探訪蜂巢全球鋰電創新中心 看動力電池“后浪”研發實力

技術創新是新能源產業的核心驅動力，也是企業參與市場競逐的關鍵砝碼。

作為動力電池領域“后浪”，蜂巢能源的快速崛起，與其在自主研發及創新領域的大規模投入和超前布局密不可分。

無鈷電池、短刀電池、全固態電池……一系列極具創新的電池品類誕生背后，秘密來自于位于無錫的蜂巢能源全球鋰電創新中心。

繼2月底實地探訪蜂巢能源位于常州金壇的短刀電池工廠，了解蜂巢能源的制造實力后，8月5日，包括高工鋰電在內的多家媒體一行走進蜂巢能源全球鋰電創新中心，實地參觀了其試驗中心、安全實驗室和全固態電池實驗室，詳細了解了蜂巢能源電池創新背后的研發實力。

持續創新背后的研發“策源地”

位于無錫的全球鋰電創新中心，是蜂巢能源全球研發總部，主要功能是探索面向未來鋰電產業相關的前沿技術和產品創新。

蜂巢能源無錫全球鋰電創新中心設立了無錫試驗中心、西游實驗室、固態/半固態電池實驗室等，負責不同階段的技術及產品開發。 

以試驗中心為例，其占比面積超2.4萬㎡，擁有全流程的試驗能力，包括各種大型高精尖設備，僅試驗設備的投資額就達到數億元。

研發環節的硬核賦能，讓蜂巢能源的技術創新軟實力在短期內達到國內領先水準。專利數據就是最為直接的證明。

根據2021年中國汽車專利統計數據結果發布，蜂巢能源以878項公開量位居2021年中國動力電池專利公開量創新主體TOP20排行榜單榜首，而這也是蜂巢能源繼2020年度占據該榜單榜首之后蟬聯第一。以蜂巢能源的短刀電池為例，其目前已經申請的專利總量超過100多項。

蜂巢能源負責人表示，全球化研發布局是蜂巢能源自成立以來就堅持的戰略思路。截至目前，已陸續在中國、日本、韓國、印度、德國等地規劃建立十大研發中心，研發范圍覆蓋先進材料、先進技術、先進工藝、BMS系統等各領域。

未來，這些分布于全球的研發中心，都會和位于無錫的創新中心一樣，成為蜂巢能源持續創新的“策源地”。

軟硬結合：3大硬核實驗室+1大軟件平臺

電池從研發到達到真正量產要求，需要經歷一系列復雜的測試驗證，涉及正負極材料、電解液的研發，樣品試制，產品物理化學性能測試、電芯及電池包的電性能測試、安全性能驗證三重關鍵驗證測試環節的考驗。

蜂巢能源技術中心無錫試驗部高級總監李輝博士向介紹，試驗中心主要負責產品開發過程中的驗證測試，擁有全流程的試驗能力，包括各種大型高精尖設備，規模位于動力電池驗證類實驗室的前列。

在試驗中心，高工鋰電分別參觀了電芯體系實驗室、理化和電性能實驗室、蜂云平臺、安全實驗室。

●  電芯體系實驗室

電芯體系實驗室主要針對電解液等前沿材料展開研發。目前實驗室已經具備正負極材料勻漿涂布；電解液配置、理化性能測試、氧化電位等電化學測試；樣品封裝測試等各項試驗能力。

在研發短刀L600電解液時，蜂巢能源研發人員經過反復分析測試，最終采用低粘度溶劑，以此來提高電解液在零下低溫環境中的流動性和電導率，從而改善長電芯的低溫充電能力，有效解決冬天續航里程驟降的問題。 

同時電解液還特意增加了功能添加劑，在電池首次充電的時候，能夠在負極發生聚合反應，形成一層堅固的保護膜。該保護膜在高溫下維持穩定不分解，使負極和電解液不發生有害反應，能夠明顯改善高溫環境下使用安全，大大提升循環壽命。

●  理化分析實驗室 

理化分析實驗室現有40余臺大型高精尖設備，擁有多達131項的系統化測試能力，完整覆蓋材料開發、電池體系開發、電池機理及安全分析的所有測試需求。 

其中，釋氧溫度的高低和釋氧量決定了材料高溫熱穩定性和安全性能。為了測試材料的釋氧溫度，蜂巢能源采用“同步熱分析儀-氣相色譜-質譜聯用儀”來對材料釋氧進行精確分析。 

電池內部的工藝控制及失效分析是電池研發的核心環節，為了能深入了解短刀電池的內部機理，蜂巢能源用工業CT對短刀電池做“體檢”，通過X射線觀察電池內部的結構和缺陷，如對齊度、褶皺等，監測精度達到納米級，從而實現對于電池失效機理和制造工藝控制的深入研究。 

在電芯測試區，李輝介紹，通過材料驗證環節后，材料才可制作成電池樣品，接著就要驗證電池的電性能。電性能實驗室就主要承擔此項工作，如電池的容量、能量、不同荷電量下的開路電壓和脈沖充放電能力，長期循環壽命、存儲壽命、自放電等電性能，判斷設計的電池是否達到設計要求。 

無錫研發中心整個電芯測試區域有1.26萬個測試通道。為了保證測試的準確性，蜂巢能源的電芯性能測試模擬實際使用條件，用金屬夾板模擬電芯在模塊或電池包內的受力情況，并且監測充放電過程中壓力變化，集成了溫度、電壓、壓力數據采集。

此外還有三電極測試，用輔助電壓通道監測正、負極對金屬鋰的電壓，尋找電池極限使用條件，避免析出金屬鋰，保證電池使用安全。 

●  蜂云平臺

蜂巢能源還聯手華為、清華大學等進行戰略合作，研發推出先進的電池應用監測系統——蜂云平臺。

設置電池系統在線監控平臺，一方面，平臺可對應用蜂巢能源電池系統的車輛實時運行狀態進行監測，相應的數據可用來開展后續的電池性能分析。截至2022年7月底已經接入監測車輛超過37萬臺，累計監測分析數據信息突破592億條； 

另一方面，蜂云平臺通過內短路預警、析鋰預警、絕緣預警等算法模型，使用大量數據在云端進行AI模型訓練并自動進行算法優化和升級，精準識別風險電池，輕微內短路可提前兩個月預警，嚴重內短路可在熱失控前數小時預警，最大程度保障電動車應用安全。

●  安全實驗室 

在完成了理化性能測試和電性能測試之后，電池要真正走向量產，還要經歷堪稱“十大酷刑”的電池安全測試。

李輝介紹，安全性測試的目的在于驗證動力電池系統在濫用情況下的安全性，最重要的目的在于驗證動力電池系統保護自身的能力以及在發生危險情況下對乘員的保護能力。安全測試主要包括機械、環境和保護安全性等內容。 

蜂巢能源建立了一個完整的電池安全實驗室，占地5000㎡，現有設備30余套，可以進行電池單體、模塊、BMS和電池包/系統的機械、環境和電氣的可靠性與濫用測試。

“高溫、低溫、高溫高濕、溫度驟變、鹽霧、水浸、振動、機械沖擊、擠壓、針刺……”短刀電池要完整經歷上述各項“酷刑”，才能最終滿足量產的條件。

這其中，針刺對于動力電池的難度最大。探訪現場，高工鋰電一行現場觀看了短刀電池的針刺實驗，在滿電測試中，短刀電池不起火，不冒煙，針刺點溫度低于35℃。

據李輝介紹，蜂巢能源L600短刀電池已通過系統化的安全性能測試，總體性能表現明顯優于國家標準，尤其是順利通過了針刺試驗，充分顯示出短刀電池的高安全品質。

前瞻卡位搶占全球電池創新“制高點”

對于動力電池企業而言，要保持持續性的技術領先，不僅要聚焦當下的技術研發，更要對于前瞻性的技術進行提前儲備，并建立包括材料、工藝、裝備等各個環節的系統化多維度的創新能力。 

就在近期，蜂巢能源對外宣布，其全固態電池實驗室已經完成20Ah級硫系全固態原型電芯的研發。該系列電芯能量密度≥350Wh/kg，順利通過針刺、200℃熱箱等嚴苛實驗。 

在無錫全球鋰電創新中心，高工鋰電就實地參觀了其全固態電池實驗室。

目前，蜂巢能源全固態實驗室已具備固態電解質材料的公斤級自主合成，固態電解質膜連續化制備，全固態軟包電芯組裝以及新設備開發等自主研發能力，獲得了經驗積累的同時并針對性的展開專利布局，已申請109項專利，其中發明專利93項。

事實上，蜂巢能源在全固態電池及材料領域的前瞻探索，也正契合了當下全球動力電池領域競逐的大趨勢。

就在最近結束的2022世界動力電池大會上，中國科學院院士歐陽明高表示，中國動力電池領域的創新，正在從結構創新進一步向更為基礎也更為底層的電池材料創新演化，搶占全球電池創新的制高點。 

在更為前沿的電池技術創新上，蜂巢能源的思路是，將研發方向以多領域、多材料、多體系的多頭并進格局開展，以期開創下一代電池，做邁向未來、探向先進技術的取經人。 

在多個不同場合，蜂巢能源董事長兼CEO楊紅新都強調，作為一家以創新為基因的能源互聯高科技企業，蜂巢能源始終秉承“因創新而前進”的企業精神，以創新驅動發展，注重技術研發和知識產權體系構建，持續強化蜂巢在全球動力電池領域競逐的競爭力。

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