蜂巢研发四元电池，颠覆式创新理论

蜂巢无钴电池

9月第十，10月第九。 这是蜂巢能源近两个月动力电池装机量排名。 按照蜂巢能源总裁杨红新的计划，明年工厂有效产能将突破6Gwh，装机量冲击第三。 从默默无闻，到横空出世，到产量迅速攀升，乃至蓄势冲击行业前列，这个成立仅2年的动力电池企业，为什么能有这样的爆发力？ 背靠长城汽车是很多人能想到的理由。但是长城给蜂巢的，只是订单吗？为什么长城孵化了蜂巢，上汽、吉利没有？ 放弃卷绕，敢用叠片；直冲高镍，首发无钴……初生的蜂巢能源，在技术和产品路线上，聚焦别的动力电池企业不敢做、还没有做的品类——你能看到长城汽车遵循“定位战略”的成功经验，又能看到创业公司试图以弱胜强的颠覆式创新策略。 这些，是《电动汽车观察家》11月23日，在蜂巢能源保定研发中心，深度访谈杨红新和两位蜂巢骨干的体会。 蜂巢能源一开始的系列品牌传播引人注目乃至猜疑，现在细看，它不纯是炒作，而是背后有一套后来者追赶领先者的策略。 1两次从0到1的80后 蜜蜂的巢穴是六边形，结构稳固。石墨烯的原子结构就是六边形。 蜂巢能源的蜂巢二字，就是取这个安全、稳定的意思——因为这正是动力电池必需的特点。 这个名字，来源于80后总裁杨红新和同事的讨论。

蜂巢能源总裁杨红新

2003年，杨红新在河北大学毕业。这个河北涿州人没有多想，就加盟了保定的长城汽车。他进入长城汽车研究院，做产品的认证测试工作。 正赶上长城汽车大量启用年轻人的时光，杨红新只用了三年，就开始从事技术项目管理工作。随着长城汽车研究院的建制变化，他历任长城汽车技术中心副主任、长城汽车动力电池事业部总经理等职。 从认证测试项目管理，做到汽车材料研究，到全面负责新能源三电系统开发，EV、PHEV整车开发，再到蜂巢能源独挑大梁——杨红新是典型的从内部培养起来管理者。 与他长期共事的同事评价他：思路清晰、敢想敢干，成果转化能力强。 接受魏建军委派，担纲蜂巢能源总裁，杨红新自己认为，与他有两次“从0到1”的经历有关。 第一件事就是为长城打开通往欧盟的大门——负责走通欧盟的车辆认证测试和法规。杨红新回忆说，欧盟的认证和法规要求非常广泛，涉及回收、有毒有害物质要求、N－CAP法规要求、行人保护、油耗要求，此外还要满足当地保险法规要求等。 在国内很多认证法规尚属起步阶段，缺乏相关的测试方法和实验室。 第二件是建立材料研究院。杨红新在研究国外认证和法规时发现，长城对材料缺乏研究，比如耐腐蚀性得能满足欧洲大陆性潮湿气候的要求，没有镀锌板、高强度钢等等。 此时的他管理两个部门，一个国际市场推进部，就是前述的管理车辆认证和法规的部门；另一个是后来成立的材料研究院。 在通过一系列努力后，2008年，长城已经有4款车通过欧盟认证，也是全国第一个做进欧盟的车企。 此时，小有成绩的杨红新被调往新能源汽车工程研究院，并托管电池项目组。对于为何是他管理新能源项目，杨红新的理解是，那时候长城汽车公司内部了解新能源汽车的人并不多，基本是从零开始。他之前负责过几项从无到有的项目，或许他比较合适。

当然，杨红新也没有辜负魏建军的重托，从品牌宣传上来看，蜂巢能源已经取得阶段性成果；市场层面，也开始开花结果。 2“撂三天”后的大事 “魏总经常说，大事撂三天。”蜂巢能源的战略发展部总监赵津爽说。 赵津爽和杨红新同年加入长城汽车，他在长城汽车战略部工作多年，为魏建军等集团高层提供战略支持，也见证了长城汽车诸多战略决策过程。 长城的新能源汽车项目就是“撂三天”之后，才开始发力的。 人们第一次看到长城汽车新能源车型，是在2017年5月。 当时长城首款新能源汽车C30EV上市。但是长城汽车没有为这款车的上市举行发布活动，而是以上市公司公告的形式披露了这个消息，并且提醒投资者“C30EV 为新上市产品，产品销售存在不确定性”。 

可见长城对这款车的销量并没抱有多大希望。 与此相对的是，北汽新能源已经在2014年开始交付新能源汽车；2014－2015年，造车新势力企业如雨后春笋般出现；2016年的新能源汽车销量榜单上，比亚迪、吉利、北汽、奇瑞、众泰、上汽都已经是排行榜上的销量过万的头部企业。 这样的对比下，让人不禁觉得，长城似乎不重视新能源汽车的研发。 事实恰恰相反，长城对新能源汽车预研时间非常早。根据杨红新的介绍，在二零零几年的时候，长城就开始预研新能源汽车，电芯项目的预研工作早在2012年就已经开启。 早早开启研究的长城并不急于出成果，而是花费了大量金钱和时间来摸索技术路线。 “我们要做真正代表未来的电动汽车，不想为了应付国家政策做一些油改电的车。”在杨红新看来，2014－2015年的时候，新能源汽车前景还不清晰，需要冷静地看清发展趋势。 真正下定决心开发新能源汽车，还是长城汽车董事长魏建军亲自拍板决定的。 赵津爽对《电动汽车观察家》说，当时长城战略部还不如魏总看得透，“我们觉得（新能源汽车）这东西又不挣钱，为什么要做？而且做出来的车又那么贵，充电怎么办？电池那么贵怎么办？” 不过，既然魏建军决定发力新能源，长城汽车在该领域的投入就迅速加大。 杨红新表示，长城汽车实际学习了华为的“压强原则”。所谓“压强原则”，用任正非的话说，重达几十吨的坦克，可以在沙漠中行驶，因为宽大的履带分散压力；小小的钉子可以穿透硬物，因为它将冲击力集中在一点。华为将有限的资源集中于一点，在配置强度上大大超过竞争对手，以求重点突破，然后迅速扩大战果，最终达到系统领先。 长城汽车一旦看准的战略方向，就采用压强策略，即集中资源、重点攻克，以强大的研发投资、人才投资、最现代化的工厂投资，短时间内出成果。 长城汽车迅速组织力量研发出纯电动汽车的正向平台。目前欧拉品牌的主要车型，都是基于长城ME纯电平台打造。 蜂巢能源也是在这种情况下诞生、发展起来的。 杨红新表示，长城之所以会重金打造动力电池，是基于以下几个判断，第一，未来动力电池需求总量会很大；第二，动力电池对整车成本影响太大；第三，动力电池技术是电动汽车的核心技术。因此，长城必须要掌控这一技术。 2016年12月长城成立电池事业部，2018年2月独立为蜂巢能源科技有限公司。顺理成章地，杨红新挑起了蜂巢能源的大梁。

3排除法，选定方形、三元、叠片 蜂巢能源现在展现出来的技术路线选择，明确且坚定。但他们也经历过艰难的路线选择。 杨红新甚至用“痛苦”来形容技术路线决策过程。“因为大家没做过，而且当时技术路线也并不清晰。” 当时，还是长城动力电池技术路线面临三项选择。 一是，圆柱、方形和软包怎么选择？特斯拉采用圆柱电池，另外当时用软包电芯的市场占比要高于方形。 统计数据显示，2015年国内方形、圆柱、软包锂电池产量分别为17GWh、10．1GWh、19．8GWh，软包电池占比最高。 二是，做什么化学体系，三元还是磷酸铁锂？好在当时政策比较明朗，国家鼓励能量密度的提升，这三元基本是大方向。 三是，用什么方式制造，叠片还是卷绕？软包电池大多采用叠片式，方形和圆柱则是典型的卷绕生产方式。 他们采用排除法，进行决策。 首先，软包对制造要求太高，铝塑膜易被划伤、铝塑膜密封以及成组方面，以当时的技术条件就很难做到完美，安全性存在一定隐患；铝壳就相对要好一些，尤其密封性比较好，而且不怕划伤。 最终促使他们下定决心采用方壳的，是2014年宝马i3的上市。宝马i3采用的就是方壳电芯。“因为我们非常看好宝马对品质的要求及路线的判断。” 当然，蜂巢也没有放弃圆柱，因为当特斯拉圆柱正在蓬勃发展．为了以防万一，长城的研发团队分为圆柱和方形两个团队，中试线和项目组是按照这两种配备。 其次，是确定正极材料。对此，长城倒是没有犹豫，坚定三元路线的立场，这是基于国家政策对高能量密度鼓励上确定的。 第三，生产工艺选择上，叠片还是卷绕，长城内部争议很大。韩国专家建议做叠片；中国工程师则是建议做卷绕。韩国专家做叠片的理由是，基于他们做过大量的研究对比测试，认为叠片的性能非常好，包括寿命和能量密度都非常出色；国内专家反对的原因是，叠片生产效率太低，且毛刺粉尘不容易控制。“所以我们当时选择的也是两条腿走路。” 这些到2017年的时候就基本都明确了。经过大概半年多不到一年的对比测试和分析后，他们决定放弃圆柱。“我们经过测试对比发现，方形的能量密度可以做得更高、电池更大、串并联更少，而且可靠性更好。”杨红新表示。 随后在工艺选择上也做出了决定。长城也对卷绕和叠片做了测试对比，发现在追求更高功率和能量密度方面，叠片电池更具优势。

蜂巢高速叠片工艺

蜂巢能源无钴产品线总监李佳佳，更为详细地解释选择叠片工艺的逻辑。李佳佳介绍，在做NCM811体系的产品后，他们要想在同样的尺寸下，把能量密度再提高，在卷绕的设计空间下已经比较难了。“保证整体的空间的利用率，我们设计的压实都比较高，因此发挥能量的材料已经很难都装进电芯了。” 其次，卷绕工艺下，极片是有弧度的，在后期使用过程中，会产生膨胀，拐角处有断裂风险，从而产生安全问题。 第三，长城作为一家车企，深刻理解一点：车辆对功率的追求，其实不亚于对其他的追求，所以他们想要提升功率密度。但是从设计角度，功率和能量密度不能兼顾。“要达成长城对车辆性能的要求，卷绕电芯总是差这么一点点，最终只有采用叠片工艺，功率上才能满足要求。” 在这时，长城恰巧找到了高速叠片技术的合作伙伴，将毛刺、粉尘等问题都解决了。 至此，长城动力电池路线确定为三元方形叠片电池，其内部的技术路线之争终于尘埃落定。虽然蜂巢也有做磷酸铁锂的计划，但是作为储能产品和非主力产品存在。 技术路线明晰之后，长城汽车就开始了深度布局。 原材料是电池企业的大头成本，布局上游原材料作为常规动作，长城也不例外。 2017年，长城入股澳大利亚皮尔巴拉锂矿公司，然后又参股广西天源，着手解决上游原材料问题。 但是都靠别人也不安全，长城还自己生产一部分正极材料：2020年5月，蜂巢能源还在江苏金坛申报了年产20000吨锂电池正极材料项目。

此外，从2018年开始，大规模人事招聘，工厂的规划也开始展开。“压强”不断增大，蜂巢即将破茧而出。 4率先推出无钴、四元产品 也就是在2017年，长城汽车明确了动力电池业务要独立发展的路线。2018年2月，蜂巢能源成立。魏建军旗下的保定市瑞茂企业管理咨询有限公司，成为蜂巢能源的初始资本来源。 继承了长城汽车动力电池事业部的技术路线选择后，蜂巢的问题是，选择什么产品？ 三元技术路线下的产品种类也很多，NCM523、NCM622、NCM811（也就是通常提到的三元5系、6系和8系）等。 在杨红新看来，三元5系电池已经比较成熟，肯定要做能量密度更高的电芯，“所以我们做811，同时考虑钴矿价格不稳定、垄断性强等问题，将低钴、无钴电池提上日程。” （1）一次窑炉中的试验，拉开蜂巢无钴序幕 特斯拉、宁德时代等企业都提出对无钴电池的期待，蜂巢则率先将产品落地。 2020年5月18日，蜂巢能源举办了《无钴·芯未来》的线上发布会，亮相了两款无钴电池。 在此之前，无钴电池只停留在文献中。 据李佳佳介绍，蜂巢能源第一次确定无钴电池的可行性，是在技术中心楼下的窑炉中：一次他们的技术人员烧了一次实验，做了一组数据，他们发现这组数据表现比预期好得多。 随后技术人员从原材料到整车、一遍一遍去推演，预测它会有什么性能、有什么劣势，最后发现它在整车上也是可用的。“原来说无钴电池可能功率密度低，发热比较高，但是我们一遍一遍的论证发现没什么大问题，于是马上立项。” 李佳佳表示，“预研立项后，项目组立刻做出产品去测试，然后更新、改进，做到现在B样阶段，发现很多基础数据比三元电池还好，例如，电池的循环性能、常温下的直流内阻都比较好，唯一差一点的是，电池到10％—15％剩余电量时，内阻会大一点，只有这一点可能是无钴电池最大的劣势了。”

蜂巢两款无钴电池

目前蜂巢的无钴电池已经开始送样了。李佳佳表示，已经大概送了有10个OEM厂家去测评，已经收到的两个反馈都表示非常好。其他的测试结果，今年年底明年年初大部分的评估都会出来。对于测试结果，李佳佳信心十足。 12月2日，蜂巢能源举行电池日活动。杨红新在活动上表示，无钴电池，当天起接受全球预定。他还督促说，要抓紧预定，因为明年产能紧张。 而且，首个量产供应项目已经确定。蜂巢无钴电池会在明年6月份量产，7月份搭载到长城第一款搭载无钴电池的电动汽车上，并上市销售，续航600公里。 （2）立项四元电池，解决NCM811安全问题 除了无钴电池，蜂巢能源另一个材料路线的创举是四元电池。 杨红新介绍说，之所以开发四元电池，是因为发现生产NCM811难度很大，最大问题是产气和循环性能低。 高镍的NCM811材料在暴漏于空气中时，很容易受空气中的水分、二氧化碳等杂质的影响，导致锂离子电池在循环过程中，出现产气和循环性能衰降等问题，影响锂离子电池的循环稳定性。 也就是说，生产NCM811需要极其严苛的环境。 因此，长城开始考虑如何解决NCM811的安全问题，自此便开启了四元电池的研发。 12月2日的电池日上，杨红新更新了四元电池研发的进展。 他透露，蜂巢的四元电池，将从原来的高镍路线走向中镍路线，“把镍比例降下来，又安全，又要便宜”。

这款NCMA电池，蜂巢也做成了单晶高电压的，能量密度和811相当。但是，安全性大幅提升，DSC温度可以比三元提高10～15度，循环寿命可达3000次，比811也好很多。 确定技术、产品路线之后，蜂巢能源要做的就是坚定推进研发和试制。 “2017年定路线，2018年出成果。”2018年，蜂巢很多的产品都进入B样阶段，各项测试结果都非常理想。 而从2020年底的装机量爬升，以及2021年有效产能的计划可以看出，蜂巢正朝着自己确定的技术、产品方向隆隆开进。 而且，蜂巢持续投入新技术的研发应用，在电池日上，蜂巢又展示了果冻电池，热阻隔电池包，蜂云监控平台，生产线的AI容量预测、AI智能焊接、AI自放电检出，第二代、第三代叠片工艺，干法涂布，硅石墨烯，固态电池等技术的研发进展。这些将确保未来的几年，蜂巢仍具备技术优势。 5三大理论法宝：品类理论＋颠覆式创新＋华为IPD工作法 在起步、追赶阶段，蜂巢能源有三大理论法宝：长城沿用的里斯咨询公司聚焦、定位和品类理论；颠覆式创新理论，以及华为的IPD体系。 2019年，产品进入成熟阶段，蜂巢能源开始对外宣传。 作为一个汽车零部件企业，如此高调开发布会还是非常罕见的。 

（1）聚焦和品类理论的力量 杨红新对《电动汽车观察家》表示，蜂巢能源如此高调的开发布会，背后是有方法论支撑的。“一直以来，长城汽车都是按照里斯的方法论在推行，从最早的定位理论，后来演变到聚焦理论，再演变到现在的品类理论。” 长城从最早的皮卡起家，做到SUV王者，品类理论起到了重要作用。 魏建军本人，曾专门就品类理论发表过一次演讲。 他在演讲中回忆，长城起步的皮卡市场非常小众，合资公司在中国很少投入，即使投入也是比较高端，中国国内的这些自主品牌又不特别重视，所以长城就瞄准了这个非常小的细分市场，当时采用的正是品类战略。 后期将公司做大，进入SUV领域也是这个思路。“皮卡的市场非常小，可谁都想把企业做大，所以我们后来就选择进入SUV这个市场，当时SUV这个市场也是非常小。”魏建军说。 魏建军坦承，他们中间出现过动摇，长城在做SUV的时候，也一度推出过轿车和MPV。多条腿走路的后果就是，在经营上，企业的投入很大，但是销售量、利润表现并不尽人意。 当时恰好赶上2008年金融危机，里斯公司再次给出建议：不要做“小通用”。长城经过艰难抉择，最后还是逐步退出了轿车产品的开发，全面转向SUV。 因为聚焦和品类战略，长城已经连续22年成为皮卡国内、出口销量第一；同时也是国内SUV品类的领导者。 现在提起长城，人们会自然联想到皮卡和SUV。 作为见证者，杨红新对定位、聚焦和品类理论非常认同。 杨红新认为，提起一家公司必须有一个标签。“提起特斯拉，想到它是智能电动化的代表者；提起理想，想到它是里程无忧增程技术路线的代表者；提起小鹏，想到的则是智能驾驶；提起蔚来，想到的是用户体验和服务；提起 LG化学，想到它是软包电池全球领导者；提起比亚迪，想到是磷酸铁锂全球领导者；提起蜂巢来是什么？” 在杨红新看来，作为一个后来者，蜂巢有必要让别人知道自己。“蜂巢能源要有清晰的定位，我们要想，提起蜂巢能源，顾客、媒体第一反应是什么？”杨红新认为，好多东西这本身它是个产品，后来它形成一个品类的代表，例如，提起可乐，大家想到的就是可口可乐；蓝山咖啡也是代表，原来蓝山是个地名，因为蓝山咖啡太有名了，就成为一个品类。蜂巢能源也希望打造出类似的效果。 “基于这样的思路，我们便将方法论发挥到最大，因此，蜂巢在2019年7月份召开了战略发布会，把我们自己定义成方形叠片、无钴电池和NCMA电池品类的开创者。” 

（2）具备颠覆式创新的土壤 品类理论之外，颠覆式创新理论也支持蜂巢能源做叠片、无钴电池。 媒体经常会问杨红新，为什么你们做成了叠片、做成了无钴电池，而其他企业并没有？ 杨红新的回答往往是，“因为我们是新企业，我们没有包袱。” 在《电动汽车观察》深入沟通后，发现这里“包袱”既包括电池企业前期的产线和研发投入，也包括过往经验的盲从。 早期做动力电池的企业，大多是从3C产品转过来的，也就是说，他们的经验和产线大多是卷绕式电池，让他们放弃既有产线，改成叠片产线，恐怕没有什么企业会有这样的决心。 蜂巢就没有这方面的顾虑，没有历史产线，就研发最新的设备，兴建最先进的产线。 除此之外，杨红新还有些戏谑地点出了蜂巢创新的另一个因素，就是领导不懂技术。 “你说你这个老板就是干电池出身的，谁也说不过他，你提什么想法都给你毙掉，怎么创新？因为我也不是干电池出身的，魏总也不是做电池出身的，别人提出建议，有道理我们就接受。” 这是蜂巢的另一个特点，相对开放的环境，没有先入之见的束缚。 李佳佳的感受与杨红新所说的类似。在李佳佳看来，在技术决策方面，蜂巢都是技术人员先有数据论证，以及验证结果以后，领导再做决策。 都是事实说话，没有先入为主的偏见，这给了他们很大的创新空间。 李佳佳认为，蜂巢这种跨领域、跨文化的团队，以及良好的企业文化，也给创新提供了良好的环境。 走过了技术路线选择、产品研发阶段之后，蜂巢能源开始服务客户，这时又需要新的理论武器了。 

（3）引入华为IPD 如何面对客户，华为经验丰富，最有话语权。 2018年底，蜂巢能源开始引入华为的IPD（integrated product development，集成产品开发）体系。 IPD也是华为从IBM学来的。其核心就是要形成由市场行销、研发系统、生产、用户服务、财务、采购等部门人员组成的贯穿整个产品业务流程的管理模式，即从客户需求、概念形成、产品研究开发、产品发布等，一直到产品生命周期管理的完整过程。 杨红新将其解释为，是基于以客户为中心的产品开发模式，强矩阵式、强项目制，即一个销售带一个产品经理，及一个项目经理，铁三角的形式共同面对客户。这种方式的优势是面对客户可以快速反应。 为了配合这一理论，蜂巢内部推出了一系列的配套措施，包括流程调整、组织架构调整、机制制度流程等等。 这些理论的引入，也开始反向影响长城。“听取汇报后，魏总非常认可这种方法论，已经开始在长城内部推广。”赵津爽说。魏建军还曾带领长城汽车所有的VP，到深圳华为总部，举行了一次“对标”活动，以求寻找差距，当面请教。 6开启2．0阶段 不过，进入2020年，杨红新认为，蜂巢能源面临的挑战再次发生改变。 “如果2019年以前，蜂巢主要还是研发为主导的企业，这一阶段被定义为1．0阶段；那么进入2020年，蜂巢能源开始变成以研发和运营为主导的2．0阶段。” 进入2020年，蜂巢面临的是产能交付、产能爬坡以及质量管控等重大问题。此外，还增加了运营和国际化，蜂巢面临的挑战更多。 杨红新对《电动汽车观察家》表示，除了这些，蜂巢公司的经营理念也在发生变化。“我们以前是想着靠卖产品赚钱，我们现在定义成要变成以打造生态产业链来实现未来的盈利，不是仅仅靠自己的产品，而是通过一个生态产业链去盈利。” 首先，杨红新认为，目前电池的生产环节太多，不增值的环节太多，容易造成质量问题的环节也太多，应该被大幅整合，例如将12个工序缩减到5个工序。这样就需要再造整个生产系统，涉及到设备公司。蜂巢无疑有机会遴选、投资一些有潜力的设备公司。 

第二是智能化，杨红新认为，在生产过程中会产生海量的大数据，如果利用好了，可以大大缩短生产流程，所以AI智能是一个重大领域。 第三是材料领域，杨红新表示，无钴、高安全性的材料，以及固态电池材料可能会是风口，因此上游材料值得投资。杨红新进一步解释，这主要包括两方面，一是掌握材料领域的核心技术，可以和电池企业形成协同效应；二是，投资材料领域，未来可能也会有资本收益。 此外，杨红新认为电池银行概念的诞生，可能导致整个商业模式被颠覆，所以也要关注，寻找投资机会。 “蜂巢能源已经进入了全面稳定快速的发展阶段，已经取得的进步足以使人振奋。”在蜂巢电池日上，杨红新如是说。但对于未来，蜂巢有更宏大的目标。蜂巢计划2022年外销比例超过50％。2025年目标出货量销量要突破40GWh。 杨红新毫不掩饰自己的野心，“我们是想做行业的领导者，作为后来者，我们直面未来，坚持因创新而前进的价值观，要不断迭代，实现并持续保持领先。”（完）