深度解读蜂巢能源电池日 动力电池的未来究竟走向何方？
易车原创 现如今在车圈有个有趣的现象，无论是传统车企，还是造车新势力，甚至是作为供应商的科技公司都愿意选取某一个特定的日子来彰显自己的品牌实力或是技术上的重大突破，你像大众举办了Power Day；特斯拉不用说更是愿意搞这些噱头，像什么Battery Day呀，AI Day呀；蔚来的NIO Day那可是车友欢聚的盛会；小鹏前不久也举办了"1024"科技日。似乎某个品牌要搞个xx Day了，预示着即将会有大事发生，虽然这些花里胡哨的“节日”对于一些普通用户来说并不十分吸引眼球，但我们的确可以见证一些新的技术上的重大进展与突破，或是对于一些品牌的粉丝来说，这也是一种不错的欢聚日。我尚且把这种扎堆儿办“Day”的行为当做一种良性的“内卷”好了。
这不就在12月8日，电池领域的一家新兴科技公司--蜂巢能源，以“蜂速·创未来”为主题举办了他们的第二届电池日，这次电池日听下来确实给我不少惊艳之处，发布会上，蜂巢能源发布了面向2025年的领蜂“600”战略及四大支撑战略，宣布公司2025年全球产能规划目标提升至600GWh，同时在产品方面推出系列短刀电池新品类，未来将推行电动全域短刀化。
1、产能
这次电池日最重要的一点就是在产能上的宏伟目标，上面我们提到了，蜂巢能源要在2025年将全球产能提升至600GWh,什么概念？GWh读作亿瓦时，是个电功单位，1GWh=100万千瓦时，也就是100万度电，这么换算一下各位是不是大概了解了这是怎样一个庞大的数量级，因此要想实现这一目标就需要有切实可行的战略作为支撑，为确保产能战略目标实现，蜂巢能源同步提出了品类创新、AI智能制造、蜂链生态伙伴、资本共创等四大支撑战略，分别在产品、智造、供应链、资本四大维度支持领蜂“600”战略目标实施落地。
但为什么是600而不是700或者800？其实也是根据数据测算出来的，有行业机构预测，到2025年，全球交通领域的电动化及电力领域储能对锂电池的总需求量将超过1.8TWh。1TWh=1000GWh,蜂巢能源的目标是要占据全球25%的市场份额，按照75%产能利用率来计算，既1800GWh×0.25/0.75=600GWh,所以也就出现了要挑战600GWh的全球产能目标。
2、产品
产品层面短刀电池是此次电池日的一大重点，是蜂巢能源紧跟行业趋势推出的全新电池品类。像我们熟知的比亚迪的刀片电池，那么短刀就是在刀片长度上短一些，形态上还是十分类似的，未来蜂巢能源将重点布局电动全域短刀化，涵盖从L300-L600的全尺寸短刀电池产品，覆盖从1.6-4C全域充电范围，覆盖从乘用车到储能、商用车、工程机械、非高速电车等全域使用场景，覆盖从无钴、三元到磷酸铁锂全域化学体系。这里的L600就代表刀片长度为600mm，4C就代表充电倍率，简单理解就是用1小时去除以C前面的数字，4C就代表充满电需要1/4小时，0.2C就代表1/0.2=5小时充满电。
与此同时，蜂巢能源还为短刀电池全品类提供包括蜂速4C快充技术、面向未来的800V电池系统，适应800V高压平台的高效热管理技术、冷蜂热阻隔技术等系统性技术及产品创新，保障短刀电池产品的高安全、高性能及制造的高效率。
现如今电池的名字真是五花八门，什么无钴电池、果冻电池、刀片电池、4680电池、CTP电池、CTC电池等等，让普通消费者真是看的云里雾里的，其实这些电池虽然名字起得各式各样，但只要了解了其中的起名逻辑，那么下次再有厂商新出个电池名各位也能猜个八九不离十了。我简单将这些电池的起名逻辑分为三类：
第一种就是按照电池形态来命名，像我们知道的刀片电池，就是因其形状扁平修长，长得像刀片因此这样命名。4680电池就代表了它是个圆柱形电池，46代表底面圆的直径为46mm，80代表圆柱高度为80mm，那么类比4680，各位肯定知道18650和21700是啥意思了吧，最后一个0代表圆柱型，前面4个数字就描述了圆柱的尺寸。
刀片电池第二种是按照电池成组形式来命名的，像CTP电池和CTC电池就是这种命名形式，我们知道动力电池结构一般是电芯（Cell）→模组→电池包，电芯是最小单元，模组是由电芯组成为了提高整个电池系统的安全性，电池包就是一个个模组组成的，但目前模组是否需要成为了一个两难的选择，去掉模组，把电芯直接集成在电池包上，即CTP(Cell to Pack)，这样的好处是减少了模组之间存留的空隙，整个电池包的体积能量密度随之提高。
但没有了模组，对于单体电芯的安全性和可靠性就提出了更高的要求，以前一个电芯出了问题可以通过BMS电池管理系统在局部模组内进行控制以免影响整个电池包，但去掉模组后，一个电芯出了问题可能殃及整个电池，因此之前一般是使用磷酸铁锂这种相对安全性高的电芯。
接下来说到CTC即Cell to Chassis,就是更加激进的形式了，将电芯直接集成到了车辆的底盘上，连电池包都去掉不要了，特斯拉在这一技术上上走到了前面，他们计划将4680电池直接集成在车体结构上，这样省去电池包后车辆重量大幅降低，性能和续航都会得到较大改善。
之前特斯拉已经搞出来了个一体压铸技术，整车零部件数量已经大幅下降了，这要以后CTC也实现了特斯拉真就实现Less is more了呗，当然目前像大众和宁德时代也都有CTC路线的技术探索与尝试。能否真的装车量产还得拭目以待了。
第三种是按照正负极材料或者电解质材料来命名的，我们说的无钴电池说的就是正极材料不再添加钴这个元素，了解电动车的朋友应该知道现在主流就磷酸铁锂和三元锂两种电池，这两种都是说的电极的正极材料。
三元锂到底是哪三元呢，主流是NCM镍钴锰和NCA镍钴铝，现在的趋势是提高镍的比例，降低钴的含量，为什么这么做呢？因为提高镍的比例对于提升电池能量密度有很大帮助，但镍含量过高也有弊端，会降低电池稳定性和循环寿命，钴的作用就是在微观层面抑制镍离子导致的混乱，保障电池的循环寿命，既然钴的作用这么重要为什么还要去钴呢？原因是钴的昂贵性和稀缺性，因此各方都在寻找好的方法来替代钴的作用，蜂巢能源在这方面拥有三项黑科技：
第一项是阳离子掺杂技术，该项技术可以提高材料的上限电压，他们用两种化学键更强大的神秘元素代替钴，在镍锂离子之间构筑起稳固的联系，材料稳定性和能量密度得到显著提升，成本也随之降低；
第二项是单晶技术，该项技术可以改善电池安全性和寿命，电池在极片制作过程中需要经过高强度碾压，传统的多晶高镍三元材料被碾压后颗粒破碎明显，导致正极与电解液反应产生大量气体造成严重的安全问题，同时材料结构也会崩塌，相比之下，单晶就稳定多了，电芯寿命比多晶高镍三元电芯高出70%；
第三项是纳米网络化包覆，该项技术可以改善高压下的材料循环性能，无钴材料合成过程中，科学家在单晶镍锰酸锂表面又包覆一层纳米氧化物，相当于穿上一层薄衣服，由于这件“衣服”的阻隔，减少了正极和电解液的反应。循环寿命大幅提高。
当然说回命名上，果冻电池是一种应用了新型果冻状电解质的锂电池，具有高电导、自愈合、阻燃等特点，可以实现电池电性能与安全性能的兼得，在几乎不降低电性能的同时阻止热扩散。另外值得一提的是蜂巢能源基于果冻电池技术的NCM短刀L600电池已经成功通过针刺试验，不起火，不冒烟。能量密度达到230Wh/kg。这种果冻状其实可以理解为固态电池成功前的一种过度形态，也就是半固态，可以说是目前比较有前景的一种技术路线。
以上就是我总结的电池命名里的一些小门道，当然还掺杂了很多技术上的解析，很多化学名词虽然不好理解，但我们可以通过这些前沿的黑科技看到我们自主品牌的电池科技公司在创造着未来新时代的标杆，并引领全行业走向更高的台阶。这点是值得我们称赞和鼓舞的。
电池作为一种能源载体，我们不能仅仅看它在“服役”阶段所带来的贡献或是功劳，更应该注意到一个严重的问题，那就是这些电池在他们无法继续给车辆提供持续稳定动力的时候，它们的宿命将何去何从？
中国汽车动力电池产业创新联盟最新数据显示，2020年我国动力电池累计退役总量约为20万吨，到2025年这一数字将上升至78万吨。动力电池的退役期来临与锂资源的约束，意味着锂电回收势在必行。
政策如何引导？
在今年8月27日，工信部发布工业和信息化部、科技部、生态环境部、商务部、市场监管总局联合印发的《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》。《办法》中提出，鼓励梯次利用企业与新能源汽车生产、动力蓄电池生产及报废机动车回收拆解等企业协议合作，加强信息共享，利用已有回收渠道，高效回收废旧动力蓄电池用于梯次利用。鼓励动力蓄电池生产企业参与废旧动力蓄电池回收及梯次利用。
梯次利用是最优解吗？
这里我们看到一个词叫梯次利用，那么什么是梯次利用呢？其实很好理解，打个生活中简单的例子就是遥控车上的电池没电了，卸下来安在空调遥控器里还能再用很长时间，这样既让电池最大化的发挥其效用，也延长了电池的整个生命周期，一般来说，动力电池电量衰减至80％之后就无法满足为新能源汽车提供动力，而不得不面临淘汰。如果电池在还拥有80％的电量和几千次循环寿命的情况下就直接报废回收，就会存在很大的资源浪费，如何发挥出退役动力电池的价值就会成为各方的关注焦点，这种行为也被企业视作降本增效的有效措施，甚至成为一些企业的新兴业务，以增加收益。据研究结果表明,电动汽车退役锂离子动力电池可利用率达到60%,梯次利用价值巨大。
经过几年的研究探索，我国动力电池梯级利用应用领域已集中在电力系统储能、通信基站备用电源、低速电动车以及小型分布式家庭储能、风光互补路灯、移动充电车、电动叉车等相关领域。
一般大型储能系统对电池的需求量较大，但由于电池往往来自不同的车辆，如果不能了解这些源于不同渠道的电池的真实状态及循环寿命，不但会影响储能效果，甚至会存在安全风险。而且，当前认为最切实可行的办法是把动力电池包拆成单体，进行检测、确认性能后再统一作为储能使用。
退役动力电池的梯次利用回收包括以下步骤:
(1)电池回收
(2)电池组拆解获得电池单体
(3)筛选出可使用的电池单体.
(4)电池单体配对重组成电池组
(5)系统集成与运行维护
在这一过程中，拆解、检测、组装的过程如果仅仅使用人力不仅耗时耗力，且成本不菲。同时，目前各家企业的动力电池结构各不相同，三元电池、磷酸铁锂电池，甚至锰酸锂动力电池等不同结构的电池不仅在性能上有所差别，其使用寿命也有很大差异，这些都是在梯次利用时需要跨越的障碍。
因此虽然国家层面鼓励退役电池梯级利用，但还有一种更加粗暴的方式那就是直接拆解，对于支持直接拆解的人们认为梯级利用目前技术还不成熟，梯级利用过程中的安全问题无法保障，并且投入成本过大有悖初衷，并且随着上游原材料镍、钴价格不断上涨，直接拆解回收的资源规模化效益远大于梯级利用。
那么到底是梯级利用还是直接拆解呢？此时我们可能需要具体问题具体分析了，目前市面上主流的动力电池主要分为磷酸铁锂电池和三元锂电池，三元锂电池的安全性能不好保障，梯级利用作为储能使用面临一定困难，但随着原材料价格的攀升，直接拆解三元锂电池具有一定的盈利空间。相反对于磷酸铁锂电池来说，直接拆解没有什么资源规模化效益，那么进入梯级利用可能是更好的归宿与选择。
有专家预测至2030年，三元与磷酸铁锂电池回收将成为千亿市场。在现价情况下2020-2030年三元电池累计回收空间将达1305亿元；2020-2030年磷酸铁锂电池梯次利用/回收累计市场空间分别将达到680/163亿元。
企业做了哪些事？
目前国内动力电池回收与梯次利用行业尚在“起步阶段”，更多新的商业模式有待挖掘，但一些有先见的企业已经对动力电池回收产业进行布局：
比亚迪在电池拆解回收领域，采取精细化拆解、材料回收、活化再生综合三步走策略。其中精细化拆解获得正极材料粉末、负极石墨、铜箔集流体、铜箔集流体、外壳、盖板及塑料附件等原料。</
无钴电池进入落地阶段。
继磷酸铁锂电池、三元电池和固态电池之后，包括宁德时代、松下、LG 化学等公司均在布局无钴电池技术，特斯拉也在今年 2 月放出了研发无钴电池的消息。
而在目前所有发声的公司里，从长城体系孵化的动力电池供应商新秀——蜂巢能源成为第一家将无钴电池产品落地的公司。
5 月 18 日，蜂巢能源总裁杨红新发布了两款无钴电芯产品：115Ah 电芯和?L6?薄片无钴长电芯。
在这两款电芯的基础上，利用蜂巢能源的单晶无钴材料技术、叠片电芯设计技术、矩阵 PACK 设计技术和车规级 AI 电池制造工艺等优势，将能够实现整车续航里程超过?800 公里，电池使用寿命达到 15 年 120 万公里。
由此，几个问题亟待厘清：动力电池供应商为何争相布局无钴电池？蜂巢能源的技术是如何实现的？未来的无钴电池市场格局又将如何？
1、无钴电池的「心」病
今天的纯电动汽车，尤其是乘用车大多配备了三元电池。
这些三元电池的正极材料有两种，一种主要由镍、钴、锰构成，电池产品有 NCM523 和 NCM811。
综合计算，它们的正极材料钴含量分别为 12%、7%，大多数车企会配备这两种电池产品。
另一种主要由镍、钴、铝构成，电池产品主要为 NCA，钴含量低于 10%，配备这一电池产品的主要为特斯拉。
以三元电池为主的车企和电池供应商，均对正极材料中的「钴」格外重视。
一方面，钴不可或缺。
它是目前使用最广泛的层状结构正极 NCM、NCA 动力电池中的必不可少的元素，因为它可以很好地形成层状结构，而且能提高正极材料的电子导电度，提高正极材料的倍率特性，对不稳定的镍形成稳定作用。
另一方面，钴成本昂贵。
在正极材料锂、镍、钴、锰中，钴的价格最高，而且已经从 2010 年的 2 万美元/吨，上升到 2018 年的 9 万美元/吨。
消费者要买一辆纯电动车，动力电池成本通常占到 30%-40%。
如果进一步拆解，电池正极材料大概占到电池成本的 40%。消费者花出去的钱，有相当一部分用于为钴买单。
价格上涨迅速背后，钴还存在储量低、分布地过于集中、开采过程中剥削儿童劳动力等诸多问题。
如果你花 20 万元买一辆纯电动车，哪怕有一丁点会带来远在万里外的一名童工受到剥削的可能性，这件事恐怕都是不可持续的。
与消费者考虑角度不同，电池供应商更关心的是供应可持续和成本问题。
目前，钴的全球存储量约为 710 万吨，主要集中在刚果（金）、澳大利亚和古巴三个国家。
因为储量过于集中，对供应商的影响已经显现。
2018 年 7 月，当时还是特斯拉独家电池供应商的松下宣布，由于担心受到美国制裁，已经暂停与一家加拿大供应商关于古巴钴的供货关系，因为古巴当时正受到美国制裁。
由此，如何降低电池中的钴含量，甚至直接将钴从正极材料中去除，是许多电池供应商常年的心病。
2、押注无钴电
无钴电池的研发理论已经出现了约 20 年，却一直没有成熟方案落地。
这里的难点在于如何找到替代钴的金属，以及解决好制造过程中的诸多精细化工艺，比如包覆技术、掺杂技术、烧结过程的工艺控制等。
那为什么蜂巢能源这一自称「锂电池新势力」的公司率先推出无钴电池呢？
现在看来，很大一部分原因在于，这家公司在初期集中资源对无钴电池的研发进行了押注。
据杨红新透露，蜂巢能源在研发初期便对无钴电池进行了海量资源的投入，仅研发资金的投入便达到数千万元级别。
面对宁德时代、比亚迪和国轩高科等动力电池巨头，作为一家动力电池新秀，蜂巢能源也的确需要拥有具备深度创新的技术。
前有宁德时代后有比亚迪，如果从电池包封装着手，并不是一个好选择。剩下的变量便只有电芯和模组，而对电芯正极材料的创新，又是最难也影响最大的工作。
蜂巢能源的前身是长城汽车动力电池事业部。
长城自 2012 年起开展电芯的预研工作，2016 年 12 月成立电池事业部，2018 年 2 月电池事业部独立为蜂巢能源科技有限公司。
目前，蜂巢能源的第一大股东为长城汽车董事长魏建军。
据悉，蜂巢能源的无钴电芯产品于 2018 年 3 月正式立项。
到 2019 年 7 月，蜂巢能源宣布完成无钴化关键技术的研发攻关，并首次发布了全球首款基于无钴材料的电芯产品。到今天两款电池产品发布，整个过程历时两年多时间。
3、通过安全测试
来看看蜂巢能源的两款产品：
第一款产品是 115Ah 电芯。
这款电芯能够搭载到目前大部分的纯电动车平台上，电池包在整车端可以实现 15 年 120 万公里的超长使用寿命，将在 2021 年 6 月推向市场（SOP）。
第二款产品是 L6 薄片无钴长电芯，容量可以达到 226Ah。
这款电芯目前正在和长城汽车的一款高端车型做适配性开发，2021 年下半年将推向市场（SOP）。
这款电芯采用蜂巢能源的矩阵式 PACK 设计，可以实现最高 880 公里的续航，而之所以能够做到如此高的续航，在于这款电池的容量可以达到 135 度电的无模组方案。
作为一款新的电池产品，无钴电池需要通过安全性这一关。
据了解，蜂巢能源的无钴电池已经通过了国标（GB/T-31485）和欧标 (IEC62660) 的全部安全性测试。
结果表明，其电池产品的安全性能优于高镍三元电池。
需要注意的是，国标和欧标的测试规范是按照 130℃进行测试，判定标准为不起火不爆炸。
普通高镍三元?140℃的热箱测试，结果普通高镍三元电芯在 140℃高温静置结束半小时后发生起火现象。
蜂巢无钴电芯在?150℃高温静置结束半小时后未发生起火现象。
以热稳定性为例，蜂巢能源已经通过 150℃的热箱实验，明显优于高镍三元电池。
目前，蜂巢能源的无钴电池已经进入吨级小批量测试阶段。
那么，蜂巢能源是如何实现技术突破的？
4、正极材料革命
蜂巢能源的无钴电池研发，大致做法是，通过对镍锰比例进行设计，采用阳离子掺杂技术提高材料上限电压。
采用单晶技术改善电池的安全性和寿命，采用纳米网络化包覆技术，提升高电压下的循环性能，最终开发出高电压、高电池容量、无钴的镍锰酸锂单晶材料。
在整个研发过程中，几项技术至关重要，分别是：
（1）阳离子掺杂技术。
这项技术的作用是提高材料的上限电压，从而实现能量密度比磷酸铁锂电池提高 40%。蜂巢能源采用了两种化学键能更强的元素来替代钴，将两种元素掺杂到材料中，并通过强化学键稳定氧八面晶体结构。
这项技术带来的效果是大幅改善了材料稳定性，并可以在 4.3-4.35V 电压下稳定工作。
（2）单晶技术。
与现有的高镍三元电池采用多晶技术不同，蜂巢能源的无钴电池采用了单晶技术。
由于单晶比多晶具有更强的颗粒强度和更稳定的结构，所以可以改善电池的安全性和寿命。
而且，采用多晶技术的材料在电池制造的辊压工序过程中颗粒更容易破碎，会直接导致正极和电解液产生反应并产生大量气体，从而造成电池寿命加速衰减和安全问题。单晶材料的结构却非常稳定，从而可以带来更长的使用寿命。
杨红新透露，电芯寿命可以比多晶的高镍三元电池高出 70%。
（3）纳米网络化包覆技术。
有了正极材料，蜂巢能源在材料的合成中还采用了纳米网络包覆技术，在单晶表面包覆一层纳米氧化物，从而减少正极材料和电解液的反应，改善电池材料在高电压下的循环性能。
完成正极材料开发是前提，接下来还需要完成对电芯和 PACK 的设计。
蜂巢能源的电芯设计采用了叠片工艺电芯。采用叠片设计工艺的电芯，可以提升方形电芯内部的体积空间利用率，层状结构可以使极片平整度更好，应力更均匀，膨胀变形也更小。最终可以带来能量密度和循环寿命的提升。
PACK 设计方面，蜂巢能源的电池包采用了矩阵式设计，将电池包划分为两个矩阵网格，并将长的无钴电池规则排列在网格内，在电池包内部组成大型矩阵模块，矩阵和矩阵之间既相互关联又相互独立，正常工况时能够保证整个矩阵模块的刚度。
在非常规极端工况下，比如侧碰时，可以通过多个电芯分散撞击力，从而保证电池包和整车安全。
从现有的电芯和 PACK 的设计方式看，蜂巢能源的无钴电池仍未告别电池单体、电池模组和 PACK 等传统组成方式。
不过，通过对 PACK 采用的矩阵式结构设计，蜂巢能源的无钴电池包又实现了降低电池包重量的效果。
据杨红新介绍，蜂巢能源无钴电池可以做到?80%?的成组效率，比此前发布 CTP 和刀片电池的成组效率更高。
5、无钴电池带来的冲击
从技术路线看，市场上已有的宁德时代 CTP 技术、比亚迪刀片电池技术、特斯拉无钴（或为磷酸铁锂技术），主要改变的是电池包的封装方式。
而蜂巢能源此次推出的无钴电池技术，则是从单体电池的正极材料入手，革新更为彻底。
那么，蜂巢能源的无钴电池会冲击到谁？
现在看，那些研发三元电池的动力电池供应商和钴产品的上游供应链会受到一定影响，动力电池供应商如宁德时代、比亚迪等。
而以生产磷酸铁锂电池为主的电池供应商，一定程度上也会受到无钴电池的冲击。
韩国汉阳大学能源工程学教授宣良国认为，研发无钴电池，最直接的结果是降低电池成本，预计今后正极材料中使用最广的层状结构将是镍锰材料。
这就是说，从 NCM 电池的正极材料中去除钴，只剩镍锰（NiMn），而生产方式仍与现有的 NCM 和 NCA 生产方式相似。
在保证电池能量密度的前提下，不含高成本的钴的镍锰电池无疑将具备更大的竞争力。
在蜂巢能源发布无钴电池之前，特斯拉已于 2018 年 5 月给股东的邮件中披露过「无钴」年计划，并计划在特斯拉 2020 年电池日上进行披露。
今年 5 月，宁德时代董事长曾毓群表示，宁德时代也有自己的「无钴」电池技术储备，目前研发进展顺利，正在想办法做好供应链，「因为是一个全新的、颠覆性的产品」。
现在，蜂巢能源率先发布无钴电池技术，同一赛道的研发者应该感到了压力。
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摘要：各大电池厂家跃跃欲试，都不愿错过HEV的 历史 性发展机会，而电池新势力领军者蜂巢能源出手快准狠，迅速研发推出首款HEV电芯，本届展会上首次亮相即实力圈粉。
电池百人会-电池网3月19日讯（张倩 宋蜀伟 广东深圳报道） 3月19日，由中国化学与物理电源行业协会主办的“第十四届中国国际电池技术交流会/展览会”在深圳会展中心开幕。行业创新标杆蜂巢能源继续为行业带来惊喜，首次亮相了软包HEV电池、圆柱电池和储能产品（柜式产品模型），同时展出的还有包含无钴电池、LCTP电池包在内的系列产品，涵盖电芯、模组、电池包、BMS，充分显示出领先行业的系统化实力。
出手快准狠，抢抓HEV市场 历史 性机遇
展会现场，蜂巢能源展台的技术人员向参观者介绍了首次展出的这款HEV电芯，在RT 3C/3C 30-80%SOC条件下循环寿命可达40000次。短期性能表现方面，高低温性能、充放电倍率性能、DCIR及功率性能等均优于行业其它同类产品，比如25 ，50%SOC,10s峰值充电倍率和功率分别可以达到54C和1150W，而峰值放电倍率和功率分别达到85C和1260W。-35 ，50%SOC,10s 峰值放电倍率和功率分别可以达到20C和248W。冷启动功率（-35 ，30%SOC,2s）BOL可以达到150W。长期循环性能和日历寿命方面更是达到目前行业的最高水平。另外值得一提的是，对比行业其它HEV产品，蜂巢能源软包HEV成本优势明显，电芯外型尺寸灵活，可根据客户需求定制。综合来看该HEV是一款具有安全性高、循环寿命高、功率密度高、成本低，即“三高一低”特点的优秀产品。
此外，基于该电芯的HEV电池包采用软包无模组集成技术，相比行业同类产品，系统集成度更高；采用低散热设计，风冷冷却，可明显降低整车系统成本；还可满足-35-60 全地域温度范围使用，极寒条件下冷起动无需热车，远超燃油车客户体验。电池包采用一体化集成BMS，SOC精度达到3%，可实现ASIL C功能安全等级，具备UDS、OBDII、FOTA升级等功能。
众所周知，HEV在我国的发展“几经波折”，曾经被认为是成本高、利润率低的过渡性产品，电池企业对此普遍持谨慎观望态度。但经过多年的市场实际验证，包括消费者和市场主管部门都逐渐认识到：混合动力是既能有效降低油耗，又便于进行市场大规模推广的成熟技术路线。
数据能更直观地说明问题。2019年HEV全球销量约307万辆，同比增长18%。2020年仅中国市场HEV销量就高达41.4万辆，同比劲增40%。行业机构预计，到2025年全球HEV车型销量将超过1060万辆，年复合增长率高达25%，其主要增长地区为欧洲和中国。HEV车型的强劲发展将带动HEV动力电池需求的快速增长，有机构预测2025年HEV电池市场空间可达600亿元。
2020年11月，中国 汽车 工程学会发布的《节能与新能源 汽车 技术路线图2.0》分析显示：“2025年HEV占传统能源乘用车的50%以上，2030年占75%以上，到2035年，传统能源乘用车新车将100%混动化。”一度被雪藏的混合动力技术不仅再度翻红，而且重要性被提升到前所未有的高度。
机遇面前，谁不心动？各大电池厂家跃跃欲试，都不愿错过HEV的 历史 性发展机会，而电池新势力领军者蜂巢能源出手快准狠，迅速研发推出首款HEV电芯，本届展会上首次亮相即实力圈粉。
科技 研发绝非朝夕之功。事实上，面对HEV市场的巨大潜力，蜂巢能源早有洞察并果断布局。2020年9月18日，蜂巢能源HEV电池包就一次性顺利通过了ECER100.02标准工厂审核，为后期产品顺利获得E－Mark认证，进入海外市场，夯实了基础。当前HEV市场爆发趋势已经呈现，蜂巢能源在该领域的发展快马加鞭，显示出蜂巢能源对市场发展趋势的精准研判和实力应对。
装机量攀升 务实发展直追行业前三
此外，蜂巢能源还同步展出了应用于轻型电动车市场的圆柱电池产品。技术人员介绍说，蜂巢能源要将车规级品质的电池应用到轻型车上，提升车辆安全性。
作为一家成立于2018年2月的动力电池企业，蜂巢能源的发展速度可谓迅猛。不仅研发方面快速推出各类新品，在生产和市场落地方面同样务实高效。2020年4月，蜂巢能源开始装机配套，8月就冲进了动力电池装车排名的TOP20，此后更是连续5个月位列前十榜单。在刚刚出炉的2021年2月国内动力电池企业装车量排名榜单上，蜂巢能源已跃居第6，说明其已在竞争激烈的新能源 汽车 动力电池市场上站稳了脚跟。
其实，蜂巢能源的野心远不止此。公司掌舵者杨红新曾表示，蜂巢已经将2021年的目标锁定为成为国内装机量TOP5，即与宁德时代、比亚迪同列头部阵营，随着遂宁、湖州等新基地开始筹建，未来5年内，更是要将总产能规划翻番至200GWh。
7月7日，2021中国国际锂电产业大会（简称金砖锂电论坛）在上海 汽车 会展中心顺利召开。本届金砖锂电会议为期两天，主题为以“新技术、新应用、新发展”为主题，采用“会议论坛+展览展示+体验营销”三位一体的创新模式，多项重点活动同期同地举办，充分协同联动，品牌效应和影响力大幅提升。
蜂巢能源 科技 有限公司的固态电池研发总监-陈少杰出席论坛并发表主题演讲——《全固态锂电池技术研发挑战与思考》。
以下为演讲实录：
各位专家、各位老师，上午好！非常荣幸有这个机会和大家分享和交流，因为之前我很长一段时间在中科院工作，后面加入了蜂巢，所以接下来我将结合这两个工作单位的工作经验，同大家进行汇报。
一、背景介绍。
固态电池主要是有几方面的优势：
1、固态电解质替代了易燃易爆的电解液，所以它相对比较安全。
2、固态电解质的非流动性，可以实现电芯内部的串联、升压，一方面可以降低电芯的包装成本，另一方面可以提升体积能量密度。
3、因为它比较安全，所以在PACK层级可以不用或少用冷却系统，进一步提高空间利用率，它也被认为可以匹配更高压的正极材料，同时可以使锂金属负极成为可能。
正因为它有这些优点，所以国内外对技术展开了广泛的研究，就全固态技术而言，最具代表性的企业有丰田、三星等。
从专利的申请趋势来看，其实70年代开始，欧洲和美国率先在聚合物电解质方面开始了申请。2000开始，大规模的申请在无机固体电解质材料方面，主要是在日本。
中国是2010年以后才有无机固体电解质的大规模申请，近几年也呈现爆发式的增长，可见技术的热度。
在产业界也呈现了对该技术的高度热情和关注，一些非常著名的公司、伟大的公司，包括丰田、大众、福特、宝马、奔驰等等，都对该技术进行了投资和布局，丰田更是计划这个月在东京奥运会展示装有全固态电池的概念车。
回过头来看，固体电解质的类型目前研究比较多，并且有产业化尝试的有三类：硫化物、氧化物、聚合物。
室温电导率方面，硫化物比较高，氧化物次之，聚合物最低。
二、聚合物电解质体系全固态电池。
聚合物最具典型的代表是PEO类，通常认为氧原子和锂离子络合解离再络合的形式进行传导，PEO具有比较高的结晶度，所以室温下自由移动体积比较小，通常电导率比较低，只有10的负6次。
常用的改性方式是通过加入无机的填料，包括导离子的快离子导体，以及不导离子的惰性填料。
通过引入无机电质可以形成两方面的效益：
（1）通过路易斯酸碱理论可以提高锂离子的迁移数。
（2）形成交联中心，降低PEO洁净度，提高电导率以及机械性能。
这方面之前做过比较多的研究，整个来看电导率大概可以达到10的负4次水平。
除了无机的复合，也可以通过分子结构的设计层面来对它进行改性，通过交联、接枝、共聚等等，形式上可以采用热固化、光固化的形式。比较遗憾的，目前电导率还是没有超过10的负3，尤其在室温条件下。
在聚合物全固态原型锂电池的验证方面，曾经我们也做过一个工作，拿磷酸铁锂的极片表面直接涂布共聚的小单体，利用光或热进行固化，来构建正极和电解质一体化的结构，降低界面阻抗。
比较遗憾的，电解质的电导率比较低，软包电池只能在60度下面才有比较好的电池性能，进一步也利用聚合物的非流动性来验证和实现了内串结构。确实可以一个包装，一个电芯封装内实现内部升压。
在产业化方面，涉及比较多的就是薄弱雷（音）技术，包括三千辆的出租车，以及最近在梅赛德斯、奔驰上电动公交车上的应用，他们采用的生产方式主要是挤压成形，进行卷对卷大规模的生产。
整个电芯采用磷酸铁锂为正极，PEO为电解质，金属锂为负极，整个电池模组上不需要冷却系统，整个电芯工作是在60-80度下才能工作，事实上在这个温度下，聚合物属于一种熔融状态，所以缺乏一定的机械强度，最近因为发生了一些绝缘短路的事件，进行了召回。
总体而言，聚合物的优势在于分子结构设计比较灵活，想象空间比较大。另外它的工艺比较简便，对兼容稳定性比较好。
具备挑战是锂离子的传输性能不够高，尤其是窗口比较窄，在锂离子输运机制、动力学和宏观性质的基本认识还存在着一些问题。
三、氧化物电解质体系全固态电池。
在座有很多专家，我说得不对还请指正，氧化物主要类型是钙钛矿型、NASICON型和石榴石型。
钙钛矿型典型的代表是LLTO，通常离子电导率比较高，缺点是对金属锂接触不稳定，锂可以把四价钛还原成三价。
NASICON的典型代表是LATP、LAGP，通常电导率只有10的负4次，但是稳定性比较好，而且电化学窗口比较宽，同时粉体比重相对比较轻。它的缺点也很明显，电导率比较低，而且做成陶瓷电解质薄弱韧性不足，对锂不稳定。
LLZO是典型的石榴石型的代表，电导率比较高，可以达到10的负3次，电化学窗口也比较宽。但是合成价格比较高，另外比重比较大，而且片材比较脆，空气中也会有些副反应。
蜂巢能源在氧化物方面，包括粉体和陶瓷片也有积累，进行了相应的研究，在氧化物全固态锂电池验证方面做过一个工作，拿LAGP陶瓷片作为电解质隔膜，同时正极用磷酸铁锂，负极用金属锂，并用PEO进行保护。
整个电池在60度工作温度下，有非常好的循环，但是这里要提到一点，陶瓷片如何做薄，把比重减轻是非常大的技术挑战。
在产业化方面，氧化物主要还是日本、韩国有比较多的研究，主要他们在微型器件上，包括传感器、电脑芯片等方面都有一些全固态电池的应用。
当然TDL公司也采用有机、无机复合的方式来制造软包电池，也可以制作2安时、4安时的软包，但是电芯需要在温度比较高的环境下进行工作。
右边的图是前段时间非常火的Quantum Scape技术，技术的核心是把陶瓷片做薄，做得基本可弯曲，单片电池表现出非常好的电池性能。
我认为电池要做大还是有一定的难度，所以整体而言氧化物稳定性是非常好的优势，存在的挑战是室温电导率比较低，颗粒比重比较重，成膜性不好，部分对空气敏感，而且堆叠技术存在一定的困难。
四、硫化物电解质体系全固态电池。
硫化物电解质有Thio-lisicon（音）体系，通常分为三元体系、二元体系。
1、三元体系。
以硫化锂和五硫化二磷以外，再引入第三种组分，通常是硫化锗、硫化硅、硫化锡、硫化铝这些材料，可以构建三维离子通道，导电率比较高。
但是硫化锗、硫化硅这些材料非常昂贵，一克要四五百块钱，而且很多公司由于储存的问题已经停产，所以个人认为这类材料要产业化，可能成本控制上会是比较大的挑战。
2、二元体系。
二元体系顾名思义以两种原材料：硫化锂、五硫化二磷，硫化锂占硫化物电解质成本达到70%以上，甚至达到90%，所以从这里可以思考，如何把硫化锂的用量进行减少，来进一步控制成本。
3、硫银锗矿。
最具典型的代表就是锂六磷硫五氯，三星和日立造船公开的报道，都是采用了该种电解质。
制备方法上，通常有球磨法、熔融萃取法、液相法，以及最近的气相法，我觉得这些都是非常好的进展，可以进一步从放量制造的工艺上降低成本。
最后要提到一点是硫化锂的合成优化，事实上由于整个产业链没有形成，大家对硫化磷的合成方案没有进行过多的关注，实际上硫化锂有很多种合成方案。
从电解质材料降本的维度思考，一方面可以从原料硫化锂合成方案进行优选，以及达到规模化，完全可以做到9000元每公斤以下，进一步结合电解质组成设计的优化，把成本再降到5000元每公斤以下，进一步利用规模化效应降到100万每吨以下是完全有可能的，这是成本控制方面的思考。
当然还有个稳定性，我们都说硫化物不稳定，实际生产过程中我们就要有面临溶剂的稳定性，包括干房的稳定性。
我们以前的工作表明通过非极性溶剂的选择以及元素掺杂，能够一定程度上进行改善。
还有对锂稳定性，二元体系比三元体系更加来得稳定，因为它是可逆反应。另外通过材料的改性，比如碘化铝掺杂314（音）体系，也可以显著提升稳定性，同时也可以通过界面改性，包括锂金属的保护等等手段，都可以进行相应的改性。
产业化方面，对外报道比较多的是Solid Power，采用传统锂电池的制备方式。按照他们的说法，他们把注液、化成和排气制成设备和场地全部减下来，计算出来的成本可以降低34%。
因为固态电芯相对比较安全，所以PACK层面不需要冷却系统，也可以相应降低9%，整个电芯采用NMC三元高镍系列，负极是高含硅负极、金属锂，电解质是硫化物。
他们计划今年的Roadmap是340瓦时/公斤，720瓦时/升，计划2026年进行量产，认为锂金属会比2026年晚。
硫化物最大的优势是室温电导率比较高，质量较柔软。挑战是稳定性比较差，确实难度非常大，工程化技术非常难。
另外一点通常被疏忽的，全固态电池真正在工作过程中，需要外界的束缚压力，目前我们国内对这方面研究比较空白，在日本方面从电芯、模组、PACK方面不同的维度提出了解决方案，可以供我们参考。
接下来跟大家汇报一下蜂巢能源在全固态方面的进展，首先电解质材料，我们也开发了在干房中两小时内保持96%的电导率，已经形成了百克级的能力。
进一步我们也做了正极，开发了4毫安时每平方厘米的正极极片，在室温条件下是0.1C充放放，首效可以达到96.3%，克隆量可以达到220，这个0.1C倍率完全可以接近现在液态的水平。
循环方面，我们选择了1/3 C倍率。这个循环来看，目前也是可以有比较好的循环，但是倍率方面我们确实要下一步重点的工作。
同时我们也想把极片做得更厚，做成5毫安时每平方厘米厚电极，很遗憾首效下降了，比容量也有所损失，这是接下来要攻关的难题。
电解质膜方面，我们也用了湿法涂布的方式，室温条件下厚度可以达到20-30微米，跟三星报道的数据基本接近，蜂巢能源从材料工艺、组件、器件、测试方面形成了积累，也申请了专利54项。
目前开发的AH级全固态锂电池，正极采用三元高镍材料，负极是以硅基的合金材料为主，电解质和电解质膜是我们自主开发的，能量密度可以达到320瓦时/公斤，安全性上面有充分保障，也通过了针刺以及进行了一些裁剪火烧的演示。
四、总结及展望。
无论是氧化物、聚合物，硫化物都有各自的优缺点，我们认为关键材料固体电解质的革新和突破是加速全固态技术应用的关键，我们也很欣喜地看到有卤化物等新型的材料出现，给了我们更大的选择。
除了材料方面，还需要解决加工层面的问题，主要包括四个方面：
（1）改善材料和界面的控制。
（2）解决加工的挑战和成本。
（3）表现出超越先进锂离子电池的性能。
（4）保持固态电池组的最佳堆叠压力，而不影响成本和能量密度。
我们认为以3C消费类、特种电池等应用需求为目标的全固态电池会在短期内实现，事实上在日本航天航空领域已经实现，而满足电动 汽车 所需性能、成本和可制造性的全固态电池可能需要更多的时间。
我们蜂巢能源作为定位于因创新而前进，打造伟大公司的企业，愿意持续关注这个技术的发展，谢谢大家！
