掉粉……讓大部分電池廠望而止步。蜂巢能源基于多年疊片技術研發應用的經驗,在飛疊設備上應用了熱復合疊片機,完美解決以上問題。

    蜂巢能源書寫疊片技術進化史:Z字形、切疊一體、飛疊熱復合

    飛疊生產工序

    相較于Z字形疊片機,熱復合疊片機最大的特點為實現正極、負極和隔膜一次性完全切片堆疊,提高了疊片效率及極芯的質量。蜂巢能源飛疊設備采用的熱復合疊片機生產時,隔膜與極片所受拉力方向不變且速度均勻,相較于Z字形疊片機所受拉力周期性變化,熱復合疊片機是單方向輸送,速度和張力更加穩定,生產的極組表面更加平整。通過隔膜與極片的提前熱復合,實現極片與隔膜完美結合,徹底消除隔膜張力釋放造成的隔膜褶皺以及極片掉粉的隱患,保證每一層正負極的反應界面貼合平整,能夠為市場提供更安全、一致性更好的電芯產品。

    據蜂巢能源工藝負責人透露,蜂巢能源疊片技術屬于完全自主研發,相較于主流疊片機設備廠家,蜂巢能源的熱復合疊片機生產負極片采用取消V角工藝,在確保安全的同時,降低了V角模具及檢測等設備配置成本,規避了切V角導致的殘料和掉粉風險,大大提高產品的良率。熱復合疊片熱壓后,極組固定成型,無需進行側邊貼膠,取消隔膜收尾膠帶,使極組外觀更加整潔,進一步降低產品的制造成本。

    蜂巢能源書寫疊片技術進化史:Z字形、切疊一體、飛疊熱復合

    CCD在線監測

    AI智能化全線監測 精準識別生產不良環節

    此外,蜂巢能源還在疊片環節配置了CCD和Hi-pot在線檢測功能,保證疊片過程中對齊度不良可實時監測、不良剔除,使得產品缺陷檢測能力大幅提升,進一步提升了產品安全性。電池生產線還搭載了最先進的AI視覺檢測功能,精確識別各種外觀與尺寸不良并及時調整切刀位置,可以實現CCD定位,將疊片對齊度精度控制在±0.3㎜以內,糾偏精度控制在±0.2㎜以內,可實現每層極片每個角部的100%對齊度檢測,解決了行業隔膜褶皺、對齊度不良等缺陷控制與監測痛點問題。

    蜂巢能源書寫疊片技術進化史:Z字形、切疊一體、飛疊熱復合

    “飛疊”熱壓極組 表面光滑無褶皺

    經過鹽城基地的先行測試,飛疊在動力電池生產效率、品質、安全方面達到了預期目標。據此前蜂巢能源董事長楊紅新在一次采訪中表示,蜂巢能源新基地已經提前規劃采用飛疊。按照蜂巢能源基地建設情況,預計鹽城二期、湖州二期、成都、上饒、金壇四期等新基地將會大規模導入飛疊設備。隨著飛疊的大規模導入,未來蜂巢能源電池將在性價比、安全和性能方面極具競爭力。

    蜂巢能源創新的腳步仍在持續,接下來,蜂巢能源將對第三代“飛疊”設備進行技術迭代升級,導入極片和隔膜激光裁切技術。預計2023年底完成3D方案凍結,該代設備將融入磁懸浮、機器人、激光切等技術,疊片效率提高一倍、單位產能降本30%、占地面積節省25%,持續保持蜂巢能源疊片技術在全球的領先地位。

    [責任編輯:夏末]

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