蜂巢能源：短刀飞叠电芯生产线揭秘符合欧洲高标准的创新密码
在众多电池企业实行严格的安保措施，如进厂需对手机镜头贴黑膜、收缴电脑、禁止携带U盘等情况下，蜂巢能源秉承开放创新、持续经营的理念，继6月份成功举办江西上饶基地的探厂直播后，7月10日再次与搜狐汽车频道联手，向观众全程公开展示全球最先进的第三代短刀飞叠生产线的直播活动。
本次直播搜狐首席执行官张朝阳还进行回放评论，整体平台直播热度(播放次数+时常综合数据)108W+，点赞5.4W，搜狐新闻、多平台资源直播曝光PV超1000W+。
笔者作为专家身份受邀参加了这次直播，在蜂巢能源盐城大丰基地实地探察了两天，深入各个工序与生产线，将所见所闻所悟整理成文，以供业内人士参考。
蜂巢能源盐城基地位于盐城市大丰区，总规划建设23GWh的动力电池产能，占地873亩，总建筑面积约58万平米，项目分两期进行。
其中，一期工程用地达290亩，建筑面积约16万㎡，改造及新建8条电芯生产线，专注于生产PHEV和EV电池，总产能为3GWh，以及3条模组PACK线万套，目前已开始量产发货。
该项目自2021年11月该项目启动以后，仅用了四个月就完成了试产，创造了令人瞩目的蜂巢速度。
今年1至6月份，蜂巢能源的海外出货量已达5.3万套车用电池包，占公司总出货量的三分之一。
盐城基地正是蜂巢能源出口海外的主力，其生产的磷酸铁锂“短刀飞叠”高品质动力电池，在国内外市场上赢得了广泛认可。
该基地主要向吉利、长城提供PHEV短刀产品、向欧洲Stellantis集团提供 EV短刀产品。
目前在动力电池行业中广泛采用的方形卷绕电芯由于其大容量且制造简单，因此占据主流地位。但随着新能源汽车市场的快速扩展和消费的人对电池性能日渐增长的需求，传统的方形卷绕电芯因空间使用效率低、电流分布不均以及安全风险隐患等问题，已难以满足市场的需求。
短刀电池，是蜂巢研发的最具代表性的产品，全球首发于2019年4月的上海车展。这种基于叠片工艺的长薄电芯，相比传统的方型卷绕电池，大幅度的提高了电池包的空间利用率和单位体积内的包含的能量，降低了电池里面电阻，同时便于电池保温和散热，能够大幅度的提高电动车续航能力、提高电池安全性能，延长电池寿命。
从市场趋势来看，慢慢的变多的电池企业正在加入到长薄型的叠片电池(俗称短刀电池)阵营同推动这一技术的发展和普及。蜂巢能源经过了2年多的深耕，也作为叠片技术的全球引领者，历史性的推出了新一代叠片技术3.0版本，即短刀热复合飞叠技术。
这一技术也解决了长期以来国内叠片生产效率低、良品率低的困难。蜂巢能源在业内是率先量产交付具备“高能+快充“的可靠的电池生产企业。
据蜂巢能源董事长杨红新介绍，蜂巢第三代短刀飞叠生产线磷酸铁锂短刀电芯。该电芯单位体积内的包含的能量高达188Wh/kg，目前市场主流磷酸铁锂电池单位体积内的包含的能量在140Wh/kg－160Wh/kg之间。电芯兼顾2.2C的快充性能，峰值可超过3C，将充电时间缩短至15分钟，达到了“高能量密度+快充”的完美结合，同时循环寿命≥3500次，相较第一代短刀电池提升25%。
在安全性方面，采用热复合技术的第二代短刀电池通过紧密束缚正负极及隔膜，即使在电芯内部微短路的情况下也能避免隔膜的严重收缩。
针刺测试结果为，电芯无冒烟或起火现象，表面最高温度未超过30℃，安全性显著提高。
140Ah的L600短刀电芯目前广泛出口应用于DS、欧宝、标志等车企的EV车型上。
盐城基地部署了逾20台自主研制的第三代飞叠设备，服务于四条电芯生产线。第三代飞叠设备生产效率从最初的每片0.6s到第二代的0.45s，再到现在的0.125s/pcs，效率是传统Z叠方法的八倍。该产线集聚了蜂巢能源在工艺优化创新、设备开发、智能化集成等多个领域的创新成果。
下料区域配备了全套智能化设备，整个生产的全部过程采用全自动粉料系统，其下料精度可控制在±1‰。
匀浆区域共有16台匀浆设备，这些设备的匀浆罐容量达到2300L，采用大容量双行星搅拌加高速分散工艺，将匀浆时间缩短了40%。
在涂布设备应用上，蜂巢能源短刀电池正极涂幅宽度达到1120mm，是目前全球单体宽幅涂布宽幅最宽的电极之一，代表着行业最领先水平。
辊分一体机通过辊压、预分切、自动收房卷等步骤，将涂布后的电池极片卷料精准压到所需厚度后，再将其切割成符合规定标准宽度的多条极片，完成放卷、压后分切以及分切后多条极片的自动收卷。
极卷运送过程采用AGV自动上下料，大幅度的提升了工作效率，降低了成本，减少人员与极卷接触，减少人工运输可能出现的异物以及磕碰导致品质受损，保证极卷高品质传送至每个环节。
为了保障电芯安全性与一致性，每台飞叠设备都配备了检测设备，利用CCD技术和激光测厚仪，能够将厚度控制精度提高到1.5微米。一台飞叠设备合计有66台CCD相机，共250项检测，其中：负极瑕疵13项(4台CCD)、负极热切9项(2台CCD)、负极尺寸36项(4台CCD)、隔膜瑕疵7项(2台CCD)、负极预定位50项(16台CCD)、叠片台纠偏检测51项(16台CCD)、正极瑕疵14项(2台CCD)、正极尺寸20项(4台CCD)、正极预定位50项(16台CCD)，确保100%检测极片尺寸的准确性，从而将良品率提升至99.9%，在国内的检测精度方面居于领先地位。
在飞叠最关键的叠片工位，第三代飞叠设备可通过8个机器手一次性抓取到叠片工位，和另外一侧的正极片叠到一起，实现了一次可以生产8个极组、8颗电芯，使电芯的制造从一颗一颗，变成了一批一批，除了效率更加高，生产一致性也更好。值得一提的是，在生产的全部过程中，极组全部实现在线做短路测试，如果有短路不良可直接剔除。
在产品检验测试方面，采用的HI-POT在线监测能够准确检测到每个极组段路的问题，每个极组上的二维码使得产品能全程追溯至具体批次，从而加强了对同一批次产品的监控，确保不良品的全面检测和剔除，保障了产品的安全性。
由于所有产线的操作都是同步进行的，所以从一开始生产效率就已经明显提高。例如，正负极的操作同步进行，并且全程使用一体化设备，确保能够及时交付大量订单。
通过高度集成度化、精简工艺，蜂巢能源成功将制造工艺环节降低18%，移动转移次数降低22%，质量失效点数量降低18%，实现全流程缺陷100%检测。这些改进不仅明显提升了生产良品率，还在空间使用上实现了45%的节省，有效地响应了减少相关成本、提高效率的战略。
此外，创新的压刀结构和叠片预定位等技术，都旨在精确控制对齐精度，防止电芯错位的风险。
1， 在相同电芯尺寸下，采用薄电极需要更加多的叠片层数，传统的叠片技术生产效率较低，而飞叠工艺明显提升了叠片效率，更适合薄电极快充设计；
2， 内阻是实现快充的主要的因素，内阻越低，快充性能越好。飞叠技术采用多极耳并联结构，相比卷绕电芯内阻降低7%，同工况下快充温升下降2-3℃，有效提升了快充性能；
3，飞叠工艺使极片更平整，相比卷绕两侧受力及散热一致性更好，有利于提升电芯单位体积内的包含的能量、循环寿命、安全性及快充能力；
4，飞叠工艺特有的隔膜封边技术可增加2%电解液储液空间，快充电芯电解液消耗快，增加储液空间有助于快充电芯实现长循环寿命。
面对欧洲电动化进程中对高品质动力电池需求的急剧攀升，欧洲本土供应商却频频遭遇技术与产能瓶颈，无法按时满足宝马等车企的供应需求。
在蜂巢能源盐城基地的实地考察中，我深刻体会到以中国供应商蜂巢能源为代表的企业所展现出的多重优势，这些优势不仅体现在技术与产能、产业链整合以及市场响应速度上，还深刻烙印在中国工业门类齐全与工程师红利等更广泛的层面上：
1、技术与产能优势：蜂巢能源有着先进的短刀飞叠技术，这项技术不仅提高了生产效率，还保证了电池的高品质。盐城基地作为蜂巢能源全球首个飞叠3.0量产应用基地，已经实现了大规模量产，其生产效率和产品质量均处于行业领头羊。公司具备强大的产能基础，能够很好的满足欧洲市场日渐增长的动力电池需求。采用智能制造模式和严格的质量控制体系，确保每一块电池都能达到高标准要求。
2、产业链整合能力：蜂巢能源能够熟练应用中国完善的动力电池上下游产业链，从原材料供应到电池制造再到回收处理，形成了闭环的产业链体系。这种整合能力使得蜂巢能源在成本控制、供应链稳定性和产品创造新兴事物的能力方面具备显著优势。
3、市场响应速度与灵活性：面对快速变化的市场需求，蜂巢能源能快速调整生产计划，灵活应对客户的紧急需求。这种高度的市场适应性和灵活性，使得蜂巢能源在欧洲市场中能够迅速抢占先机，赢得客户的信赖和支持。
4、中国工业门类齐全：中国作为全球制造业大国，工业门类齐全，为动力电池产业的发展提供了坚实的基础。从原材料加工到高端制造，中国工业体系的完整性和协同性为动力电池产业提供了全方位的支持和保障。蜂巢能源作为中国动力电池产业的佼佼者，充分受益于这一优势，能够在全球市场中保持领先地位。
5、工程师红利：中国拥有丰富的工程师资源，为动力电池产业的创新发展提供了强大的人才支撑。蜂巢能源拥有一支2500人高素质的开发团队，他们凭借深厚的专业相关知识和丰富的实践经验，不断推动动力电池技术的突破和创新。工程师红利不仅降低了企业的研发成本，还提高了企业的创新能力和核心竞争力。
在蜂巢能源盐城基地的探厂之旅结束时，这家企业在企业经营上的开放、创新思维，在动力电池领域的技术实力、生产效率、质量控制以及市场响应能力都给我留下了深刻的印象。
期待蜂巢能源在未来的发展中再创辉煌，为全球客户提供更优质、可靠的动力、储能电池产品。
(本文作者顾国洪，现任江苏大学新能源汽车专精特新产业学院副院长，中国汽车工程学会汽车经济发展分会副主任委员。)
