新能源汽车市场长期以来,宁德时代催生了比亚迪电池寡头,破坏了沃特曼创造的虚假繁荣。 整个动力电池市场有点浮躁,安静冷静。
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不同时期的背景塑造了不同人物的性格,这也适用于公司。 选择在现时期进入动力电池市场的公司应该理解,新能源车企不再像十年前那样无知,只会对动力电池的性能要求和评价更严格。
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团队创立6年,公司创立3年,蜂巢,一直在思考未来5年,动力电池会变成什么样子,需要开发什么样的产品,如何布局才能在这个市场上生存下去。
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选择独立时,蜂巢传了答案。
以8系ncm为核心,承担过去和未来
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“ 我从1998年开始生产锂电池。 从这一时刻开始到现在的20年间,材料更换、体系变革都是按照大众化APP的目标进行的。 根据这个目标,是价格、能源密度的问题。 “”这是蜂巢能源副社长兼cto饶忠儒通过二十年的电池工作经验考虑的。
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钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂三人系表示,一次电池首先成为锂离子电池商业化的正极材料。 但是,钴库存有限,镍的热稳定性差,锰难以控制。 因为这个研究者考虑混合不同的材料。 镍氧电池、镍钴酸锂电池等二元电池系统是在这一前提下开发的。
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多元材料的掺杂没有以二元结束。 为了创造更稳定的结构,实现良好的热稳定性,更长的采用寿命,锂离子电池正在走向三元体系。 三元分为两部分,分别为nca、ncm。
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最早期的ncm111,可以比较有效地使分解温度上升到240度以上,基本上安全系数比以前流传的钴酸锂要高。 1:1:1,前体中镍钴锰材料构筑结构的比例可以表达为“完美”,但从另一个角度解读,也是“中庸”的代名词。 ncm111补足二元系后,市场对高比能电池的诉求逐渐被编码,“主容量”的镍含量增多。
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ncm从442、523、622到现在的811系三元电池,镍含量多,高镍电池成为趋势。 但是,锰元素的含量减少,越来越多的镍难以稳定。 高镍电池表现出热稳定性差、循环性能差的痛点。
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nca三元正极材料为镍、钴、铝。 铝和锰在三元体系中起着相同的作用,但这种nca正极材料在制备工艺上有障碍,所以铝不易沉淀。 nca中的镍钴铝常见配比为8:1.5:0.5,铝含量非常少。
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nca与ncm811、ncm90相似,镍含量的高度越来越接近二元材料。 仿佛三元电池和二元电池陷入了奇怪的圈子。 电池厂自然不会进入这个怪圈。
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以日本、韩国电池制造商为首的研究小组,将ncm和nca组合,即铝混合到原始ncm电池的正极材料中,开发了ncma四元电池,提高了结构的稳定性。
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到目前为止,从高能量密度和价格的角度来看,镍含量提高,钴含量降低,锂离子电池从1元、2元、3元迅速发展为4元电池,实现了无钴化。
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二三十年来,高镍三元、四元电池、无钴电池基本上是锂电池快速发展历史所展现出的一个可见的终极处理方案。 基于此,开拓市场道路的蜂巢直接将重心放在ncm811上,选择了ncma和无钴材料电池。
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蜂巢能源总经理杨红新表示:“我们认为,未来的竞争将是包括或不包括钴,集中在热稳定性和寿命上。 NMA在8系的安全性和稳定性,即寿命、热稳定性是非常好的材料。 "/h/"
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蜂巢能源常州工厂完全按照三元811锂电池的生产制造标准建设,与622、523三元锂电池的生产兼容。 8系三元电池连接了ncm622和ncma,成为了现在和未来的桥梁。
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据饶忠儒介绍,金坛工厂一期生产两种vda ncm622和一种vda ncm811。 适用于phev的51ah和104ah ncm622单元于11月在金坛工厂开始生产。 另外,ncm811的两种型号126ah和运营版86ah分别于11月和12月生产。
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较大的单元,利用ctp技术提高能量密度
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蜂巢开发的电池不仅是金坛第一期工厂生产的四个型号,而且是92 Ahn cm 811 (厚度为vda的1.5倍)、117ahNCM811 ) 590的1.5倍厚)、156ahNCM811 ) 590的2倍
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种类的电池模型显示,蜂巢将选择最受关注的ncm811电池和下一个电池形态。 小区的新形态长、厚、宽、快发展。 模块的新形态是大型模块或无模块,即宁德时代,蜂巢中提到的ctp。
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单元和模块的形态改变之前,蜂巢向主体工厂提供的355个模块和单元。 因此,2019年和2019年阶段蜂巢金坛工厂开工生产的重点在于vda标准单元和模块。
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大单元、大模块容易组装,也有助于提高能量密度。 大小区的核心需求是提高能量密度,是简化模块的基础。 但是,大电池存在膨胀引起的内部应变和散热性能恶化这两大问题。
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在没有大型模块或模块的ctp中,取消模块是最优先的。 模块的存在理由有两个,一是电池难以匹配,电池容量、电压分布宽,二是电池单元尺寸小,串并联多。 如果没有模块,单元之间会相互影响,电池组容易受到不良单元缺损的影响。 但是,模块事实上会导致电池组的体积变化、重量增加。 这家汽车制造商和电池制造商提出了ctp的创意,因此从单元和模块两个层面进行简化。
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三元大电池和固体电池
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综合考虑大单元和大模块的优势和劣势,认为蜂巢层压更适合作为单元的制造技术。 这是蜂巢的方形单元区别于其他方形单元的地方。
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饶宗儒认为,将层压技术引入蜂巢主要基于四个考虑因素:膨胀率、散热能力、大电池量产化、未来固体电池。
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第一,膨胀率与电池的稳定性和寿命有关。 充电后会膨胀收缩,给内部带来很大的压力。 卷绕的角度位置会受到压力的影响,在一定程度上可能会导致单元故障。 另一方面,层压本身一张一张重叠,没有内外压力的差异。 更低的变形和膨胀,使叠层电池更稳定、可靠。
第二,散热能力。 层压芯为多极耳式,数量是缠绕的两倍。 两倍的意思是散热速度是卷取的两倍。 叠层电池可以大幅降低内阻,降低充放电循环产生的热量。
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第三,大单元的量产化。 小区有持续变大的趋势。 单元越大,卷取时越容易产生褶皱,影响涂布的质量。 因此,虽然卷绕500mm长的单元不容易量产化,但层压是其特征。
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饶毅说:“使用层压技术还是卷取技术取决于电池设计。 无论单元大小如何,层压速度几乎不变。 收卷速度取决于卷轴,单元越大,收卷速度越慢。 这基本上是因为单元越大,层压技术越有利。 制造vda和meb单元时,层压速度为0.3s/pcs,超过卷绕效率。 制作500mm的长单元时,0.6s/pcs的层压效率与卷取效率相似。 从vda到meb这个尺寸来看,现在卷取还是有特点的,但是到了更大的单元后,卷取的特点越来越不明显,层压的特点反而越来越明显。 "/h/"
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第四,动力电池的快速发展方向之一是固体电池。 硫化物、氧化物等无机电解质脆弱,只能用堆积的方法。 卷绕后电解质膜容易断裂。 根据这一趋势,蜂巢直接使用层压技术,将来切换到固体电池线路后,其电池厂无需大幅变动。
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饶忠儒称,宁德时代,lg、三星将在2025年前转用层压技术。
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重视整车生产车规级电池标准
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动力电池10年来发生的一些变化不仅仅是技术路线,工艺改革的创新也带动了设备和标准的悄然更迭。
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这个时期,国内的主机工厂缺乏电池开发和生产的knowhow,在电池工厂面前没有什么发言权。 除了比亚迪自主销售外,其他主机厂似乎都在为电池厂打工。 他们没有从整车的角度提出对电池和包的要求,而是采用现有的电池方案进行整车的开发。
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宝马、大众等主机制造商是电池计划的制定者。 众所周知,宁德时代的创始团队来自电池公司atl,吸收、消化宝马的电池技术后成为动力电池公司,技术完成后向国内的主机厂或电池厂输送电池或人才。 由此,以宁德时代为代表的电池制造商点燃了vda电池标准。
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宁德时代的创业者开始完美地展示电池制造商向动力电池制造商转型的经过。 电池计划来自宝马的主机制造商,去国内的主机制造商。
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在这个阶段,电池工厂正在寻求适应整车的方案。 但是,此时新能源整车的开发也处于探索阶段,许多电动汽车正在改造自燃油车。 因此,在动力电池的应用中,电池单元的匹配性、可靠性难以保证等问题经常发生(在环境控制、毛刺控制、金属异物检测、电池的自放电水平检测等过程中可能会发生问题)。
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锂电池本身是从成本较高的电池市场转过来的,电池厂采用的许多设备、规格、标准都基于成本较高的电池参数。 另一方面,车用电池的单体容量、串并联数量比以前传来的电池有了很大的提高,另外,多应用于车辆,复杂的情况和恶劣的环境相结合,对电池的安全系数和匹配性的要求更高,其严格程度比以前传来的电池提高了百倍以上 因此,为了满足车辆采用的安全要求,有必要制定新的电池制造标准和工艺标准。
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饶忠儒说:“车的规级和以前流传下来的电池的本质区别是容错率。 车规级动力电池制造厂的缺陷率必须提高到6sigma(3.4ppm )。 "/h/"
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“我们不是第一次建立汽车管制水平的电池工厂了。 三星sdi提出了从10万级清洁级到现在的1万级清洁级,宁德时代也抛弃了原有的电池去毛刺标准。 从电池级标准到汽车标准级标准,这是一个渐进的演变。 但是,没有公司提出车的规格级别的电池工厂的概念。 我们做的是提倡整个过程的标准化、严密化,包括环境控制、毛刺控制、金属异物检测率、电池自放电水平检测率、过程可追溯系统等。 在所有领域中保持一致性达到最高水平是汽车轨距级电池的根本方案。 “
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这也是万里长城的魏建军会长打算介入动力电池产业的理由。 国内新能源汽车近几年来,相继受到一些挫折,发生了起火事故。 蜂巢的建立是“从整车应用侧推进供应链升级”。
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将 能力引入过程控制,也是蜂巢考虑车管制水平的方法。 ai对质检智能化起着最重要的作用,利用ai智能寻找最佳参数,维持超前报警,降低故障率,提高设备运转率。 例如,在检测金属粒子时,可以利用ai视觉,与数据库结合,通过特征曲线加强识别能力; 定位工艺的所有参数,找出原因,迅速制定优化措施。
ai在时间和应用中积累数据。 数据越丰富、越完整,系统就越可靠。 这才是ai工厂最大的利润。 指导后来的工程师、其他地区建设的工厂,减少试错的时间,加快调试和生产的步伐。 成长过程中犯下的错误、付出的价格、积累的经验都会变成财产。 体量足够大的时候,它会成为蜂巢降本的大利器吧。
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蜂巢对长城不仅仅是电池供应商,它拥有丰富的长城电池knowhow,掌握了开发和制造电池技术的经验,取得了长期的快速发展。
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时代的记者在饶舌采访期间,他对魏建军的评价吸引了记者。 “他是制造产业的人,不是做生意的人”。 为此,蜂巢将在正极材料、电芯、bms、pack的整个产业进行纵深布局,与保定研发中心共同探测最先进、最深的动力电池。
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电池厂的竞争力在于上游材料的配置、技术的管理、产品的质量以及未来的预测。 蜂巢入局,引发了动力电池优质、新形态的竞争。 (这篇报道的转载来源是纽约时代(
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标题:“蜂巢能源开启动力电池2.0竞争时代”
地址:http://www.0317jhgd.com//dfqcxw/5109.html