組合拳
也許有人會(huì)問(wèn):難道寧德時(shí)代們不可以快速轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰,化解王傳福發(fā)動(dòng)的攻勢(shì)嗎?
很難,因?yàn)橥鮽鞲5墓?shì)不是一記“絕殺”,而是一套“組合拳”。
這套組合拳攻勢(shì),除了化學(xué)材料體系的更迭、動(dòng)力電池成組方式的革命之外,還包括:
1.商業(yè)模式的全面轉(zhuǎn)型。
2.新產(chǎn)品:刀片電池是一款全新的車(chē)規(guī)級(jí)動(dòng)力電池。
3.制程工藝、制造設(shè)備的顛覆。
4.專利布局。
5.龐大的產(chǎn)能儲(chǔ)備。
上述的布局中,很多的環(huán)節(jié),除了資金投資之外,還有很長(zhǎng)的時(shí)間門(mén)檻,且很多環(huán)節(jié)不能并行推進(jìn)。
在這次發(fā)布會(huì)上,弗迪電池有限公司正式被推到前臺(tái)。
這家公司就是比亞迪動(dòng)力電池業(yè)務(wù)的核心主體。
此前,我們看到了長(zhǎng)安、奧迪等公司欲參與投資比亞迪電池的身影,相信會(huì)有更多的傳統(tǒng)汽車(chē)巨頭,可望成為這家公司的戰(zhàn)略投資者并鎖定供應(yīng)關(guān)系。
何龍,比亞迪負(fù)責(zé)電池業(yè)務(wù)的副總裁,首次以弗迪電池有限公司董事長(zhǎng)的身份公開(kāi)對(duì)外亮相。
在發(fā)布會(huì)上,何龍宣布,比亞迪已經(jīng)擁有了全球最大的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池產(chǎn)能。
弗迪電池有限公司的第一個(gè)刀片電池樣板工廠位于重慶璧山,投資達(dá)100億元,產(chǎn)能達(dá)20GWh,這個(gè)工廠在經(jīng)過(guò)了一年多時(shí)間的建設(shè)之后,已經(jīng)進(jìn)入SOP狀態(tài)。
刀片電池,將會(huì)成為比亞迪數(shù)字化供應(yīng)鏈全面開(kāi)放外供的“急先鋒”。
何龍稱,所有你能想象得到的汽車(chē)品牌,都在和弗迪探討基于刀片電池的合作方案,相信很快大家就可以聽(tīng)到和看到更多精彩的消息。
此外,在產(chǎn)能儲(chǔ)備上,王傳福已經(jīng)布下了多顆棋子。
除重慶璧山工廠之外,比亞迪在長(zhǎng)沙有20GWh產(chǎn)能規(guī)劃,在西安有30GWh的產(chǎn)能規(guī)劃。這些產(chǎn)能規(guī)劃,在需要的時(shí)候可以用可控的方式上量,快速收割市場(chǎng)。
這些產(chǎn)能如果全部達(dá)產(chǎn)之后,將可以覆蓋現(xiàn)階段中國(guó)大多數(shù)新能源汽車(chē)的動(dòng)力電池供應(yīng)。
刀片電池作為一個(gè)產(chǎn)品本身,是另一個(gè)難以被快速突破的門(mén)檻。
比亞迪刀片電池最顯著的特點(diǎn),就是自身的長(zhǎng)度達(dá)960mm,甚至根據(jù)需求,長(zhǎng)度可以從600mm變換到2000mm。

這樣的結(jié)構(gòu),使得可以將這些超長(zhǎng)的“刀片”橫過(guò)來(lái),沿著汽車(chē)底盤(pán)軸距的方向疊在一起,形成了一個(gè)堅(jiān)固的動(dòng)力電池Pack。
正是這種大長(zhǎng)度的刀片狀形狀,才能夠去掉模組,將電芯直接疊在一起組成電池包,從而將體積比能量大幅度提升50%,即原來(lái)磷酸鐵鋰塊狀電池Pack的體積利用率為40%,而比亞迪刀片電池Pack的體積利用率提升到了60%。
然而,長(zhǎng)度將近1000mm的大電芯,對(duì)制造而言是一個(gè)瘋狂的事情,這對(duì)設(shè)備、工藝的挑戰(zhàn)是巨大的。
一款全新的車(chē)用動(dòng)力電池的研發(fā),除了材料體系的迭代之外,需要經(jīng)過(guò)A樣、B樣、C樣、D樣等多個(gè)復(fù)雜環(huán)節(jié)。
在研發(fā)中,需要確保產(chǎn)品達(dá)到此前計(jì)劃的參數(shù)和性能,比如能量密度、循環(huán)特性、溫寬、充放電倍率。
在性能研發(fā)完成之后,隨后需要進(jìn)入驗(yàn)證環(huán)節(jié)。
在這些環(huán)節(jié)中,甚至?xí)度霐?shù)千臺(tái)設(shè)備來(lái)對(duì)這些樣品進(jìn)行循環(huán)測(cè)試,模擬各種工況、溫度和環(huán)境,夜以繼日地進(jìn)行測(cè)試、反饋和調(diào)整。
請(qǐng)注意了,哪怕這些樣品完成上述測(cè)試之后,依然需要放到車(chē)?yán)锩,在?shí)地環(huán)境進(jìn)行夜以繼日地路試。
如果確信電芯產(chǎn)品的研發(fā)成功在望,將會(huì)進(jìn)入到下面的一系列極具挑戰(zhàn)的研發(fā)環(huán)節(jié),即進(jìn)行制程研發(fā)、工藝開(kāi)發(fā)、產(chǎn)能建設(shè)、生產(chǎn)調(diào)試、SOP、爬產(chǎn)……
一款動(dòng)力電池產(chǎn)品的研發(fā)和量產(chǎn),請(qǐng)做好2年的準(zhǔn)備。
比亞迪刀片電池背后,另外一個(gè)革命性的突破,就是采用疊片工藝,而且是大電芯疊片工藝,高速疊片技術(shù)。
這幾乎又是一個(gè)難以逾越的門(mén)檻。
事實(shí)上,大尺寸的刀片電芯,只能采取疊片工藝進(jìn)行生產(chǎn),而大尺寸高速疊片技術(shù),對(duì)于所有動(dòng)力電池制造商而言,又是難上加難。
這樣的制程,在短時(shí)間之內(nèi)是沒(méi)有可能被突破的,涉及的工作太多了,包括高速大尺寸可調(diào)的疊片機(jī)、分切設(shè)備和疊片工藝等很難突破的門(mén)檻。
截止目前,寧德時(shí)代們采用的制造工藝依然卷繞為主。
卷繞的優(yōu)勢(shì)是,制造設(shè)備和工藝均比較成熟,穩(wěn)定,產(chǎn)能高和良率可控。

但是,卷繞的問(wèn)題一目了然,無(wú)法制造大電芯和長(zhǎng)電芯,寧德時(shí)代目前制造的最大的電芯,長(zhǎng)度為220mm的樣子。
此外卷繞工藝做出來(lái)的電芯在內(nèi)阻、內(nèi)部溫度一致性、內(nèi)部應(yīng)力等方面,都無(wú)法與疊片工藝匹敵。
在國(guó)內(nèi),蜂巢能源科技也采用了疊片的技術(shù),但他們的最大電芯尺寸最高可以沖刺到400mm,現(xiàn)階段制造的最大長(zhǎng)度還是220mm。
為何做大電芯難度會(huì)這么大呢?這會(huì)涉及到輥壓、分切、疊片機(jī)的制造精度誤差問(wèn)題。比如分切的刀片,長(zhǎng)度要達(dá)到2000mm的時(shí)候,它的誤差率將會(huì)大大高于刀片長(zhǎng)度只有400mm的,這在高速運(yùn)作的流水線中,對(duì)效率和良率會(huì)帶來(lái)致命的挑戰(zhàn)。
這也是為何LG化學(xué)的波蘭工廠,將引入高速寬幅涂布機(jī)之后,就造成了良率的大幅下滑,不得不停產(chǎn)返修,造成了奧迪e-tron、捷豹I-Pace等工廠的停產(chǎn)。
動(dòng)力電池制造產(chǎn)業(yè)和芯片制造產(chǎn)業(yè)非常像,在這個(gè)領(lǐng)域,6西格瑪?shù)馁|(zhì)量要求是基本門(mén)檻。
動(dòng)力電池需要在微米級(jí)的精度上進(jìn)行高速的作業(yè),其制造環(huán)境,對(duì)粉塵、水蒸氣、溫度,有著極其嚴(yán)苛的要求,任何顆粒物或者毛刺的出現(xiàn),都將會(huì)對(duì)動(dòng)力電池在10年的生命周期中造成致命的質(zhì)量瑕疵。
在這樣的環(huán)境下進(jìn)行制造,對(duì)設(shè)備精度和制造工藝的要求是極高的。
以寧德時(shí)代為例,如果想將卷繞工藝切換為疊片工藝,轉(zhuǎn)產(chǎn)刀片電池,將會(huì)發(fā)生什么?
這里會(huì)帶來(lái)的問(wèn)題包括:
1.高速疊片機(jī)問(wèn)題。
大家如果知道芯片制造中的光刻機(jī),就知道這些高精密制造的設(shè)備,在尋找供應(yīng)商方面會(huì)是一個(gè)巨大的問(wèn)題。
在此之前,國(guó)內(nèi)公開(kāi)采用疊片技術(shù)的只有蜂巢能源科技,他們遇到的挑戰(zhàn)正是高速疊片機(jī),當(dāng)前還在逐步的解決之中。
縱向一體化的比亞迪顯然控制了高速疊片機(jī)這樣的制造設(shè)備。
2.恐怖的產(chǎn)能改造。
哪怕寧德時(shí)代們經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,突破了高速疊片機(jī)以及分切設(shè)備的研發(fā)和供應(yīng)問(wèn)題,還將會(huì)涉及到龐大的產(chǎn)能改造問(wèn)題。
首先,疊片機(jī)和分切設(shè)備的更換,將會(huì)讓寧德時(shí)代額外支出一筆高額的設(shè)備購(gòu)置成本,大概會(huì)占到整體設(shè)備費(fèi)用的25%。
比亞迪重慶璧山工廠1GWh的產(chǎn)能建設(shè)成本為5億元。
使用卷繞工藝的寧德時(shí)代,轉(zhuǎn)向疊片工藝時(shí),其成本和比亞迪相比,將會(huì)只高不低。
到2020年底,寧德時(shí)代動(dòng)力電池的總體產(chǎn)能將達(dá)到100GWh,可感受一下這個(gè)產(chǎn)能改造的成本,估計(jì)會(huì)在100億-150億元之間。
即使不考慮改造成本,將卷繞工藝切換到疊片工藝,工程改造的時(shí)間也將會(huì)非常嚇人。
此前,寧德時(shí)代把三元622的產(chǎn)能升級(jí)為三元811的產(chǎn)能,因?yàn)橹簧婕安牧象w系的變化,制造設(shè)備幾乎不用動(dòng),環(huán)境和工藝上做一些調(diào)整,大概一個(gè)月時(shí)間就夠。
但是,卷繞設(shè)備和疊片設(shè)備完全不一樣,占地面積也不一樣。這樣的改造,涉及到廠房的重新改造,生產(chǎn)線的重新安裝,是要大興土木的。
這樣的工作,如果能夠在6個(gè)月之內(nèi)完成,恐怕都是一個(gè)奇跡。
3.工藝挑戰(zhàn)。
疊片工藝和卷繞工藝,是兩種完全不一樣的工藝,機(jī)器設(shè)備到位之后,與對(duì)應(yīng)的工藝進(jìn)行磨合,也需要很長(zhǎng)的時(shí)間。
動(dòng)力電池的生產(chǎn)線,是一條流水線,由很多設(shè)備組成,這些設(shè)備需要負(fù)責(zé)勻漿、涂布、輥壓、分切、疊片、裝配、封裝、注液、化成、老化、分容、質(zhì)檢等一系列流程。
流水線生產(chǎn)要求確保每一個(gè)環(huán)節(jié)的操作時(shí)間是相同的,且不能出現(xiàn)任何質(zhì)量上的瑕疵,任何一個(gè)工藝出現(xiàn)問(wèn)題都將會(huì)促使整條線的停機(jī)。
這就需要把所有的機(jī)器根據(jù)自己的工藝融入到整個(gè)生產(chǎn)流程,與每一個(gè)工位的工序配合起來(lái),一條全自動(dòng)化的生產(chǎn)線,幾百個(gè)工序,在時(shí)間上需要嚴(yán)絲合縫地匹配起來(lái),按照相同的節(jié)拍工作,且在精度上達(dá)到極高的標(biāo)準(zhǔn),絕不是容易的事情。
一條高效的產(chǎn)線最后要達(dá)到成為“一個(gè)人”的這種狀態(tài)。
在國(guó)內(nèi),此前不少動(dòng)力電池制造商,購(gòu)買(mǎi)了設(shè)備之后但難以完成產(chǎn)線的調(diào)試,并不是什么新鮮的事情。
當(dāng)然了,上述假設(shè)需要有一個(gè)前提,就是“寧德時(shí)代版”刀片電池的產(chǎn)品研發(fā)和工藝研發(fā)已經(jīng)搞定了。
鑒于上述種種原因,對(duì)于三元體系的動(dòng)力電池制造商而言,跟進(jìn)磷酸鐵鋰刀片電池,在短期之內(nèi)并不是一個(gè)靠譜的可選項(xiàng)。
王傳福憋了兩年的大招,不是那么容易攻破的。