作为蜂巢能源探索面向未来锂电产业相关前沿技术和产品创新的重要基地，蜂巢能源全球锂电创新中心坐落于无锡锡山经济技术开发区，占地212亩，厂房面积9.7万平方米，分三期建设。目前8大创新实验室已基本建成并投入使用，涵盖锂电池的材料、设计、工艺、装备、AI智能等，同时拥有1个高精度高度自动化中试基地，1个综合测试分析中心。
参观活动现场
本次参观活动的主线，是与短刀电池从研发到量产相关的一系列测试验证。“涉及正负极材料、电解液的研发、样品试制和电池原材料的物理化学性能测试，电芯及电池包的电性能测试，以及安全性能验证三重关键环节的考验。”技术中心无锡试验部高级总监李辉博士向记者介绍。
在此前的2021蜂巢能源电池日上，蜂巢能源宣布将其电池全系“短刀”化。和比亚迪刀片电池相比，蜂巢能源的短刀电池也是长薄型铝壳电芯，但长度较短，不到600mm，而刀片电池长度可达960mm。蜂巢能源认为，短刀电池拥有刀片电池类似的长处：体积能量密度高、可以作为结构件做CTP，降低成本，易于散热，安全性高等。此外，由于它的长度不是太长，能够适配80%以上乘用车，生产工艺更好实现，有利于做到更高良品率。同时，蜂巢能源希望用“短刀”品类，兼容乘用车、商用车和储能等市场需求。当然，若要实现上述目标，研发测试体系的相关保障将是“定海神针”，发挥至关重要的作用。
由此，本次活动重点展示了该创新中心的电芯体系实验室、理化和电性能实验室和电池安全实验室。
电芯体系实验室主要针对电解液等前沿材料展开研发。据实验室负责人介绍，目前实验室已经具备正负极材料匀浆涂布；电解液配置、理化性能测试、氧化电位等电化学测试；样品封装测试等各项试验能力。
据介绍，在研发短刀L600电解液时，研发人员经过反复分析测试，最终采用低粘度溶剂，以此来提高电解液在零下低温环境中的流动性和电导率，从而改善长电芯的低温充电能力，有效解决冬天续航里程骤降的问题。同时电解液还特意增加了功能添加剂，在电池首次充电的时候，能够在负极发生聚合反应，形成一层坚固保护膜。该保护膜在高温下维持稳定不分解，使负极和电解液不发生有害反应，能够明显提升高温环境下使用安全和循环寿命。短刀电池还采用了耐高温和绝缘性优异的陶瓷隔膜，电池充满电针刺的情况下，不起火不冒烟，顺利通过行业严苛测试。
理化分析实验室共有40余台大型高精尖设备，拥有多达131项的系统化测试能力，覆盖材料开发、电池体系开发、电池机理及安全分析的所有测试需求。
工作人员介绍，释氧温度的高低和释氧量决定了材料高温热稳定性和安全性能。为了测试材料的释氧温度，蜂巢能源采用“同步热分析仪-气相色谱-质谱联用仪”来对材料释氧进行精确分析。电池内部的工艺控制及失效分析是电池研发的核心环节，为了能深入了解短刀电池的内部机理，蜂巢能源用工业CT对短刀电池做“体检”，通过X射线观察电池内部的结构和缺陷，如对齐度、褶皱等，监测精度达到纳米级，从而实现对于电池失效机理和制造工艺控制的深入研究。
李辉告诉记者，材料通过验证环节后，才可制作成电池样品，同时接受电性能验证。电性能实验室主要承担此项工作，如电池的容量、能量、不同荷电量下的开路电压和脉冲充放电能力，长期循环寿命、存储寿命、自放电等电性能，判断设计的电池是否达到设计要求。据悉，整个全球锂电创新中心的电芯测试区域共有1.26万个测试通道。
李辉强调，为了保证测试准确性，蜂巢能源的电芯性能测试模拟实际使用条件，用金属夹板模拟电芯在模块或电池包内的受力情况，并且监测充放电过程中压力变化，集成了温度、电压、压力数据采集。此外还有三电极测试，用辅助电压通道监测正、负极对金属锂的电压，寻找电池极限使用条件，避免析出金属锂，保证电池使用安全。
据悉，蜂巢能源还联手华为、清华大学等进行战略合作，推出了电池应用监测系统——蜂云平台。平台可对应用蜂巢能源电池系统的车辆实时运行状态进行监测，相应数据可用来开展后续的电池性能分析。截至2022年7月，已接入监测车辆超过37万辆，累计监测分析数据信息突破592亿条。此外，平台通过内短路预警、析锂预警、绝缘预警等算法模型，使用大量数据在云端进行AI模型训练并自动进行算法优化和升级，精准识别风险电池，轻微内短路可提前两个月预警，严重内短路可在热失控前数小时预警，最大程度保障电动车应用安全。
在完成了理化性能测试和电性能测试之后，短刀电池要真正走向量产，还需经历“高温、低温、高温高湿、温度骤变、盐雾、水浸、震动、机械冲击、挤压、针刺……”等各项“酷刑”，才能最终满足量产条件。
李辉介绍，安全性测试的目的在于验证动力电池系统在滥用情况下的安全性，最重要的目的在于验证动力电池系统保护自身的能力以及在发生危险情况下对乘员的保护能力，主要包括机械、环境和电气的可靠性和滥用等内容。目前，蜂巢能源已建立完整的电池安全实验室，占地5000㎡，现有设备30余套，可以进行电池单体、模块、BMS和电池包/系统的机械、环境和电气的可靠性性与滥用测试。
震动测试
海水浸泡实验
针刺实验
参观活动中，《中国汽车报》等媒体重点观看了短刀电池的针刺现场实验。在满电测试后，短刀电池不起火，不冒烟，针刺点温度低于35°C。李辉介绍，蜂巢能源L600短刀电池已通过系统化的安全性能测试，总体性能表现明显优于国家标准。顺利通过针刺试验，充分显示出短刀电池的高安全品质。
2019年，蜂巢能源首次展示了L600短刀片磷酸铁锂电池。2021年第三季度，蜂巢能源正式量产第一代短刀电池；蜂巢能源第二代L600短刀片磷酸铁锂电池预计在今年三季度量产。统计显示，2022年上半年，蜂巢能源以“黑马”之势跻身全球动力电池装机量榜单第十名。随着其全系“短刀”化战略全面落地，其市场份额有望实现进一步增长。
