環(huán)球關(guān)注：為什么疊片更具優(yōu)勢(shì)？孚能科技將發(fā)布全新動(dòng)力電池解決方案

“韌性”，正在成為當(dāng)前企業(yè)的關(guān)鍵詞之一，而支撐起這兩個(gè)字的是一家企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略和長(zhǎng)期堅(jiān)持。就如張磊在《價(jià)值》一書中所言：“于企業(yè)和企業(yè)家而言，長(zhǎng)期主義是一種格局，幫助企業(yè)拒絕狹隘的零和游戲，在不斷創(chuàng)新、不斷創(chuàng)造價(jià)值的歷程中，重塑企業(yè)的動(dòng)態(tài)護(hù)城河?！?/p>

(資料圖)

正是對(duì)軟包疊片技術(shù)路線的堅(jiān)持，孚能科技的“護(hù)城河”越筑越深，“韌性”也愈發(fā)明顯。

新能源車市場(chǎng)的快速發(fā)展，也促進(jìn)動(dòng)力電池行業(yè)快速革新。圓柱和方形電芯制造商層出不窮的新技術(shù)、新名詞頗受關(guān)注，相比之下，軟包疊片電芯則低調(diào)一些，進(jìn)行著務(wù)實(shí)的技術(shù)遞進(jìn)，近年來(lái)的創(chuàng)新主要集中在材料體系，如高鎳三元體系的量產(chǎn)、硅碳負(fù)極的應(yīng)用等。然而，花開總有時(shí)。作為軟包動(dòng)力電池的領(lǐng)先者，孚能科技計(jì)劃于9月9日正式發(fā)布全新動(dòng)力電池解決方案，用創(chuàng)新設(shè)計(jì)和應(yīng)用，帶來(lái)一次顛覆性的技術(shù)變革。

為什么疊片更具優(yōu)勢(shì)？

眾所周知，動(dòng)力電池的技術(shù)路線紛繁復(fù)雜。除了正極材料的區(qū)分外，按電芯的封裝方式可分為圓柱、方形、軟包三種；制成工藝上又可分為卷繞和疊片兩種，其中圓柱以卷繞為主，方形和軟包雖然都適用卷繞和疊片，但目前方形仍以卷繞為主。

從出貨量上看，卷繞是“貨真價(jià)實(shí)”的主流。

卷繞通過(guò)固定卷針的卷繞，將正極極片、隔膜、負(fù)極極片按照順序卷繞積壓成圓柱形、橢圓形或方形，再放入方形或圓柱的金屬外殼中。該工藝起步于上世紀(jì)90年代，經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，已經(jīng)形成更為成熟的技術(shù)體系，在電芯一致性和成本控制方面都有較大優(yōu)勢(shì)。

疊片則是將正負(fù)極極片按一定尺寸裁切，然后將正負(fù)極片、隔膜交替疊合成電芯。相較于卷繞，疊片需要將極片與隔膜裁切成片，不僅工序上更為繁瑣，且裁切過(guò)程中容易出現(xiàn)斷面、毛刺等問(wèn)題，影響極片分切的良率；單位面積內(nèi)的疊片效率低于卷繞，故需要多工位疊片，設(shè)備資金投入更多。

但從電芯性能上看，疊片制成的電芯更為出色，而卷繞有著難以逾越的“鴻溝”。

一方面，正負(fù)極片和隔膜被卷繞制成電芯后，其兩側(cè)邊緣位置的電極存在較大曲率，在充放電過(guò)程中容易發(fā)生變形和扭曲，從而導(dǎo)致電芯性能下降甚至構(gòu)成安全隱患；另一方面，由于放電過(guò)程中兩側(cè)電流分布不均，卷繞電芯的電壓極化較大，導(dǎo)致其放電電壓不穩(wěn)。

與卷繞不同，疊片工藝的原理決定了電芯的正負(fù)極片和隔膜不會(huì)在制造過(guò)程中發(fā)生彎曲，能夠充分展開堆疊在一起。這不僅能減少電芯內(nèi)阻、提升電芯功率，更重要的是，平整穩(wěn)定的界面讓極片能夠同步收縮膨脹，讓變形和電場(chǎng)變得均勻，使得電芯內(nèi)部電子移動(dòng)更容易，從而實(shí)現(xiàn)更快的充放電速度。

因此，在相同體積下，疊片電芯的能量密度較卷繞要多約5%，并且具備更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。

除了性能外，疊片電芯的安全性也更好。以孚能科技的軟包疊片電芯為例，其針刺實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驘o(wú)明火甚至無(wú)煙，表現(xiàn)出高度的安全性。其中的奧秘就在于“熱”。卷繞電芯主要是沿卷軸方向散熱，加上卷繞層數(shù)較多，其傳熱散熱的效果都不理想；疊片電芯憑借較少的極片堆疊層數(shù)和更大的表面積，傳熱散熱效果明顯，電芯熱穩(wěn)定性得到增強(qiáng)。

總結(jié)來(lái)看，疊片工藝在能量密度、安全性、充放電效率方面要優(yōu)于卷繞工藝。

堅(jiān)持正確的研判

前路不通卻要頭撞南墻，這叫固執(zhí)；前路可通但要披荊斬棘，這是堅(jiān)持。兩者的區(qū)別在于是否為正確的方向和目標(biāo)而堅(jiān)持，但深層次的差異是決斷正確方向和目標(biāo)的判斷力。

作為國(guó)內(nèi)為數(shù)不多長(zhǎng)期堅(jiān)持疊片工藝，始終追求高品質(zhì)電芯的鋰電池企業(yè)，孚能科技所堅(jiān)持的軟包疊片技術(shù)路線正在逐步被市場(chǎng)和行業(yè)驗(yàn)證其正確性。

隨著動(dòng)力電池電芯高能量密度、大容量、大模組、長(zhǎng)薄化的發(fā)展趨勢(shì)愈發(fā)明顯，疊片工藝已經(jīng)受到了寧德時(shí)代、比亞迪、中創(chuàng)新航等鋰電池企業(yè)的青睞，國(guó)際車企巨頭也紛紛將目光鎖定疊片工藝。

孚能科技之所以堅(jiān)持，在于其掌舵者王瑀博士。

公開信息顯示，王瑀博士先后擔(dān)任NEC Moli Energy的研發(fā)科學(xué)家和PolyStor Corporation的電芯總設(shè)計(jì)師，之后創(chuàng)立孚能科技，并率先在科創(chuàng)板上市，自上世紀(jì)90年代就深度參與動(dòng)力電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過(guò)程?！败洶B片+三元”的技術(shù)路線，是其與團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行大量市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)評(píng)估，結(jié)合未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和產(chǎn)品需求所制定的。

除疊片制成電芯的性能更好外，采用鋁塑膜的軟包封裝還具備“三高一低”的優(yōu)勢(shì)，即散熱效果好、極端情況不失控的高安全性，重量更輕、體積利用率更優(yōu)的高能量密度，按需定制、多種空間布置的高靈活性以及更低的理論成本。

軟包和疊片雙重優(yōu)勢(shì)的疊加，加上三元材料體系的能量密度優(yōu)勢(shì)，孚能科技的產(chǎn)品性能一直處于行業(yè)領(lǐng)先地位。

能量密度上，孚能科技已量產(chǎn)285Wh/kg的高鎳三元電芯和188Wh/kg的電池系統(tǒng)，均高于主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，330Wh/kg的下一代電芯也具備量產(chǎn)狀態(tài)。

值得關(guān)注的是，330Wh/kg電芯榮獲USCAR年度團(tuán)隊(duì)成就并得到極高評(píng)價(jià)，被USCAR譽(yù)為“迄今為止驗(yàn)證過(guò)的最佳電池技術(shù)”和“首屈一指的成功案例”，被視為下一代動(dòng)力電池的應(yīng)用典范。

安全性上，孚能科技在2020年就實(shí)現(xiàn)了電池系統(tǒng)熱失控后的“永不起火”，即在觸發(fā)第一個(gè)電芯失控后的24小時(shí)內(nèi)，電池系統(tǒng)未出現(xiàn)起火并逐漸恢復(fù)到安全的常溫狀態(tài)。這項(xiàng)成熟的熱失控技術(shù)已被孚能科技廣泛應(yīng)用，目前高鎳體系量產(chǎn)項(xiàng)目已經(jīng)達(dá)到了遠(yuǎn)超國(guó)家熱失控標(biāo)準(zhǔn)的安全水平，實(shí)現(xiàn)高鎳體系的“永不起火”安全等級(jí)。

在孚能科技的產(chǎn)能規(guī)劃中，可以清晰看到公司對(duì)軟包疊片技術(shù)路線的堅(jiān)持。

8月1日，孚能科技與贛州市經(jīng)開區(qū)管委會(huì)簽訂《投資合作意向協(xié)議書》，總投資185億元的30GWh新產(chǎn)能落地，其中一期規(guī)劃建設(shè)的18GWh初步規(guī)劃為生產(chǎn)三元軟包動(dòng)力電池。8月底，孚能科技再度牽手贛州市經(jīng)開區(qū)，簽約落地年產(chǎn)9GWh動(dòng)力電池模組、PACK及電芯生產(chǎn)線。

事實(shí)上，隨著國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)扎堆方形或圓柱時(shí)，同質(zhì)化的技術(shù)路線帶來(lái)的專利等風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越多，專注于軟包疊片的孚能科技則規(guī)避了這些不必要的風(fēng)險(xiǎn)。隨著動(dòng)力電池從液態(tài)向半固態(tài)過(guò)度并最終邁入全固態(tài)時(shí)代，彼時(shí)的正負(fù)極片已無(wú)法被卷繞成團(tuán)，疊片工藝不可替代，而優(yōu)異的安全性及強(qiáng)度無(wú)需過(guò)度包裝，一張輕薄的鋁塑膜足矣。

關(guān)注索比儲(chǔ)能官方微信，第一時(shí)間獲取行業(yè)資訊！