
12月1日,特斯拉方面(mian)證實,其位于加州(zhou)弗裏蒙特超級工(gong)☁️廠🍉的4680電池生産線(xiàn)已實現周産電芯(xīn)86.8萬枚,相當于‼️可以(yi)支撐每周生産1000多(duō)輛新車。
從結論來看,該研(yan)究開發了一種基(ji)于大圓柱形電池(chi)的空間分辨熱-電(diàn)-電化學框架,實驗(yàn)應用的電池具有(yǒu)新穎的全💃🏻極耳🍉設(she)計、最先進的高鎳(nie)陰極和SiOx-C陽極,并在(zai)-20°C至65°C的寬溫度範圍(wei)内進行了廣泛驗(yan)證。此外,通過最佳(jia)的熱管理,本文所(suǒ)研究的電池實現(xian)了不到12分鍾從10%充(chong)電到80%SOC的快速充電(diàn)時間,展示了成熟(shu)的全極耳大圓柱(zhu)電池⛷️的巨大潛力(li)。
生産速度提升、技(jì)術持續突破,一時(shí)間,4680大圓柱電池再(zài)次站上風口。
當(dāng)前,新能源車推廣(guang)速度不斷提升,從(cóng)終端需求來✂️看📐,消(xiao)💃🏻費者也直面電池(chí)安全、裏程焦慮、充(chōng)電不便等諸多痛(tong)點,而大圓柱電池(chí)的高安全性,以及(jí)兼顧高🐕能量和超(chao)級快充等優勢,被(bei)認爲是解🈲決這些(xie)難題的最佳方案(àn)。
伊維經濟研究院(yuàn)研究部總經理、中(zhong)國電池産業研究(jiu)院院長吳輝在《中(zhōng)國圓柱锂離子電(diàn)池行業發展白皮(pí)書(2022年)》中分析,圓🌈柱(zhù)電池以其産品高(gao)度标準化和産線(xiàn)高度自💚動化等特(tè)征,在锂離子電池(chí)産品中☁️具備較高(gao)💚的競争力。
從産品(pin)型号來看,由18650到21700再(zai)到即将實現量産(chǎn)的4680,圓柱電池逐步(bu)向着更大的尺寸(cùn)方向發展。尤其是(shi)以4680爲代表的大圓(yuan)柱,預計将在特斯(sī)拉的帶動下在未(wei)來🚶圓柱電池出貨(huo)量中占有較高的(de)比重。
電池網梳理(lǐ)發現,在整車領域(yù),特斯拉、蔚來、寶馬(mǎ)等多家🏃♂️車👨❤️👨企已将(jiang)目光投向4680等大圓(yuan)柱電池。此外,跟随(suí)車企步伐,與特❗斯(sī)拉合作的松下、LG新(xīn)能源、三星SDI,與寶馬(mǎ)合作📱的甯德時代(dài)、億緯锂能、遠景動(dong)力已在推進4680圓柱(zhù)電池産能建設。另(lìng)有比克電池、蔚藍(lán)锂芯、力神💜電池、國(guo)軒電☔池等電池廠(chǎng)商也在發力4680領域(yu),随着技🔞術的進步(bù),預🐕計未來還将有(you)更多的車企與電(diàn)池企業加碼大圓(yuán)柱電池領域。
吳輝(huī)指出,目前,在46系列(lie)大圓柱方面,全球(qiu)範圍内僅特斯拉(la)和松下基本實現(xiàn)車用大圓柱的早(zǎo)期批量化生産;其(qi)☔次,LG、億緯锂能、三星(xing)和甯德時代均計(ji)劃在2023年實現量産(chan);其他的企業包括(kuo)比克電池等在大(da)圓柱領域儲備較(jiào)多,擁有完善的中(zhong)試線産品。
雖然大(da)圓柱電池陣營頭(tóu)部電池廠衆多,但(dan)産能速度遠未達(da)預期。
特斯拉自2020年(nián)對外發布46系列,對(dui)比年初産能數據(ju),雖然目前弗裏蒙(méng)特工廠的産能已(yǐ)提升到年初的約(yue)20倍,卻仍與目标産(chǎn)能✏️相差懸殊。
根據(ju)此前的規劃,弗裏(lǐ)蒙特工廠的4680電池(chí)年生産能力将達(dá)到✌️10GWh,大🔞概可以滿足(zu)15萬輛電動汽車的(de)需求,但根據特斯(si)拉最新公布的産(chǎn)能進度推算,該工(gōng)廠的🤟年産能隻能(neng)滿足4.8萬輛電動汽(qì)車的需求;得州超(chao)級工廠的電池産(chǎn)能原規劃年内将(jiāng)建成60GWh,但實際電池(chí)産能未知;德國柏(bai)林的工廠預計建(jiàn)成後達到20GWh,但在2025年(nian)12月,出于獲👉取補貼(tie)和生産成本的考(kǎo)慮,特斯拉着手開(kai)始将德國的産線(xian)遷回美國本土。
吳(wú)輝分析,目前46系列(lie)大圓柱電池的工(gōng)藝難點還是在全(quán)極耳技術,有較高(gāo)的技術壁壘,尤其(qi)分切、注液、揉平和(hé)激光焊接等環節(jie)容易産生金屬碎(suì)屑、焊渣、以及出現(xian)極耳一緻性差等(děng)問題,從而使得大(da)圓柱電池的良品(pǐn)率還相對較低。另(lìng)外,下遊車企驗證(zhèng)46系列大圓柱産品(pin)也需要一定的時(shí)間,除了特斯拉批(pī)量使用之外☂️,奔馳(chí)、寶馬等企業也都(dou)處于驗證階段。下(xià)一步就是企業需(xu)要在工藝層面解(jiě)決46系大圓柱生産(chǎn)中的問題,提高其(qí)良品率,進而真正(zhèng)的降低生💃🏻産制造(zào)成本促進其在下(xia)遊車企中的批量(liàng)應💔用。
除了良品率(lǜ)及應用端的驗證(zheng),大圓柱電池還需(xū)要加強技術工藝(yi)的改進提升。
值得(dé)注意的是,在技術(shu)創新方面,比克全(quan)極耳大圓柱電池(chi)‼️同時突破了能量(liang)密度(續航)和快充(chong)兩大核📱心性能局(jú)限。一🌏方面,憑借圓(yuan)柱結構,通過搭載(zǎi)高鎳正極、矽負極(jí)、摻矽補锂等先進(jìn)技術,能☔量密度可(kě)大大提升,爲💜整車(che)提供🏃🏻800公裏以上的(de)續航裏程。另一方(fāng)⚽面,大圓柱電池能(neng)夠在保障安全和(he)足夠的續航裏程(cheng)的基礎上,進一步(bù)提升快充性能,其(qi)12分鍾快充性能在(zài)上文☔介紹的《Journal of Power Sources》文章(zhang)中也得到了驗證(zheng),助力電動🌍車使用(yong)體驗媲美燃油車(che)。
此外,對于布局大(dà)圓柱電池的企業(ye),吳輝建議,要加強(qiang)🛀🏻工藝的研發,提高(gāo)産品的良品率,進(jìn)一步降低成本。比(bi)如率🚶先将良品🧑🏽🤝🧑🏻率(lǜ)提升到傳統的18系(xì)和21系的水平必定(dìng)會領先競争對手(shǒu)。
其次,大圓柱的優(you)勢是标準尺寸帶(dai)來的生産效率的(de)🌈提升,電池企業應(ying)聯合設備企業研(yan)究高速的自動化(hua)✏️生産🌐線,尤其是在(zài)大圓柱領域要盡(jìn)量做到每個環節(jiē)全自動🆚化生産☁️,讓(ràng)大圓💛柱電池的制(zhì)造成本優勢明顯(xiǎn)體現出來。
比克(kè)電池與特斯拉的(de)無極耳概念類比(bǐ),經過多年的探索(suǒ),在2019年左右,形成了(le)獨有的全極耳技(jì)術路線。通過定向(xiang)⁉️洩壓技術🛀,比克全(quán)極耳大圓柱電池(chi)可以做到整車層(ceng)面零熱擴散,保證(zheng)👉電池包整體的安(ān)全和電池全生命(mìng)周期品質的始🥵終(zhōng)如一。
自2021年初在國(guó)内率先發布全極(jí)耳大圓柱電池至(zhi)今,比克電池在大(da)圓柱電池技術研(yán)發和市場化推進(jìn)上持續領先,訂單(dan)和意向⛱️客戶持續(xù)增加。
産品方面,比(bǐ)克大圓柱電池目(mù)前主要有46系、3x系和(hé)26系等系列✊,電芯高(gao)度覆蓋70mm到160mm。比克46系(xì)電芯去年開始陸(lù)續有樣品批量交(jiāo)付,性能表現符合(hé)預期,依據8-15分鍾的(de)不同❌快充能力,目(mu)前電芯能量密度(du)在280Wh/kg至330Wh/kg之間。比克26系(xi)則以26105鋁殼電芯爲(wèi)主,目前🛀處于B樣階(jie)段,應用于整車可(kě)達700公🎯裏以上續航(hang),快充12分鍾以内可(kě)達500公裏續航,預計(jì)将于2024年量産,屆時(shí)能量密度将高達(da)290Wh/kg。3x系則處于二者之(zhī)間,是比克爲♌了進(jin)一步綜合優化性(xìng)能、成本、系統設計(ji)等因素在開發的(de)新平台。
除了産品(pin)和市場的規劃,比(bǐ)克電池在産能擴(kuò)充上也🔞将迎來實(shí)質進展,未來幾年(nian),公司計劃分兩個(gè)階段在海内外擴(kuò)充80GWh的🏃電池産能。同(tong)時,公司也将持續(xù)向碳中和目标邁(mai)進,打造零碳工廠(chǎng),滿💚足碳排放和碳(tàn)足迹的‼️需求,以行(hang)業領先水平爲目(mu)标💃🏻,持續減少碳排(pái)放,積極探索電池(chi)全生命周期碳中(zhōng)和路徑。
作爲國内(nei)率先量産高鎳正(zhèng)極+矽負極材料體(tǐ)系的锂電企業,比(bi)克電池在化工原(yuán)料、精密結構件和(he)生産設備上有長(zhǎng)期持續的技術布(bu)局。多年來,公司與(yǔ)容百科技、當升科(ke)技等衆多國内供(gong)應鏈頭部企業攜(xié)手成長,建立了長(zhǎng)期穩定的合作意(yi)向和彼此信任的(de)合作關系。除此之(zhi)外📞,公司還通過與(yǔ)合作夥伴們長期(qi)共同研❌發前沿技(jì)術和新型材料,在(zai)産業鏈🙇🏻當中形成(cheng)🔴了一定的技術牽(qiān)引力。
與此同時,比(bi)克電池産業鏈布(bu)局也注重“軟實力(lì)”,在基于💛數字化工(gōng)廠解決方案、人工(gōng)智能生産制造和(he)管理方案,持續提(ti)升🌈智能制造實力(lì),同時布局零碳工(gōng)廠方案,未來大圓(yuán)柱🚶生産基地也将(jiāng)采用100%綠電,力求在(zài)智能制造和綠色(sè)生産上更進一步(bù)。
“2030年,全球(qiu)新能源汽車用動(dòng)力電池預計将達(dá)到4500GWh”,吳輝預計,随着(zhe)大圓柱制造工藝(yi)的逐步成熟,其标(biao)準的尺寸使得其(qí)生産線将高㊙️度自(zi)動化,加上其較高(gao)的⁉️能量密度使得(dé)其成本優勢相🐅比(bǐ)方形和軟包将非(fei)常明顯,按照2030年全(quan)球車用動力電池(chi)中25%的比例使用大(da)圓柱,其市♻️場需求(qiu)量将達到1125GWh,以4680大概(gài)26Ah估算,将超過100億隻(zhī)。如果疊加在儲能(néng)和小動力中的需(xu)求量,将遠超這一(yī)數據。
在技術創新(xīn)“硬實力”和産業鏈(lian)布局“軟實力”雙重(zhong)助力下🔴,比克電🙇♀️池(chi)有望乘大圓柱行(háng)業發展東風,加速(su)♌駛上發展快車道(dao)。
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