蜂巢能源的短刀電池專利解析

大家好，小科來(lái)為大家解答以上問(wèn)題。蜂巢能源的短刀電池專利解析這個(gè)很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來(lái)看看吧！

1、摘要

2、我們?cè)u(píng)價(jià)一個(gè)動(dòng)力電池企業(yè)的創(chuàng)新能力，不僅要看現(xiàn)有的產(chǎn)品和產(chǎn)品技術(shù)，還要看其整合資源的能力。

3、看到“探蜂窩短刀”電池廠的新聞，引起了業(yè)界的關(guān)注和討論。從另一個(gè)角度，跟大家聊聊我學(xué)過(guò)的一些蜂巢能量短刀。

4、說(shuō)到蜂巢能源的“短刀”，可以追溯到2019年4月的上海國(guó)際車展。蜂巢能源在業(yè)內(nèi)首次亮相時(shí)，展示了內(nèi)部代號(hào)為“L600”的短葉片磷酸鐵鋰電池。緊接著，2019年7月，在“領(lǐng)創(chuàng)時(shí)代守護(hù)核心安全”品牌戰(zhàn)略規(guī)劃暨產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上，展示了一款采用疊片技術(shù)制作的短刀電池，但當(dāng)時(shí)并未詳細(xì)介紹。

5、出于對(duì)“刀”電池更詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案的好奇，我花了一些時(shí)間做了一個(gè)專利分析，主要是整理了一些蜂窩能源在刀設(shè)計(jì)方面的專利。

6、01

7、蜂巢能源的短刀電池專利解析

8、檢索蜂巢能源的專利，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有近50項(xiàng)公開(kāi)專利。第一個(gè)專利是2019年涉及極片的專利。2020年3月，專利已經(jīng)直接公開(kāi)了蜂巢能源的“匕首”電芯和分組方案。在專利權(quán)利要求中，直接寫道“一個(gè)電池單元(22)的長(zhǎng)度和高度為L(zhǎng)，200 mm L 600。

9、根據(jù)我們之前了解到的信息，長(zhǎng)度限制一方面兼顧了疊層工藝電池的性能和大規(guī)模制造指標(biāo)，另一方面“短刀”兼容性強(qiáng)，支持590個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊的切換，實(shí)現(xiàn)串并聯(lián)方案的靈活變化，具有高度標(biāo)準(zhǔn)化和靈活性的特點(diǎn)。

10、圖二。刀電池示意圖

11、2020年12月31日授權(quán)公告為CN21398965U的《一種單體電池及電池模組》號(hào)專利，整個(gè)設(shè)計(jì)有一些結(jié)構(gòu)。

12、如下圖3所示，匕首電池包括外殼和蓋板，外殼表面積最小的相對(duì)兩側(cè)均設(shè)置為開(kāi)口；蓋板分為正極蓋板和負(fù)極蓋板，分別設(shè)置在殼體的兩個(gè)開(kāi)口處。

13、陽(yáng)極蓋板上設(shè)有陽(yáng)極極和防爆閥；負(fù)極蓋板上設(shè)有負(fù)極柱和注液孔。

14、本實(shí)用新型提供的單體電池減少了單體電池中正極蓋板和負(fù)極蓋板占用的空間，提高了空間利用率，從而增加了單體電池的儲(chǔ)能；降低了正負(fù)極短路的風(fēng)險(xiǎn)，降低了電解液污染防爆閥的風(fēng)險(xiǎn)，提高了單體電池的合格率和安全性能。

15、圖3。蜂窩能量匕首電池的設(shè)計(jì)

16、在這個(gè)專利中，定義了電芯的尺寸范圍，蜂窩能量也限制了尺寸比，比如長(zhǎng)度a600mm，10% A 高度B 30% A，2% A 寬度C 10% A，經(jīng)過(guò)計(jì)算，這個(gè)尺寸比的限制涵蓋了長(zhǎng)度600mm的短刀電池的所有品類。

17、根據(jù)該專利的設(shè)計(jì)意圖，外殼兩端分別設(shè)有正負(fù)蓋板，一端設(shè)有正極接線柱和防爆閥，另一端設(shè)有負(fù)極接線柱和注液孔。這種布置可以減少電池單元中正極和負(fù)極蓋板的占用空間，從而增加電池單元的存儲(chǔ)能量。

18、從2022年2月25日公布的電池蓋專利CN215911486U 《電池的頂蓋以及電池》中，也可以看到很多關(guān)于蜂巢能量刀的信息。

19、圖4。電池電極設(shè)計(jì)

20、電芯極柱設(shè)計(jì)：由于充放電性能的需要，極柱的面積要做得盡可能大，以提高電芯的過(guò)電流能力。

21、因此，實(shí)用的方法是通過(guò)布置多個(gè)極柱來(lái)增加極柱的總體積和極柱的橫截面積的總和，從而提高電池單元的過(guò)電流能力。

22、同一個(gè)極柱鉚接塊可以連接多個(gè)極柱，可以增加極柱鉚接塊的橫截面積。

23、圖5。電池頂蓋的設(shè)計(jì)

24、在蓋板的設(shè)計(jì)上，也有一部分是比例設(shè)計(jì)。蜂窩能量對(duì)蓋板寬度和widt有很大影響

25、鉚接塊的長(zhǎng)度L2與蓋板的長(zhǎng)度L1滿足0.3≤L2/L1≤0.5，目的是把極柱的面積盡可能做大。

▲圖6.電池頂蓋的設(shè)計(jì)

有意思的是，下表1是蜂巢能源在傳統(tǒng)VDA和590電芯上面有關(guān)蓋板的專利設(shè)計(jì)，在原有方殼電芯里面，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力來(lái)對(duì)蓋板進(jìn)行簡(jiǎn)化，降低電芯的量是最重要的設(shè)計(jì)之一。

▲表1.蜂巢能源之前在方殼電池上面的蓋板設(shè)計(jì)專利

02

蜂巢電池專利凸顯出什么

短刀電池，是之前的方殼疊片技術(shù)的延伸，我們?cè)谥耙步榻B過(guò)，這種圍繞電芯卷芯利用最大化的技術(shù)，讓軟包在制造技術(shù)得到了很好的延伸。

34、在這個(gè)產(chǎn)品序列上，結(jié)合了軟包和方殼的優(yōu)勢(shì)，其專利技術(shù)所制成，核心在于使用原有方殼的封裝和蓋板設(shè)計(jì)，做簡(jiǎn)化以后形成短刀的產(chǎn)品技術(shù)。

▲圖7.短刀雙卷芯的設(shè)計(jì)后續(xù)會(huì)進(jìn)一步簡(jiǎn)化成單卷芯

對(duì)于蜂巢來(lái)說(shuō)，短刀電池產(chǎn)品序列是在之前VDA電芯工藝的技術(shù)上繼續(xù)延續(xù)方殼疊片技術(shù)的發(fā)展，在金壇工廠驗(yàn)證了方殼疊片工藝以后，很好的延續(xù)到了短刀的這種技術(shù)上。

38、因此我們看到蜂巢能源在電池開(kāi)發(fā)圍繞無(wú)鈷電池、果凍電池和短刀片電池，在研發(fā)上都轉(zhuǎn)化成了專利技術(shù)，根據(jù)專利數(shù)據(jù)庫(kù)最新數(shù)據(jù)顯示，蜂巢能源及其關(guān)聯(lián)公司（主要為蜂巢能源科技有限公司）在全球126個(gè)/地區(qū)中，共有2900件專利申請(qǐng)，其中有效專利1957件，海外專利申請(qǐng)50件。

▲圖8.蜂巢能源在過(guò)往的研發(fā)投入以專利的形式沉淀下來(lái)

對(duì)于蜂巢能源來(lái)說(shuō)，短刀電池的設(shè)計(jì)，走出了VDA設(shè)計(jì)的差異，在專利上做了系統(tǒng)性的布局。

42、也就是說(shuō)從2020年12月逐步展示出來(lái)的專利，都是圍繞這種設(shè)計(jì)來(lái)做的，我們后續(xù)能看到更多的技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化。

動(dòng)力電池行業(yè)是個(gè)資本密集型、知識(shí)密集型和快速創(chuàng)新的環(huán)境，評(píng)價(jià)一家動(dòng)力電池企業(yè)是否具備持續(xù)的能力，需要在產(chǎn)品、工藝、成本控制和供應(yīng)鏈等多維度來(lái)看。

44、圍繞研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新，這塊是通過(guò)專利來(lái)折射，全球的動(dòng)力電池專利都在快速提升，主要集中在電芯、電芯成組和熱管理技術(shù)上面。

小結(jié)：目前動(dòng)力電池，并不是簡(jiǎn)單從產(chǎn)品復(fù)制就能做好的，也需要投入相當(dāng)多的研發(fā)投入才能在專利技術(shù)上突破封鎖，建立自己的護(hù)城河。

46、我們?cè)u(píng)價(jià)一個(gè)動(dòng)力電池企業(yè)的創(chuàng)新能力，不光看現(xiàn)有的產(chǎn)品和產(chǎn)品技術(shù)，也看它整合資源的能力。

一個(gè)動(dòng)力電池企業(yè)，不是依賴于幾個(gè)電芯工程師和技術(shù)人員的流動(dòng)，是看一個(gè)公司的組織結(jié)構(gòu)，能不能在現(xiàn)有的技術(shù)和產(chǎn)品工藝上不斷推陳出新，提高自身的效率來(lái)降低成本。

48、面對(duì)當(dāng)前的原材料價(jià)格，真是考驗(yàn)一家動(dòng)力電池企業(yè)綜合能力的時(shí)候。

審核編輯 ：李倩

本文到此結(jié)束，希望對(duì)大家有所幫助。