中國儲能網(wǎng)訊：蜂巢能源于2019年4月在上海汽車展上公開展示了長度600mm的短刀電池，并在2021年底發(fā)布“領(lǐng)蜂600”戰(zhàn)略提出2025年產(chǎn)能目標提升至600GWh后，加快短刀電池新品類的商業(yè)化進程，引發(fā)行業(yè)強烈關(guān)注。
“市場并不缺動力電池產(chǎn)能，但缺的是車規(guī)級高品質(zhì)動力電池產(chǎn)能?！狈涑材茉炊麻L兼CEO楊紅新表示，并稱“蜂巢能源將推行電動全域短刀化”。
車規(guī)級的高品質(zhì)短刀電池究竟是如何生產(chǎn)出來的？
2月25日，部分媒體代表應(yīng)邀參觀蜂巢能源金壇工廠，零距離探訪蜂巢能源“短刀”電池的智能制造過程。
高品質(zhì)制造“秘籍”：車規(guī)級標準
據(jù)了解，蜂巢能源在全球規(guī)劃了11個生產(chǎn)基地，金壇園區(qū)為蜂巢能源建設(shè)的首個車規(guī)級動力電池AI超級工廠，共分四期建設(shè)，總產(chǎn)能規(guī)劃為68GWh。目前，一期、二期工廠已經(jīng)正式投產(chǎn)，在二期工廠中建設(shè)了首條“短刀”電池量產(chǎn)線，滿產(chǎn)產(chǎn)能將達到2.5GWh。
蜂巢能源董事、工藝資深總監(jiān)劉小安向來訪媒體介紹，脫胎于整車企業(yè)的蜂巢能源，從成立一開始就對于整車的應(yīng)用場景和標準有更深入的理解，因此在建立金壇工廠時就充分考慮了車規(guī)級應(yīng)用標準，率先建成行業(yè)領(lǐng)先的車規(guī)級AI智能工廠。
蜂巢能源L600短刀電芯
“汽車上使用的零部件都要伴隨整車應(yīng)對各種各樣的路況、環(huán)境、溫度、濕度等等，使用期限在8-10年以上，所以對產(chǎn)品的可靠性都有超高的要求，因此，車規(guī)級也就代表著產(chǎn)品的可靠性”。劉小安表示。
他進一步解釋，車規(guī)級主要是體現(xiàn)在工廠的管控嚴苛程度，蜂巢能源車規(guī)級電池工廠從電池產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的異物管控，到毛刺控制，從AI智能技術(shù)的應(yīng)用，到先進裝配技術(shù)的應(yīng)用和集成化工藝的應(yīng)用，最終目的就是為了保證生產(chǎn)出符合汽車使用的高品質(zhì)電池產(chǎn)品。比如蜂巢能源廠房潔凈度采用萬級潔凈度控制標準，局部實現(xiàn)千級控制，達到芯片級生產(chǎn)的潔凈度標準。濕度控制上，從投料-電芯封口全制程1%濕度管控。
大規(guī)模量產(chǎn)“秘籍”：六大工序針對性創(chuàng)新
動力電池走向大規(guī)模制造過程中，如何在保證產(chǎn)品品質(zhì)的同時提升核心生產(chǎn)工序的效率是行業(yè)面臨的共同挑戰(zhàn)。圍繞于此，蜂巢能源短刀電池工廠通過工序優(yōu)化和工藝創(chuàng)新，不僅實現(xiàn)了電池更為嚴苛的品質(zhì)管控，也大幅提升了生產(chǎn)制造效率。
勻漿、涂布、輥壓、模切、疊片、裝配六大工序是短刀電池的生產(chǎn)過程中的主要環(huán)節(jié)，每一個環(huán)節(jié)的表現(xiàn)都直接決定最終產(chǎn)品的安全和性能發(fā)揮。記者在工廠實地探訪過程中發(fā)現(xiàn)，蜂巢能源圍繞這六大工序做了一系列的獨家創(chuàng)新。
蜂巢能源短刀電池勻漿產(chǎn)線
要實現(xiàn)短刀電池的大規(guī)模量產(chǎn)，首先要確保漿料的大規(guī)模生產(chǎn)。劉小安提到，蜂巢能源在勻漿環(huán)節(jié)采用2300L大容量雙行星攪拌設(shè)備，目前該設(shè)備單體容量行業(yè)領(lǐng)先，適合車用動力電池大規(guī)模生產(chǎn)，每罐漿料生產(chǎn)的電池可配套純電動車約10輛左右，更大的勻漿設(shè)備確保了產(chǎn)品品質(zhì)和大規(guī)模工業(yè)化量產(chǎn)的一致性。
為了提升品質(zhì)管控，蜂巢能源在漿料輸送環(huán)節(jié)比行業(yè)通行標準多加了一道除磁工序，從而使得漿料級磁性異物含量可以做到50ppb以下(磁性異物重量占比十億分之五十)，高出行業(yè)水平50%。
蜂巢能源超寬幅涂布機
短刀電池的長度比普通電芯更長，涂布的寬幅、速度、精度決定了短刀電池極片生產(chǎn)的效率和品質(zhì)，蜂巢能源采用1400mm超寬幅涂布機，一次出兩列，涂布速度高達80m/min，處于行業(yè)領(lǐng)先水平。而且為了保證涂布精度，蜂巢能源在涂布設(shè)備上設(shè)置三套β射線在線面密度檢測系統(tǒng)和2套CCD實時涂寬檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時檢測和控制，并達到自動閉環(huán)管控，涂布面密度可控制在±1.5%以內(nèi)，涂布正反面錯位≤0.5mm。
在輥壓工序，蜂巢能源通過正極熱輥壓，負極雙輥連續(xù)滾軋，正極輥壓速度80m/min，在輥壓機上進行電磁加熱、紅外線在線烘烤、在線激光測厚、廢料邊去除等技術(shù)集成，通過簡化工藝實現(xiàn)更高效率。
在模切工序，最大的挑戰(zhàn)來自于效率和成本，與行業(yè)主流的五金模切不同，蜂巢能源在該環(huán)節(jié)全部應(yīng)用了激光模切，不僅節(jié)省了模具投入和設(shè)備維護的費用，模切效率也得到大幅提升，由原來的30m/min，提升至40-50m/min，效率提升40%。劉小安還透露，下一個短刀產(chǎn)線會采用更加先進的設(shè)備，工藝進一步集成，效率也將大幅提升。
蜂巢能源超高速疊片機
對于采用疊片工藝的電池生產(chǎn)，疊片速度一直是行業(yè)痛點，而蜂巢能源一直引領(lǐng)高速疊片工藝，目前采用的采用雙工位疊片效率高達0.4s/片，已經(jīng)達到業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。同時，已研發(fā)完成的下一代超高速刀片式電芯極組成型設(shè)備，疊片效率可以做到0.125s/片，一舉超越卷繞極組成形效率，引領(lǐng)全球短刀片電芯的生產(chǎn)效率。
蜂巢能源在行業(yè)內(nèi)率先導(dǎo)入磁懸浮物流線
在極組物流運輸環(huán)節(jié)，短刀電芯單極組的重量、長度尺寸是其它極組的1至2倍，因此對疊片至熱壓轉(zhuǎn)運過程中極組對齊度的保證要求更高，傳統(tǒng)的皮帶物流線很難勝任要求，針對此，蜂巢能源在行業(yè)內(nèi)率先導(dǎo)入使用了磁懸浮物流線。相比于傳統(tǒng)皮帶物流線，磁懸浮物流線傳輸效率更高，可以達到皮帶物流線的10倍，同時，磁懸浮運輸車的加減速更加均勻，極組對齊度更易保證。此外，磁懸浮采用潤滑滾動，相比于皮帶線的滑動干摩擦，可以減少異物，且一致性更高，無碰撞問題，異物抑制率提升80%。
蜂巢能源短刀電池裝配環(huán)節(jié)
異物管控和焊接是裝配環(huán)節(jié)的兩大核心。為了保證裝配過程的品質(zhì)，蜂巢能源在電芯整個裝配過程設(shè)置了4次hipot測試，產(chǎn)品異物的檢出能力遠高于行業(yè)2-3次的水平。顆粒物檢測級別由業(yè)內(nèi)200微米提升至50微米水平。而為了解決刀片電芯最難的周邊焊接問題，蜂巢能源采用對縫焊接，正負極同時周邊焊接，提升焊接效率50%以上，同時，采用超高速焊縫自動追蹤焊接工藝，提升焊接良品率10%以上，焊接速度可以達到200mm/s。
為了保證高質(zhì)量高效率的生產(chǎn)，蜂巢能源在現(xiàn)場管控還做了很多的措施，這包括導(dǎo)入極組入殼前少抓取設(shè)計、防止劃傷和過程變形的設(shè)計等，在基于蜂巢能源車規(guī)級AI智能動力電池工廠的各項標準，最終保證了短刀電池的規(guī)?；慨a(chǎn)。
參觀過程中，蜂巢能源的各種創(chuàng)新科技引用令人大呼“太牛了！”
高效率生產(chǎn)“秘籍”：AI智能制造
以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化為核心特征的新一代信息技術(shù)正在與動力電池制造深度融合，在蜂巢能源短刀電池工廠里，AI技術(shù)的應(yīng)用隨處可見。
蜂巢能源短刀電池注液環(huán)節(jié)
參觀隨行的AI技術(shù)相關(guān)負責(zé)人介紹，蜂巢能源已經(jīng)通過AI大數(shù)據(jù)分析進行質(zhì)量智能檢測，實現(xiàn)質(zhì)量檢測的智能化及無人化，利用人工智能將不良品的分類與工藝參數(shù)結(jié)合，自動尋找最佳參數(shù)，節(jié)約開發(fā)時間30%，智能化的設(shè)備健康管理，維護先期預(yù)警可以降低故障率提高設(shè)備稼動率。
蜂巢能源的思路是，通過利用人工智能、先進分析和邊緣/云計算等技術(shù)，對于效率提升、品質(zhì)提升、碳追溯等各個環(huán)節(jié)，都將會起到至關(guān)重要的作用。
面向TWh時代，對于動力電池企業(yè)而言，要實現(xiàn)車規(guī)級高品質(zhì)的動力電池產(chǎn)能和高效高質(zhì)量交付，就需要不斷革新制造工藝、更為嚴苛的把控生產(chǎn)過程，并通過智能化賦能制造。
蜂巢能源短刀電池
作為率先在行業(yè)落地建設(shè)車規(guī)級AI智能動力電池工廠的企業(yè)，蜂巢能源的工廠在設(shè)計之初就在上述各項指標上設(shè)置了遠超國標的嚴苛標準，其關(guān)鍵生產(chǎn)工序進行了一系列工藝技術(shù)創(chuàng)新，大量采用AI智能技術(shù)應(yīng)用，確保了產(chǎn)能的優(yōu)質(zhì)高效和產(chǎn)品的高質(zhì)量。
