企業(yè)創(chuàng)新評(píng)測(cè)實(shí)驗(yàn)室 - 蜂巢能源

首發(fā)于《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》，研究員：石黃

在汽車“新四化”的浪潮下，作為新能源汽車的核心部件之一，動(dòng)力電池邁入了高速增長(zhǎng)的階段。據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)SNE Research數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年一季度全球動(dòng)力電池裝車量達(dá)95.1GWh，較上年同期增長(zhǎng)93.3%。其中，全球裝車量排名前十的蜂巢能源，一季度裝車量達(dá)到1.3GWh，同比增長(zhǎng)137.5%。

裝車量大幅攀升的背后離不開(kāi)技術(shù)創(chuàng)新的支撐。蜂巢能源率先推出了世界首款無(wú)鈷材料電池，并同步開(kāi)展主流高鎳三元電池的研發(fā)優(yōu)化，以及在固態(tài)電池、鋰硫、鋰空氣電池等前沿技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行布局。根據(jù)智慧芽TFFI科創(chuàng)力評(píng)估平臺(tái)顯示，蜂巢能源的科創(chuàng)評(píng)估等級(jí)為A級(jí)，且目前已累計(jì)申請(qǐng)超過(guò)3100件專利，專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)快速上升的趨勢(shì)。近年來(lái)，關(guān)于蜂巢能源能否依靠技術(shù)創(chuàng)新建立差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，占據(jù)更高的市場(chǎng)份額引發(fā)了行業(yè)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

持續(xù)加大技術(shù)創(chuàng)新，建立差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

在新能源行業(yè)中，市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的建立離不開(kāi)深厚的技術(shù)積累，而持續(xù)不斷的研發(fā)投入則是筑高技術(shù)壁壘不可或缺的條件之一。

據(jù)智慧芽TFFI科創(chuàng)力評(píng)估平臺(tái)，在新能源汽車相關(guān)設(shè)施制造產(chǎn)業(yè)中的科創(chuàng)評(píng)估等級(jí)為A級(jí)，在全球158個(gè)國(guó)家/地區(qū)中累計(jì)申請(qǐng)專利超3100件，其中發(fā)明專利近1200件，展現(xiàn)出較高的技術(shù)創(chuàng)新水平。此外，從專利申請(qǐng)趨勢(shì)看，蜂巢能源成立至今的年申請(qǐng)量呈現(xiàn)快速攀升的趨勢(shì)。整體而言，蜂巢能源的專利布局主要聚焦于在電池包、電池模組、鋰離子電池、動(dòng)力電池、正極材料等技術(shù)領(lǐng)域。（如圖1）

圖1：蜂巢能源專利技術(shù)布局（來(lái)源：智慧芽）

值得一提的是，從專利合作申請(qǐng)中可以看到，蜂巢能源近2年開(kāi)始探索與高校進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，目前已與清華大學(xué)和成均館大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)建立合作。

受益于充足的技術(shù)儲(chǔ)備，蜂巢能源現(xiàn)已積累了豐富的創(chuàng)新成果，逐步建立了差異化的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在工藝創(chuàng)新上，蜂巢能源率先將高速疊片工藝應(yīng)用于方形硬殼電池領(lǐng)域，推出方形疊片三元電池。數(shù)據(jù)顯示，相較于傳統(tǒng)卷繞工藝的電池，疊片工藝電池的邊角處空間利用率更高，能量密度可提高5%；全生命周期更低的變形和膨脹，可將循環(huán)壽命提升10%以上；此外，邊緣結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)適應(yīng)性更好，電池安全性也更高。

與此同時(shí)，在電芯創(chuàng)新上，蜂巢能源率先推出了具有高耐熱、自愈合特點(diǎn)的果凍電池，其電解質(zhì)呈凝膠狀，擁有廣泛電化學(xué)適應(yīng)性，可以適配高鎳、無(wú)鈷、中鎳等不同體系。

深耕“無(wú)鈷”技術(shù)領(lǐng)域，率先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車

鈷是三元鋰電正極材料中的重要組成部分，但受制于蘊(yùn)藏量與開(kāi)采量，鈷價(jià)始終居于高位。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)數(shù)據(jù)顯示，全球探明鈷礦儲(chǔ)量760萬(wàn)噸，且鈷礦資源分布極度不均，剛果(金)、澳大利亞等國(guó)最為富集，而中國(guó)的鈷礦資源儲(chǔ)量占比僅約1%。為擺脫資源和成本的限制，“低鈷”甚至“去鈷”一直是產(chǎn)業(yè)界努力的方向。

在此大背景下，“無(wú)鈷”作為蜂巢能源的重要的行業(yè)標(biāo)簽之一，其相關(guān)技術(shù)的研發(fā)歷來(lái)是行業(yè)內(nèi)外最為關(guān)注的重點(diǎn)。據(jù)智慧芽此前發(fā)布的《鋰二次電池行業(yè)白皮書》指出，蜂巢能源主要通過(guò)中高鎳體系來(lái)做“無(wú)鈷材料”，同時(shí)結(jié)合“陽(yáng)離子摻雜技術(shù)、單晶技術(shù)和納米網(wǎng)格化包覆技術(shù)”三大核心技術(shù)較大地改善無(wú)鈷層狀材料的鎳鋰離子混排問(wèn)題以及循環(huán)壽命等制約無(wú)鈷電池發(fā)展的重大問(wèn)題。

智慧芽數(shù)據(jù)顯示，蜂巢能源目前共有90余件應(yīng)用于“無(wú)鈷”技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)，其中發(fā)明專利占比超過(guò)96%。從技術(shù)布局看，上述專利主要集中于基體材料、前驅(qū)體、包覆劑、正極極片、單晶材料等相關(guān)領(lǐng)域。

進(jìn)一步分析，蜂巢能源的陽(yáng)離子摻雜技術(shù)，通過(guò)陽(yáng)離子選擇Al、Zr、B和W種的一種或多種，集合梯度濃度的設(shè)置方式，提升無(wú)鈷正極材料的倍率和循環(huán)性能；而單晶技術(shù)與納米網(wǎng)格化包覆技術(shù)，則是通過(guò)將氫氧化鋰與氫氧化鎳錳混合、煅燒、破碎制備單晶顆粒，然后采用二氧化鈦、陶瓷氧化物和/或鹵化物等對(duì)單晶顆粒進(jìn)行包覆處理。（如圖2）

圖2：蜂巢能源無(wú)鈷產(chǎn)品典型專利技術(shù)

（來(lái)源：智慧芽《鋰二次電池行業(yè)白皮書》）

作為無(wú)鈷電池的領(lǐng)先企業(yè)，若能依托于持續(xù)不斷的研發(fā)創(chuàng)新，將“無(wú)鈷電池”與其他創(chuàng)新工藝相結(jié)合，建立差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，或?qū)⑦M(jìn)一步提升自身的市場(chǎng)份額，并為動(dòng)力電池行業(yè)的“去鈷”技術(shù)之路提供有效助力。

硬科技

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