全球首部疊片工藝白皮書在保定發(fā)布刷新車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)過十多年的快速發(fā)展，目前動力鋰電池走到了十字路口。一方面，新能源汽車對動力鋰電池的需求相當(dāng)巨大；另一方面，動力鋰電池面臨著補(bǔ)貼退坡、“白名單”取消、安全事故頻發(fā)等一系列挑戰(zhàn)，動力電池產(chǎn)業(yè)鏈急需形成更加緊密的合作。

7月10日，主題為“突破?變革電動汽車發(fā)展安全之道”的“首屆中國國際電動汽車安全技術(shù)創(chuàng)新大會”在河北保定召開。

會上，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍、中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教、真鋰研究創(chuàng)始人墨柯、長城汽車副總裁兼蜂巢集團(tuán)董事長唐海鋒、蜂巢能源總經(jīng)理?xiàng)罴t新、副總經(jīng)理饒忠儒、工藝設(shè)備總監(jiān)金正賢等共同發(fā)布了《中國車規(guī)級動力高速疊片電池發(fā)展白皮書》。這是全球首部疊片電池應(yīng)用白皮書，全面梳理了動力電池的發(fā)展歷程和技術(shù)特征，為車規(guī)級動力電池指明了未來發(fā)展的安全之道，有助于推動新一輪動力電池工藝技術(shù)革新。

據(jù)悉，本屆大會由中國汽車工業(yè)協(xié)會（CAAM）、國際自動機(jī)工程師學(xué)會（SAE International）主辦，蜂巢能源科技有限公司、長城汽車股份有限公司承辦。來自中科院、中國工程院、美國國家實(shí)驗(yàn)室、清華大學(xué)、韓國成均館大學(xué)以及近百家國際/國內(nèi)知名主機(jī)廠、零部件供應(yīng)商、電池及系統(tǒng)知名企業(yè)的行業(yè)專家以及新華社、中新社、網(wǎng)易、搜狐等媒體共計(jì)400余人，共同見證這一歷史性的里程碑時(shí)刻。

全球第一部疊片電池應(yīng)用白皮書誕生

我國動力鋰電池的發(fā)展，起步于21世紀(jì)。2008年北京奧運(yùn)會的50輛鋰離子電池大巴，開鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化的先河。

經(jīng)過十多年的快速發(fā)展，目前動力鋰電池走到了十字路口。一方面，新能源汽車對動力鋰電池的需求相當(dāng)巨大；另一方面，動力鋰電池面臨著補(bǔ)貼退坡、“白名單”取消、安全事故頻發(fā)等一系列挑戰(zhàn)，動力電池產(chǎn)業(yè)鏈急需形成更加緊密的合作。

為深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，加快推動鋰電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，動力電池行業(yè)產(chǎn)學(xué)研相關(guān)機(jī)構(gòu)共同推出全球首部疊片電池應(yīng)用白皮書�C�C《中國車規(guī)級動力高速疊片電池發(fā)展白皮書》。

該白皮書全面梳理了全球鋰電池的生產(chǎn)工藝發(fā)展現(xiàn)狀，從鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備發(fā)展、卷繞與疊片的工藝差異及品質(zhì)控制、疊時(shí)代工藝及設(shè)備的發(fā)展路徑、疊時(shí)代電池的性能優(yōu)勢及安全性提升等幾個部分介紹了高速疊片工藝的最新進(jìn)展和未來趨勢。

在當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)背景下，這部白皮書的發(fā)布，一方面通過縱向回顧鋰電池技術(shù)的演進(jìn)，向行業(yè)指明疊時(shí)代是動力電池工藝革新的必由之路；另一方面，通過橫向?qū)Ρ券B片工藝和卷繞工藝的差異，提出了車規(guī)級電池需要滿足的安全、續(xù)航、壽命、尺寸、容量、價(jià)格等條件，從而為電池產(chǎn)業(yè)鏈上的各方制造工藝創(chuàng)新提供了明確的標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)。

在疊片工藝白皮書中，我們讀到了什么？ 

近年來，在動力電池行業(yè)陸續(xù)有儲能白皮書、動力電池白皮書等發(fā)布，這一次的高速疊片工藝白皮書有什么不同，疊片工藝的技術(shù)進(jìn)步如今又走到了哪一步？

在這份《中國車規(guī)級動力高速疊片電池發(fā)展白皮書》中，我們能看到以下幾個不同點(diǎn)。

1、鋰離子電池發(fā)展三階段的劃分

白皮書中花費(fèi)了不小的篇幅，全面梳理了鋰電池從3C級應(yīng)用的1.0時(shí)代、到普通動力應(yīng)用的2.0時(shí)代，再到現(xiàn)在車規(guī)級動力應(yīng)用的3.0時(shí)代，與之相應(yīng)的各階段電芯的形態(tài)變化及主流廠商的制造工藝。

前兩個階段以卷繞工藝為主，在電池3.0時(shí)代，新能源汽車電池包設(shè)計(jì)正在向著長度更長的方向發(fā)展，高度方向則統(tǒng)一在了100mm左右。因此，疊片工藝生產(chǎn)的電芯將得到廣泛應(yīng)用。

2、卷繞與疊片的工藝差異與品質(zhì)控制

方形疊片電池與卷繞電池最大的流程差異在分切工序、模切工序和極組成型三大工序，其他工序的加工方法均相同，最大的差異在于極組成型方式的不同。

首先，卷繞工藝正負(fù)極片是連續(xù)的，疊片工藝正負(fù)極片是片狀；其次，卷繞工藝在檢測到極片上的mark孔時(shí)，在mark孔位置進(jìn)行裁斷，完成一個極組的卷繞，而疊片電芯是按照正負(fù)極片的設(shè)定數(shù)量進(jìn)行疊片，數(shù)量達(dá)到設(shè)定值時(shí)完成一個電芯的疊片；最后，成型的極組在形態(tài)上存在差異，卷繞工藝的極組，在層數(shù)相同的情況下，極耳的數(shù)量比疊片電池多一倍。在品質(zhì)控制方面，疊片電芯的毛刺及粉塵控制要求更高。

3、疊時(shí)代工藝及設(shè)備的發(fā)展及性能優(yōu)勢

白皮書中介紹了目前疊片設(shè)備有三種方向：①高速疊片設(shè)備路線；②切疊一體機(jī)；③熱覆合高速疊片設(shè)備。第一種技術(shù)靈活性與可行性高，正處于開發(fā)階段；第二種由于模切機(jī)與疊片機(jī)效率匹配上還存在差異，目前還未成熟應(yīng)用；第三種因?yàn)闊釓?fù)合疊片工藝專利保護(hù)，限制了行業(yè)內(nèi)的推廣與應(yīng)用。

蜂巢能源采用方形鋁殼疊片工藝，設(shè)備技術(shù)選擇行業(yè)領(lǐng)先的高速疊片路線，并聘請了國內(nèi)外資深疊片設(shè)備與工藝專家，實(shí)現(xiàn)了高速疊片領(lǐng)域的技術(shù)成果。疊時(shí)代電池不僅擁有更高的能量密度和更穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還擁有更高的安全性和更長的循環(huán)壽命。

為安全而來，刷新車規(guī)級動力電池標(biāo)準(zhǔn)

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2019年4月以來，已經(jīng)發(fā)生至少6起新能源汽車著火事件。雖然起火原因各不相同，有的正在充電，有的正在接受維修，有的處于靜置狀態(tài)下發(fā)生自燃……接二連三的事故，既引發(fā)了人們對電動汽車安全性的擔(dān)憂，也對行業(yè)發(fā)展造成了不良影響。

對此，全國政協(xié)副主席、中國科協(xié)主席萬鋼指出：“面對各種新的安全問題疊加，要制定新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)，尤其是要建立全系統(tǒng)的解決方案。同時(shí)，進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量，在動力電池的設(shè)計(jì)、制造、裝配等環(huán)節(jié)提升一致性與可靠性。” 

《中國車規(guī)級動力高速疊片電池發(fā)展白皮書》的發(fā)布，正是針對如何構(gòu)建安全可靠的車規(guī)級動力電池給出了解決方案，提出了從技術(shù)路徑選擇上來確保安全的動力鋰電池標(biāo)準(zhǔn)。從這次白皮書的聯(lián)合發(fā)布中，我們看到了產(chǎn)學(xué)研多方聯(lián)合發(fā)聲呼吁。

此次大會集結(jié)了中汽協(xié)副秘書長許艷華、中汽協(xié)常務(wù)副會長兼秘書長付炳鋒、SAE International代表Billy Xu、中國科學(xué)院院士楊裕生、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍、中國動力電池創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長&中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施充電聯(lián)盟副秘書長王子冬、真鋰研究創(chuàng)始人墨柯、清華大學(xué)安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任盧蘭光教授、中國新能源材料技術(shù)研究院院長王慶生教授等多位行業(yè)專家，共謀全球電動汽車安全品質(zhì)提升。

作為電動汽車核芯部件的動力電池，不僅關(guān)系到主機(jī)廠電動汽車產(chǎn)品的競爭力，更與消費(fèi)者的駕車出行安全息息相關(guān)。對此，中國工程院院士楊裕生在會上強(qiáng)調(diào)：“要用成熟安全的電池，發(fā)展安全節(jié)能減排的電動汽車。”

對于下一代車規(guī)級動力電池，清華大學(xué)安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任盧蘭光直言：“卷繞工藝優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，層間箍緊力可控，但是由于存在曲率半徑，特別是卷芯的內(nèi)部中心曲率半徑小，導(dǎo)致N/P小，充放電受力不均勻，形變不一致，容易析鋰等問題。而疊片工藝正相反，各個部分受力均勻，不易變形。疊片更加適合形變大的電極材料，有利于保證充放電循環(huán)中形變一致，避免析鋰等問題。”

動力電池安全并不只是說說而已，全球首部疊片工藝應(yīng)用白皮書在首屆中國國際電動汽車安全技術(shù)創(chuàng)新大會上發(fā)布，標(biāo)志著我國企業(yè)在動力鋰電池系統(tǒng)解決方案的安全方面走出了第一步，讓世界意識到高速疊片的安全可靠，提升對方形疊片電池的信任，進(jìn)而推動行業(yè)在更加穩(wěn)定的“疊時(shí)代”大步向前。

據(jù)了解，CATL、松下、三星SDI、孚能科技、萬向A123、微宏動力等鋰電池行業(yè)新舊勢力都有在2022年之后導(dǎo)入疊片工藝的計(jì)劃。而動力電池新勢力蜂巢能源已于今年4月10日率先發(fā)布了首款車規(guī)級方形疊片電池，領(lǐng)先全球主流廠商3年進(jìn)入“疊時(shí)代。”