動力電池規格標準化趨勢正日益清晰。
作為大圓柱電池的擁躉,寶馬集團與特斯拉都堅定看好大圓柱(以直徑46mm為主)電池在電動汽車領域的應用前景。
為此,2022年,寶馬集團分別與億緯鋰能、寧德時代、遠景動力等全球頭部電池企業簽訂了數十甚至上百GWh的大圓柱電池長期訂單。這些電池以46mm直徑為基礎,主要有4695和46120兩種規格尺寸。
寶馬押注大圓柱電池,主要是其技術團隊經過反復驗證和測算,認為全新的圓柱電池續航里程、充電速度、制造成本、兼容性和安全方面都有明顯優勢,是未來潛在主流動力電池技術路線之一。
然而,這并非說明寶馬集團不再看好別的電池技術路線,尤其是當前占據裝機主力的方形電池,寶馬依然看好,但“它需要一個好的、標準化的尺寸”來滿足純電動汽車平臺數百萬輛乃至千萬輛級別的汽車配套需求,這就需要方形電池要有獨特的爆款“大單品”。
近日,國內一家新媒體的一則消息,似乎表明寶馬集團在方形電池標準化產品方面,找到了自己的答案。
據報道,德國寶馬集團年初對外招標的約160GWh電池訂單于近日浮出水面。其中,蜂巢能源已經獲得寶馬歐洲區近90GWh的產能訂單,中國市場近70GWh訂單的產品將由寧德時代和億緯鋰能提供。
該報道稱,蜂巢能源初期將為寶馬規劃兩條電芯產線,以及配套的模組與PACK產線,“所供給的電芯類型是蜂巢能源主打的大單品——短刀電芯。”
報道還稱,短刀電芯將采取CTP的方式直接應用到寶馬新一代平臺的純電車型上。
對此,蜂巢能源向電池中國表示,公司的確獲得了歐洲某OEM廠商的大額訂單,但是由于保密協議的約定,無法透露和證實相關的信息。
作為全球主流車企,寶馬集團與大眾汽車一樣,在轉型電動化上一直在尋找“標準化”的電池,希望通過標準化電芯滿足本公司各電動車型平臺,從而降低研發成本,快速推出高性能車型,滿足數以千萬輛的整車制造規模。
2021年3月,在大眾汽車首屆Power day上,大眾汽車就宣布將推出“標準電芯”,以支撐其電動化戰略。隨后,國軒高科、Northvolt等幾家企業獲得其標準電芯定點。
知情人士透露,參與寶馬集團160GWh電池訂單競爭的企業,包括多家以方形電池見長的頭部電池企業,但上述報道表明,最終寶馬集團將90GWh電池訂單,給予了以短刀電芯見長的蜂巢能源(未經企業證實)。這或將意味著寶馬集團在方形電芯標準化上,找到了其認為的最優解。
01
方形電池“短刀化”趨勢明顯
據電池中國了解,短刀電池是指方形電池尺寸長度在300-600mm區間的長薄化電芯。該電芯主要采用疊片工藝,在能量密度、安全性、循環壽命、成本等方面都具有優勢。
短刀電池最早由蜂巢能源提出。早在2019年4月的上海國際車展上,蜂巢能源就在業內首次亮相展示了內部代號為“L600”的短刀片磷酸鐵鋰電芯,L代表Long cell(電芯長度),600代表600mm左右的長度。
據業內人士介紹,長薄結構的電芯散熱性能明顯提高,且本身可以作為結構件,疊加無模組技術,可以做到安全性更好、成本更低、體積能量密度更高,因此逐漸發展成為動力電池電芯形態的主流發展方向之一。
另外,短刀電池的一大特點就是標準化,可以滿足不同平臺車型使用。據蜂巢能源介紹,其推出的短刀電池,可以覆蓋A0級-D級車型,滿足乘用車、商用車、儲能和船舶等多場景應用需求。蜂巢能源在2021年就宣布,旗下電池產品未來將全域短刀化。
事實上,發展到今天,從產品布局和技術路線選擇上來看,長薄化的短刀電池目前已經成為多家電池企業的主流選擇。今年以來,包括億緯鋰能、國軒高科、瑞浦蘭鈞、欣旺達、中創新航等多家主流電池企業,均已經布局基于疊片+長薄化的短刀電池。
例如,今年5月,國軒高科發布了L600啟晨電芯及電池包,采用了磷酸錳鐵鋰技術路線。據了解,該電芯尺寸約為600mm,采用了疊片工藝。據悉,國軒高科將L600啟晨電芯作為新一代主流產品推向市場。今年上半年,瑞浦蘭鈞發布了獨立開發的CB500長電芯(長度約為500mm),具備長續航、長循環、高安全的特點。
在國內市場,包括長城、吉利等主流車企已經開始在新車型中陸續導入短刀電池。
如果說由特斯拉提出的46系列大圓柱電池標準,還是由國外提出和引領。那么在國際市場,此次寶馬集團將90GWh方形電池訂單給了蜂巢能源的短刀電池(未經企業證實),或將標志著由中國企業自主研發設計的“標準電芯”開始走向海外市場,獲得國際車企認可,這也將是另一層面的中國標準引領世界。
02
蜂巢能源已布局上百項短刀專利
盡管蜂巢能源2018年才成立,但彼時蜂巢能源就前瞻性地意識到,電芯結構的長薄化將是動力電池演化的趨勢,這也正是蜂巢能源在成立伊始,就將長薄化的“短刀電池”作為重要研發方向的原因之一。
據蜂巢能源技術人員介紹,短刀電池通過尺寸優化設計,長度增加、厚度減薄,在散熱、膨脹、能量密度上更具優勢,且其本身還可以作為結構件,可以增強電池系統結構強度,“同時從規模化制造的角度看,短刀電池不僅在兼容性、適配性方面表現出眾,且在良率提升和大規模工業化量產方面優勢明顯。”
基于標準化,電芯即可大規模制造,這無疑對電池制造降本、整車開發降本具有極大空間,這也是特斯拉、大眾、寶馬等主流車企一直致力敲定標準電芯的重要原因。
短刀電池在能量密度、循環壽命、安全、散熱、結構強度等方面的優勢也深受車企青睞。國家工業和信息化部公布的數據顯示,自今年6月以來,蜂巢能源短刀電池配套的新增車型已經超過20款。
國內外車企訂單的紛至沓來,一方面增強了蜂巢能源在短刀領域的信心,另一方面也對其產能提出了更高要求。據了解,目前蜂巢能源已經在鹽城、常州、上饒、遂寧、成都,以及德國等基地大規模布局短刀電池產能。
基于自主創新,蜂巢能源也已經廣泛布局了短刀電池相關專利,截至目前其申請專利總量超過100項。
作為動力電池領域的新勢力,蜂巢能源能在誕生之初就洞察方形電池技術發展方向,一方面是其脫胎于整車企業,有著整車“基因”,深諳整車電動化痛點;另一方面也與其作為后來者,極為重視研發投入,希望通過技術路線挑戰頭部企業有著重要關系。
據悉,在2020年至2022年間,蜂巢能源研發費用金額累計超22億元,占其營業總收入的比例達到13.90%。資料顯示,其三年間的研發投入分別為3.8億元、7.2億元及11.4億元。持續高額的研發投入,讓蜂巢能源能更有機會把握電池技術迭代方向,同時也不斷強化了其自身在短刀電池領域的技術、產品優勢,這或許是其在一眾國際電池巨頭激烈角逐下,能夠拿下寶馬集團90GWh動力電池訂單的主要原因。
03
寶馬也將使用磷酸鐵鋰電池?
據電池中國了解,截至目前,特斯拉、大眾、福特、通用、戴姆勒、現代等國際車企,也已經或即將在電動車型中導入磷酸鐵鋰技術,主流車企中唯有寶馬目前沒有公布過相關消息。
磷酸鐵鋰因為其極具競爭力的經濟性和優異的安全性,目前已成為多家國際車企的重要選擇。
對于寶馬集團來說,要參與全球市場競爭,在電池領域降本也是必然選擇。
據了解,目前蜂巢能源短刀電池主要以磷酸鐵鋰電池材料體系為主,如果寶馬集團90GWh訂單敲定了蜂巢能源短刀電池的消息屬實,則意味著寶馬集團將在未來電池體系中,導入磷酸鐵鋰短刀電池,表明寶馬集團也在通過對電池材料選擇、制造工藝改進(短刀采用飛疊制造,效率大幅提升)等手段降本,全面參與全球電動汽車市場競爭。