第三,蜂巢能源“短刀”产线大量采用了人工智能(AI)技术。
在蜂巢能源开始规划建厂时,就以建设车规级动力电池为标准,而要做到车规级,就必须大量采用AI技术。
AI要发挥作用,参照人类的智能,首先它要像人一样,能有感官来获取信息,因此,产线必须实现高度数字化,让人工智能充分掌握产线的信息。
蜂巢能源在这一方面,通过人、机、料、法、环、测、时间等7维制程管控,实现过程超过2500个因子的监控,并可追溯到单电芯每个制程的过程数据。这些数据在手,AI对产线就一览无遗了。
AI发挥作用的第二步,是学习。通过大数据的分析,AI逐步建立2500个因子的参数,和产品质量、数量的关系。这一过程中,蜂巢并不依赖它的供应商西门子,而是建立了自己的算法团队,通过构筑各种模型,来训练AI。
AI发挥作用的第三步,是智能反馈、持续调优。在找到各个因子和产品质量、数量关系之后,AI就能寻找最佳参数组合,来提升质量或者效率。
举例而言,在涂布工序中,β射线检测系统和CCD涂宽检测系统与涂布机是实时互动的。一旦检测设备发现了面密度和位置的异常,就会自动调整涂布参数,让涂布机执行,使其达到生产的要求。
当前,电池生产也已经成为不同企业、甚至不同国家争相布局的业务。设备的先进水平、智能化水平,则是判断电池工厂的两大标准。目前,蜂巢“短刀”工厂,智能制造水平是领先的。
特别是人工智能。先进的设备可以购置或者模仿学习,但是人工智能的布置和进化,需要时间和积累。
03
持续进化的“短刀”
蜂巢能源现在的“短刀”产线,生产的是磷酸铁锂电池,能量密度达到175Wh/kg。第二代“短刀”,能量密度能做到190Wh/kg。
能量密度的竞争,只是电池竞争的一项。伴随电动汽车等应用场景的需求,电池还需要在快充倍率、材料供应的稳定和经济、高安全性等许多方面展开竞争。
蜂巢能源的“短刀”如何应对呢?
蜂巢能源的策略是,在坚持“短刀”这一规格体系的基础上,不断研发、应用新的材料技术,以应对不同的需求。
在能量密度提升方面,蜂巢既有和同行类似的方案,也有自己坚持的方案。
“不管是磷酸铁锂混磷酸锰铁锂,还是磷酸锰铁锂混三元,我们也都在做。” 杨红新说。
他介绍,采用类似技术,蜂巢2023年就会推出第三代“短刀”,能量密度会进一步提升。
杨红新介绍,磷酸铁锰锂等技术实现了较高能量密度,对三元电池和无钴电池也提出挑战。
蜂巢的应对方案是,三元电池仍然坚持中镍路线,但是提升中镍的克容量和电压。“我们2022年上半年就会量产4.4V中镍高电压产品。无钴4.4V的产品也会在今年年底、或2023年的年初量产。”
杨红新说,通过提升电压、提升材料整体克容量,三元“短刀”能量密度有望达到250wh/kg,可以铁锰锂、铁锂拉开一定的差距。
在快充性能方面,蜂巢能源的提升路线图是:“我们接下来所有的‘短刀’,1.6C是标配,我们正在开发2C-2.2C的铁锂,我们也在预研4C的磷酸铁锂。”
除此之外,杨红新透露,蜂巢能源在研究硅负极,也在开发固态电池技术、钠离子电池正极、负极、电解液等等。
蜂巢能源将有不同尺寸、不同快充能力、适合不同场景、覆盖全域化学体系的“短刀”产品
对于电池材料的创新和进化,杨红新认为,“这就是做电池有意思的地方,但是小企业会跟不上,因为要同时开发五代、六代产品,十几种体系配合到一起。庞大的投入,资源的需求,人才的需求,未来几年以后才会见效益,只有像我们这样重视研发,有一定资源的公司才能够坚持下去,很多小企业是没有办法全面开花做这件事情的。”
确实,当前的电池产业,早已不是资源密集型产业,也是技术密集型产业。无论研发和生产,都需要巨额的研发投入,生产设备、工艺创新和应用的投资。这使得电池企业的存活门槛,会越来越高。
2022年,蜂巢能源的“短刀”电池,出货量有望超过2GWh,为其全系“短刀”化打开局面。
“短刀”能够挥舞多久?要看蜂巢能源持续研发和生产创新。
研发方面,蜂巢能源第二代、第三代“短刀”的研发已经进行。生产方面,首个“短刀”产线建成投产后,蜂巢能源已经积攒了经验。下一个“短刀”产线,良率会更高、效率也会更高。