【能源人都在看,點擊右上角加'關注'】
蜂巢無鈷電池
9月第十,10月第九。
這是蜂巢能源近兩個月動力電池裝機量排名。
按照蜂巢能源總裁楊紅新的計劃,明年工廠有效產能將突破6Gwh,裝機量衝擊第三。
從默默無聞,到橫空出世,到產量迅速攀升,乃至蓄勢衝擊行業前列,這個成立僅2年的動力電池企業,為什麼能有這樣的爆發力?
背靠長城汽車是很多人能想到的理由。但是長城給蜂巢的,只是訂單嗎?為什麼長城孵化了蜂巢,上汽、吉利沒有?
放棄卷繞,敢用疊片;直衝高鎳,首發無鈷……初生的蜂巢能源,在技術和產品路線上,聚焦別的動力電池企業不敢做、還沒有做的品類——你能看到長城汽車遵循「定位戰略」的成功經驗,又能看到創業公司試圖以弱勝強的顛覆式創新策略。
這些,是《電動汽車觀察家》11月23日,在蜂巢能源保定研發中心,深度訪談楊紅新和兩位蜂巢骨幹的體會。
蜂巢能源一開始的系列品牌傳播引人注目乃至猜疑,現在細看,它不純是炒作,而是背後有一套後來者追趕領先者的策略。
1
兩次從0到1的80後
蜜蜂的巢穴是六邊形,結構穩固。石墨烯的原子結構就是六邊形。
蜂巢能源的蜂巢二字,就是取這個安全、穩定的意思——因為這正是動力電池必需的特點。
這個名字,來源於80後總裁楊紅新和同事的討論。
蜂巢能源總裁楊紅新
2003年,楊紅新在河北大學畢業。這個河北涿州人沒有多想,就加盟了保定的長城汽車。他進入長城汽車研究院,做產品的認證測試工作。
正趕上長城汽車大量啟用年輕人的時光,楊紅新只用了三年,就開始從事技術項目管理工作。隨著長城汽車研究院的建制變化,他歷任長城汽車技術中心副主任、長城汽車動力電池事業部總經理等職。
從認證測試項目管理,做到汽車材料研究,到全面負責新能源三電系統開發,EV、PHEV整車開發,再到蜂巢能源獨挑大梁——楊紅新是典型的從內部培養起來管理者。
與他長期共事的同事評價他:思路清晰、敢想敢幹,成果轉化能力強。
接受魏建軍委派,擔綱蜂巢能源總裁,楊紅新自己認為,與他有兩次「從0到1」的經歷有關。
第一件事就是為長城打開通往歐盟的大門——負責走通歐盟的車輛認證測試和法規。楊紅新回憶說,歐盟的認證和法規要求非常廣泛,涉及回收、有毒有害物質要求、N-CAP法規要求、行人保護、油耗要求,此外還要滿足當地保險法規要求等。
在國內很多認證法規尚屬起步階段,缺乏相關的測試方法和實驗室。
第二件是建立材料研究院。楊紅新在研究國外認證和法規時發現,長城對材料缺乏研究,比如耐腐蝕性得能滿足歐洲大陸性潮溼氣候的要求,沒有鍍鋅板、高強度鋼等等。
此時的他管理兩個部門,一個國際市場推進部,就是前述的管理車輛認證和法規的部門;另一個是後來成立的材料研究院。
在通過一系列努力後,2008年,長城已經有4款車通過歐盟認證,也是全國第一個做進歐盟的車企。
此時,小有成績的楊紅新被調往新能源汽車工程研究院,並託管電池項目組。對於為何是他管理新能源項目,楊紅新的理解是,那時候長城汽車公司內部了解新能源汽車的人並不多,基本是從零開始。他之前負責過幾項從無到有的項目,或許他比較合適。
當然,楊紅新也沒有辜負魏建軍的重託,從品牌宣傳上來看,蜂巢能源已經取得階段性成果;市場層面,也開始開花結果。
2
「撂三天」後的大事
「魏總經常說,大事撂三天。」蜂巢能源的戰略發展部總監趙津爽說。
趙津爽和楊紅新同年加入長城汽車,他在長城汽車戰略部工作多年,為魏建軍等集團高層提供戰略支持,也見證了長城汽車諸多戰略決策過程。
長城的新能源汽車項目就是「撂三天」之後,才開始發力的。
人們第一次看到長城汽車新能源車型,是在2017年5月。
當時長城首款新能源汽車C30EV上市。但是長城汽車沒有為這款車的上市舉行發布活動,而是以上市公司公告的形式披露了這個消息,並且提醒投資者「C30EV 為新上市產品,產品銷售存在不確定性」。
長城C30EV
可見長城對這款車的銷量並沒抱有多大希望。
與此相對的是,北汽新能源已經在2014年開始交付新能源汽車;2014-2015年,造車新勢力企業如雨後春筍般出現;2016年的新能源汽車銷量榜單上,比亞迪、吉利、北汽、奇瑞、眾泰、上汽都已經是排行榜上的銷量過萬的頭部企業。
這樣的對比下,讓人不禁覺得,長城似乎不重視新能源汽車的研發。
事實恰恰相反,長城對新能源汽車預研時間非常早。根據楊紅新的介紹,在二零零幾年的時候,長城就開始預研新能源汽車,電芯項目的預研工作早在2012年就已經開啟。
早早開啟研究的長城並不急於出成果,而是花費了大量金錢和時間來摸索技術路線。
「我們要做真正代表未來的電動汽車,不想為了應付國家政策做一些油改電的車。」在楊紅新看來,2014-2015年的時候,新能源汽車前景還不清晰,需要冷靜地看清發展趨勢。
真正下定決心開發新能源汽車,還是長城汽車董事長魏建軍親自拍板決定的。
趙津爽對《電動汽車觀察家》說,當時長城戰略部還不如魏總看得透,「我們覺得(新能源汽車)這東西又不掙錢,為什麼要做?而且做出來的車又那麼貴,充電怎麼辦?電池那麼貴怎麼辦?」
不過,既然魏建軍決定發力新能源,長城汽車在該領域的投入就迅速加大。
楊紅新表示,長城汽車實際學習了華為的「壓強原則」。所謂「壓強原則」,用任正非的話說,重達幾十噸的坦克,可以在沙漠中行駛,因為寬大的履帶分散壓力;小小的釘子可以穿透硬物,因為它將衝擊力集中在一點。華為將有限的資源集中於一點,在配置強度上大大超過競爭對手,以求重點突破,然後迅速擴大戰果,最終達到系統領先。
長城汽車一旦看準的戰略方向,就採用壓強策略,即集中資源、重點攻克,以強大的研發投資、人才投資、最現代化的工廠投資,短時間內出成果。
長城汽車迅速組織力量研發出純電動汽車的正向平臺。目前歐拉品牌的主要車型,都是基於長城ME純電平臺打造。
蜂巢能源也是在這種情況下誕生、發展起來的。
楊紅新表示,長城之所以會重金打造動力電池,是基於以下幾個判斷,第一,未來動力電池需求總量會很大;第二,動力電池對整車成本影響太大;第三,動力電池技術是電動汽車的核心技術。因此,長城必須要掌控這一技術。
2016年12月長城成立電池事業部,2018年2月獨立為蜂巢能源科技有限公司。順理成章地,楊紅新挑起了蜂巢能源的大梁。
3
排除法,選定方形、三元、疊片
蜂巢能源現在展現出來的技術路線選擇,明確且堅定。但他們也經歷過艱難的路線選擇。
楊紅新甚至用「痛苦」來形容技術路線決策過程。「因為大家沒做過,而且當時技術路線也並不清晰。」
當時,還是長城動力電池技術路線面臨三項選擇。
一是,圓柱、方形和軟包怎麼選擇?特斯拉採用圓柱電池,另外當時用軟包電芯的市場佔比要高於方形。
統計數據顯示,2015年國內方形、圓柱、軟包鋰電池產量分別為17GWh、10.1GWh、19.8GWh,軟包電池佔比最高。
二是,做什麼化學體系,三元還是磷酸鐵鋰?好在當時政策比較明朗,國家鼓勵能量密度的提升,這三元基本是大方向。
三是,用什麼方式製造,疊片還是卷繞?軟包電池大多採用疊片式,方形和圓柱則是典型的卷繞生產方式。
他們採用排除法,進行決策。
首先,軟包對製造要求太高,鋁塑膜易被劃傷、鋁塑膜密封以及成組方面,以當時的技術條件就很難做到完美,安全性存在一定隱患;鋁殼就相對要好一些,尤其密封性比較好,而且不怕劃傷。
最終促使他們下定決心採用方殼的,是2014年寶馬i3的上市。寶馬i3採用的就是方殼電芯。「因為我們非常看好寶馬對品質的要求及路線的判斷。」
當然,蜂巢也沒有放棄圓柱,因為當特斯拉圓柱正在蓬勃發展.為了以防萬一,長城的研發團隊分為圓柱和方形兩個團隊,中試線和項目組是按照這兩種配備。
其次,是確定正極材料。對此,長城倒是沒有猶豫,堅定三元路線的立場,這是基於國家政策對高能量密度鼓勵上確定的。
第三,生產工藝選擇上,疊片還是卷繞,長城內部爭議很大。韓國專家建議做疊片;中國工程師則是建議做卷繞。韓國專家做疊片的理由是,基於他們做過大量的研究對比測試,認為疊片的性能非常好,包括壽命和能量密度都非常出色;國內專家反對的原因是,疊片生產效率太低,且毛刺粉塵不容易控制。「所以我們當時選擇的也是兩條腿走路。」
這些到2017年的時候就基本都明確了。經過大概半年多不到一年的對比測試和分析後,他們決定放棄圓柱。「我們經過測試對比發現,方形的能量密度可以做得更高、電池更大、串並聯更少,而且可靠性更好。」楊紅新表示。
隨後在工藝選擇上也做出了決定。長城也對卷繞和疊片做了測試對比,發現在追求更高功率和能量密度方面,疊片電池更具優勢。
蜂巢高速疊片工藝
蜂巢能源無鈷產品線總監李佳佳,更為詳細地解釋選擇疊片工藝的邏輯。李佳佳介紹,在做NCM811體系的產品後,他們要想在同樣的尺寸下,把能量密度再提高,在卷繞的設計空間下已經比較難了。「保證整體的空間的利用率,我們設計的壓實都比較高,因此發揮能量的材料已經很難都裝進電芯了。」
其次,卷繞工藝下,極片是有弧度的,在後期使用過程中,會產生膨脹,拐角處有斷裂風險,從而產生安全問題。
第三,長城作為一家車企,深刻理解一點:車輛對功率的追求,其實不亞於對其他的追求,所以他們想要提升功率密度。但是從設計角度,功率和能量密度不能兼顧。「要達成長城對車輛性能的要求,卷繞電芯總是差這麼一點點,最終只有採用疊片工藝,功率上才能滿足要求。」
在這時,長城恰巧找到了高速疊片技術的合作夥伴,將毛刺、粉塵等問題都解決了。
至此,長城動力電池路線確定為三元方形疊片電池,其內部的技術路線之爭終於塵埃落定。雖然蜂巢也有做磷酸鐵鋰的計劃,但是作為儲能產品和非主力產品存在。
技術路線明晰之後,長城汽車就開始了深度布局。
原材料是電池企業的大頭成本,布局上遊原材料作為常規動作,長城也不例外。
2017年,長城入股澳大利亞皮爾巴拉鋰礦公司,然後又參股廣西天源,著手解決上遊原材料問題。
但是都靠別人也不安全,長城還自己生產一部分正極材料:2020年5月,蜂巢能源還在江蘇金壇申報了年產20000噸鋰電池正極材料項目。
此外,從2018年開始,大規模人事招聘,工廠的規劃也開始展開。「壓強」不斷增大,蜂巢即將破繭而出。
4
率先推出無鈷、四元產品
也就是在2017年,長城汽車明確了動力電池業務要獨立發展的路線。2018年2月,蜂巢能源成立。魏建軍旗下的保定市瑞茂企業管理諮詢有限公司,成為蜂巢能源的初始資本來源。
繼承了長城汽車動力電池事業部的技術路線選擇後,蜂巢的問題是,選擇什麼產品?
三元技術路線下的產品種類也很多,NCM523、NCM622、NCM811(也就是通常提到的三元5系、6系和8系)等。
在楊紅新看來,三元5系電池已經比較成熟,肯定要做能量密度更高的電芯,「所以我們做811,同時考慮鈷礦價格不穩定、壟斷性強等問題,將低鈷、無鈷電池提上日程。」
(1)一次窯爐中的試驗,拉開蜂巢無鈷序幕
特斯拉、寧德時代等企業都提出對無鈷電池的期待,蜂巢則率先將產品落地。
2020年5月18日,蜂巢能源舉辦了《無鈷·芯未來》的線上發布會,亮相了兩款無鈷電池。
在此之前,無鈷電池只停留在文獻中。
據李佳佳介紹,蜂巢能源第一次確定無鈷電池的可行性,是在技術中心樓下的窯爐中:一次他們的技術人員燒了一次實驗,做了一組數據,他們發現這組數據表現比預期好得多。
隨後技術人員從原材料到整車、一遍一遍去推演,預測它會有什麼性能、有什麼劣勢,最後發現它在整車上也是可用的。「原來說無鈷電池可能功率密度低,發熱比較高,但是我們一遍一遍的論證發現沒什麼大問題,於是馬上立項。」
李佳佳表示,「預研立項後,項目組立刻做出產品去測試,然後更新、改進,做到現在B樣階段,發現很多基礎數據比三元電池還好,例如,電池的循環性能、常溫下的直流內阻都比較好,唯一差一點的是,電池到10%—15%剩餘電量時,內阻會大一點,只有這一點可能是無鈷電池最大的劣勢了。」
蜂巢兩款無鈷電池
目前蜂巢的無鈷電池已經開始送樣了。李佳佳表示,已經大概送了有10個OEM廠家去測評,已經收到的兩個反饋都表示非常好。其他的測試結果,今年年底明年年初大部分的評估都會出來。對於測試結果,李佳佳信心十足。
12月2日,蜂巢能源舉行電池日活動。楊紅新在活動上表示,無鈷電池,當天起接受全球預定。他還督促說,要抓緊預定,因為明年產能緊張。
而且,首個量產供應項目已經確定。蜂巢無鈷電池會在明年6月份量產,7月份搭載到長城第一款搭載無鈷電池的電動汽車上,並上市銷售,續航600公裡。
(2)立項四元電池,解決NCM811安全問題
除了無鈷電池,蜂巢能源另一個材料路線的創舉是四元電池。
楊紅新介紹說,之所以開發四元電池,是因為發現生產NCM811難度很大,最大問題是產氣和循環性能低。
高鎳的NCM811材料在暴漏於空氣中時,很容易受空氣中的水分、二氧化碳等雜質的影響,導致鋰離子電池在循環過程中,出現產氣和循環性能衰降等問題,影響鋰離子電池的循環穩定性。
也就是說,生產NCM811需要極其嚴苛的環境。
因此,長城開始考慮如何解決NCM811的安全問題,自此便開啟了四元電池的研發。
12月2日的電池日上,楊紅新更新了四元電池研發的進展。
他透露,蜂巢的四元電池,將從原來的高鎳路線走向中鎳路線,「把鎳比例降下來,又安全,又要便宜」。
這款NCMA電池,蜂巢也做成了單晶高電壓的,能量密度和811相當。但是,安全性大幅提升,DSC溫度可以比三元提高10~15度,循環壽命可達3000次,比811也好很多。
確定技術、產品路線之後,蜂巢能源要做的就是堅定推進研發和試製。
「2017年定路線,2018年出成果。」2018年,蜂巢很多的產品都進入B樣階段,各項測試結果都非常理想。
而從2020年底的裝機量爬升,以及2021年有效產能的計劃可以看出,蜂巢正朝著自己確定的技術、產品方向隆隆開進。
而且,蜂巢持續投入新技術的研發應用,在電池日上,蜂巢又展示了果凍電池,熱阻隔電池包,蜂雲監控平臺,生產線的AI容量預測、AI智能焊接、AI自放電檢出,第二代、第三代疊片工藝,幹法塗布,矽石墨烯,固態電池等技術的研發進展。這些將確保未來的幾年,蜂巢仍具備技術優勢。
5
三大理論法寶:
品類理論+顛覆式創新+華為IPD工作法
在起步、追趕階段,蜂巢能源有三大理論法寶:長城沿用的裡斯諮詢公司聚焦、定位和品類理論;顛覆式創新理論,以及華為的IPD體系。
2019年,產品進入成熟階段,蜂巢能源開始對外宣傳。
作為一個汽車零部件企業,如此高調開發布會還是非常罕見的。
(1)聚焦和品類理論的力量
楊紅新對《電動汽車觀察家》表示,蜂巢能源如此高調的開發布會,背後是有方法論支撐的。「一直以來,長城汽車都是按照裡斯的方法論在推行,從最早的定位理論,後來演變到聚焦理論,再演變到現在的品類理論。」
長城從最早的皮卡起家,做到SUV王者,品類理論起到了重要作用。
魏建軍本人,曾專門就品類理論發表過一次演講。
他在演講中回憶,長城起步的皮卡市場非常小眾,合資公司在中國很少投入,即使投入也是比較高端,中國國內的這些自主品牌又不特別重視,所以長城就瞄準了這個非常小的細分市場,當時採用的正是品類戰略。
後期將公司做大,進入SUV領域也是這個思路。「皮卡的市場非常小,可誰都想把企業做大,所以我們後來就選擇進入SUV這個市場,當時SUV這個市場也是非常小。」魏建軍說。
魏建軍坦承,他們中間出現過動搖,長城在做SUV的時候,也一度推出過轎車和MPV。多條腿走路的後果就是,在經營上,企業的投入很大,但是銷售量、利潤表現並不盡人意。
當時恰好趕上2008年金融危機,裡斯公司再次給出建議:不要做「小通用」。長城經過艱難抉擇,最後還是逐步退出了轎車產品的開發,全面轉向SUV。
因為聚焦和品類戰略,長城已經連續22年成為皮卡國內、出口銷量第一;同時也是國內SUV品類的領導者。
現在提起長城,人們會自然聯想到皮卡和SUV。
作為見證者,楊紅新對定位、聚焦和品類理論非常認同。
楊紅新認為,提起一家公司必須有一個標籤。「提起特斯拉,想到它是智能電動化的代表者;提起理想,想到它是裡程無憂增程技術路線的代表者;提起小鵬,想到的則是智能駕駛;提起蔚來,想到的是用戶體驗和服務;提起 LG化學,想到它是軟包電池全球領導者;提起比亞迪,想到是磷酸鐵鋰全球領導者;提起蜂巢來是什麼?」
在楊紅新看來,作為一個後來者,蜂巢有必要讓別人知道自己。「蜂巢能源要有清晰的定位,我們要想,提起蜂巢能源,顧客、媒體第一反應是什麼?」楊紅新認為,好多東西這本身它是個產品,後來它形成一個品類的代表,例如,提起可樂,大家想到的就是可口可樂;藍山咖啡也是代表,原來藍山是個地名,因為藍山咖啡太有名了,就成為一個品類。蜂巢能源也希望打造出類似的效果。
「基於這樣的思路,我們便將方法論發揮到最大,因此,蜂巢在2019年7月份召開了戰略發布會,把我們自己定義成方形疊片、無鈷電池和NCMA電池品類的開創者。」
(2)具備顛覆式創新的土壤
品類理論之外,顛覆式創新理論也支持蜂巢能源做疊片、無鈷電池。
媒體經常會問楊紅新,為什麼你們做成了疊片、做成了無鈷電池,而其他企業並沒有?
楊紅新的回答往往是,「因為我們是新企業,我們沒有包袱。」
在《電動汽車觀察》深入溝通後,發現這裡「包袱」既包括電池企業前期的產線和研發投入,也包括過往經驗的盲從。
早期做動力電池的企業,大多是從3C產品轉過來的,也就是說,他們的經驗和產線大多是卷繞式電池,讓他們放棄既有產線,改成疊片產線,恐怕沒有什麼企業會有這樣的決心。
蜂巢就沒有這方面的顧慮,沒有歷史產線,就研發最新的設備,興建最先進的產線。
除此之外,楊紅新還有些戲謔地點出了蜂巢創新的另一個因素,就是領導不懂技術。
「你說你這個老闆就是乾電池出身的,誰也說不過他,你提什麼想法都給你斃掉,怎麼創新?因為我也不是乾電池出身的,魏總也不是做電池出身的,別人提出建議,有道理我們就接受。」
這是蜂巢的另一個特點,相對開放的環境,沒有先入之見的束縛。
李佳佳的感受與楊紅新所說的類似。在李佳佳看來,在技術決策方面,蜂巢都是技術人員先有數據論證,以及驗證結果以後,領導再做決策。
都是事實說話,沒有先入為主的偏見,這給了他們很大的創新空間。
李佳佳認為,蜂巢這種跨領域、跨文化的團隊,以及良好的企業文化,也給創新提供了良好的環境。
走過了技術路線選擇、產品研發階段之後,蜂巢能源開始服務客戶,這時又需要新的理論武器了。
(3)引入華為IPD
如何面對客戶,華為經驗豐富,最有話語權。
2018年底,蜂巢能源開始引入華為的IPD(integrated product development,集成產品開發)體系。
IPD也是華為從IBM學來的。其核心就是要形成由市場行銷、研發系統、生產、用戶服務、財務、採購等部門人員組成的貫穿整個產品業務流程的管理模式,即從客戶需求、概念形成、產品研究開發、產品發布等,一直到產品生命周期管理的完整過程。
楊紅新將其解釋為,是基於以客戶為中心的產品開發模式,強矩陣式、強項目制,即一個銷售帶一個產品經理,及一個項目經理,鐵三角的形式共同面對客戶。這種方式的優勢是面對客戶可以快速反應。
為了配合這一理論,蜂巢內部推出了一系列的配套措施,包括流程調整、組織架構調整、機制制度流程等等。
這些理論的引入,也開始反向影響長城。「聽取匯報後,魏總非常認可這種方法論,已經開始在長城內部推廣。」趙津爽說。魏建軍還曾帶領長城汽車所有的VP,到深圳華為總部,舉行了一次「對標」活動,以求尋找差距,當面請教。
6
開啟2.0階段
不過,進入2020年,楊紅新認為,蜂巢能源面臨的挑戰再次發生改變。
「如果2019年以前,蜂巢主要還是研發為主導的企業,這一階段被定義為1.0階段;那麼進入2020年,蜂巢能源開始變成以研發和運營為主導的2.0階段。」
進入2020年,蜂巢面臨的是產能交付、產能爬坡以及質量管控等重大問題。此外,還增加了運營和國際化,蜂巢面臨的挑戰更多。
楊紅新對《電動汽車觀察家》表示,除了這些,蜂巢公司的經營理念也在發生變化。「我們以前是想著靠賣產品賺錢,我們現在定義成要變成以打造生態產業鏈來實現未來的盈利,不是僅僅靠自己的產品,而是通過一個生態產業鏈去盈利。」
首先,楊紅新認為,目前電池的生產環節太多,不增值的環節太多,容易造成質量問題的環節也太多,應該被大幅整合,例如將12個工序縮減到5個工序。這樣就需要再造整個生產系統,涉及到設備公司。蜂巢無疑有機會遴選、投資一些有潛力的設備公司。
第二是智能化,楊紅新認為,在生產過程中會產生海量的大數據,如果利用好了,可以大大縮短生產流程,所以AI智能是一個重大領域。
第三是材料領域,楊紅新表示,無鈷、高安全性的材料,以及固態電池材料可能會是風口,因此上遊材料值得投資。楊紅新進一步解釋,這主要包括兩方面,一是掌握材料領域的核心技術,可以和電池企業形成協同效應;二是,投資材料領域,未來可能也會有資本收益。
此外,楊紅新認為電池銀行概念的誕生,可能導致整個商業模式被顛覆,所以也要關注,尋找投資機會。
「蜂巢能源已經進入了全面穩定快速的發展階段,已經取得的進步足以使人振奮。」在蜂巢電池日上,楊紅新如是說。但對於未來,蜂巢有更宏大的目標。蜂巢計劃2022年外銷比例超過50%。2025年目標出貨量銷量要突破40GWh。
楊紅新毫不掩飾自己的野心,「我們是想做行業的領導者,作為後來者,我們直面未來,堅持因創新而前進的價值觀,要不斷迭代,實現並持續保持領先。」
免責聲明:以上內容轉載自中國化學與物理電源行業協會,所發內容不代表本平臺立場。全國能源信息平臺聯繫電話:010-65367702,郵箱:hz@people-energy.com.cn,地址:北京市朝陽區金臺西路2號人民日報社