蜂巢能源：储能向“大”而生，刀片横向切入市场

2024-09-19 09:25:59 来源：北极星储能网

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简介：随着全球能源转型的深入推进，储能技术在新能源领域的地位日益凸显。然而，上一代电芯的性能、成本濒临极限，下一代“大容量”趋势下、研发制造将受瓶颈制约，企业弯道超车机会悄悄来临。在这个关键时刻，储能行业的洗牌迹象已经日益明显。

随着全球能源转型的深入推进，储能技术在新能源领域的地位日益凸显。然而，上一代电芯的性能、成本濒临极限，下一代“大容量”趋势下、研发制造将受瓶颈制约，企业弯道超车机会悄悄来临。在这个关键时刻，储能行业的洗牌迹象已经日益明显。

在过去几年中，储能行业一直处于快速发展期。然而，随着技术的不断进步和市场的逐渐饱和，这个行业也开始出现了一些明显的洗牌迹象。其中最明显的一个特征就是各大厂商之间的竞争越来越激烈，而这种竞争往往会导致一些小型或技术不够成熟的企业被淘汰出局。

01 储能向“大”而生，刀片横向切入市场

在全球新能源浪潮之下，储能装机量和技术都在迈入新平台，储能企业也就此迈入技术、研发实力全面比拼新阶段。

随着众多采用5MWh储能系统的项目成功投运，储能行业已经步入了300+Ah电芯后时代。为了进一步降低成本，电芯市场的竞争愈加激烈，多家企业推出了500+Ah以上、甚至700+Ah的储能大电芯。

在储能电芯向“大”而生的道路上，电池安全风险正在加大。也许，这也正是电池领域全面洗牌的起点。

以当前储能电池标准化产品来说，同样的尺寸下，314Ah的温度比280Ah电芯温升更加明显，这意味着电芯热失控的风险加大。而在目前的生产技术下，大容量必然意味着尺寸也做越大，那么电芯中心点的温度将会更高、热管理更难以控制。

“储能未来最需要的，是更安全的、性能更高的电芯，未来市场空间更大的电芯。”其中更高的性能，就是需要符合当前高能量密度、长寿命等需求，蜂巢能源杨红新表示。

为了满足行业降本，蜂巢能源也在探索如何在20尺集装箱储能系统实现更高能量密度。为此，在2021年进入储能市场之时，蜂巢能源就选择了500mm长度、215mm高的最佳尺寸，定向开发了刀片形状储能专用电芯，开辟了非标电池产品路线。

采用这种短刀电池所打造的储能系统，不仅可以省去Pack结构零部件、降低用料成本，也推动了整体项目占地面积和初始投资成本的下降。

而短刀电池不仅是外观的改变，其制造工艺也需要随之发生变革。为此，蜂巢能源以其独创的热复合飞叠技术，找到了储能电芯的发展方向。

02 从需求端定义储能方向

“储能大电芯的未来，一定是叠片技术;而叠片的未来，一定是热复合飞叠技术。”

作为一款非标产品，若要真正实现量产应用，往往要比常规标准产品付出更多的努力。蜂巢能源通过多年研发，以其全球首创的第三代叠片技术——热复合飞叠技术，实现了大容量长刀储能电池的量产，并成功推动储能电芯研发迭代。

在蜂巢能源的储能电池专属产线——四川成都基地，已经成功孵化了三代储能产品：包括首代325Ah电芯，和当前正在量产交付的350Ah，以及下一代770Ah大电芯。

蜂巢能源杨红新指出，客户端对储能电池的需求无非三点，第一是成本;第二是安全;第三是性能。而蜂巢的储能电芯也是从满足这三个方向定向开发。

首先，同样是300+Ah储能大电芯，蜂巢能源目前已量产的350Ah储能电芯，可以令20尺储能系统箱单箱容量达到6.9MWh，比现在市面广泛应用的5MWh储能系统成本降低5%，占地面积降低28%，为业主带来一次性投资成本和全生命周期成本的降低，因而也赢得海内外客户的订单。这款储能产品除了成功落地上海某大数据中心应用外，也有欧洲亚洲多个国家客户在积极洽谈。尤其在充分市场化竞争的海外储能市场，他们对蜂巢能源的认可，更进一步印证了短刀储能电池的先进性。

其次，储能安全是业内电芯最底层需求，这也正是蜂巢能源短刀电池优势所在。据了解，目前方形电池生产仍以卷绕为主，而卷绕式生产出来的电池边角可能发生褶皱，这些褶皱在反复充放电后会带来析锂、局部高温等现象，继而加大热失控风险。而蜂巢所采用的叠片技术生产短刀电池拥有更好的散热和应力释放效果，因此具有更好的安全性。

再次，若要打开市场量产应用机会，产品性能一定要过硬。储能电站盈利水平要随着储能调用率的提升而增长，若设备没有良好的响应速度、没有更好的循环使用寿命，或转换效率过低，那么储能项目投资收益将大打折扣。

蜂巢能源的短刀电池，可以在系统端实现上下双层液冷设计，对比传统的71173方形设计温度降低8度，温控效果显著，全生命周期的吞吐电量、循环寿命可提升10%。而一旦电芯发生单体热失控，短刀电池的水冷系统可以快速打开至最大容量，迅速带走热量、避免发生热扩散影响其他电芯，把热失控的危险控制在一颗电芯内。

顺应大容量趋势，蜂巢能源已研发出最新款770Ah超大容量储能电芯，预计将在明年二季度末左右量产。而这一电芯在容量变大之外，厚度将是350Ah电芯的两倍，生产制造难度也进一步提升。

03 制造端定义储能智能制造，热复合飞叠或成主流

“开发出领先的产品只是第一步，成功的把产品制造出来才是更重要的。”杨红新表示。

在短刀电池研发之初，业内并没有飞叠技术经验可以借鉴，彼时蜂巢能源的刀片电池面临着制造效率、制造成本一系列的挑战。

在蜂巢能源看来，传统的卷绕是不可取的，它的温度控制能力受限、会给电芯本体带来安全隐患;而且随着电芯尺寸变大，很多生产设备台面无法匹配，即使是传统飞叠技术，也会被生产效率所困。

而为了满足350Ah储能电芯的特殊使用环境，蜂巢能源自主开发了一系列设备，并搭配AI人工智能检测技术，将产线自动化率提升到95%以上，推动了热复合叠片技术走向成熟。

据了解，此前的Z字飞叠技术可能需要3到4台设备才能够完成生产，而蜂巢能源以“四合一”的高度集成，将几台设备功能整合到一台设备中，正极、负极和隔膜一次性完全切片堆叠，显著提高了叠片效率和产品质量，也降低了检测等设备配置成本。

另外，蜂巢能源采用的电芯的直焊制造工艺，省掉了很多的连接片、结构更加简单，令生产制造也更加容易，每片飞叠速度在0.2到0.25秒左右。而且热复合叠片机采用单方向输送，其速度和张力更加稳定，应力释放效果更好，也意味着电芯内部更稳定。

热复合叠片经过5分钟左右热压后，通过热切给隔膜热封边、无需侧边贴胶，令隔膜有更好的表面平整度、更好的粘接性能、更好的可靠性，也进一步降低了产品的制造成本。

此外，为了保障储能产品将来的高可靠性长寿命，蜂巢能源在每条产线配置832台CCD摄像机和Hi-pot在线检测装置，搭配先进的应用AI算法的视觉检测技术，以超过1200个质量控制点，可将定位精度和纠偏精度可分别控制在±0.3㎜、±0.2㎜以内，实时监测识别和剔除不良品，解决电芯隔膜褶皱、对齐度不良等制造痛点，实现了生产过程100%缺陷不良检测。