大圆柱电池“龙卷风”
发布时间:2022-03-29 08:44:00 文章来源:高工锂电
大圆柱电池“龙卷风”,特斯拉宣布量产第100万颗4680电芯后,大圆柱电池名声大噪,正在成为动力电池赛场的一股重要势力。(本文来源:微信公众号

特斯拉宣布量产第100万颗4680电芯后,大圆柱电池名声大噪,正在成为动力电池赛场的一股重要势力。

(本文来源:微信公众号“高工锂电”ID:weixin-gg-lb)

“46系列的电池具备突出的安全性和经济性,使用过程不变形,身段苗条、终身可爱,正在成为动力电池的终极技术方向。”亿纬锂能董事长刘金成在电动汽车百人会上表达了对这一电池技术路线的高度认可。

“赌信”大圆柱,亿纬锂能已经规划了200GWh大圆柱与方形叠片产能,其中大圆柱电池占据了较大比例,预计2022年建成。

刘金成的判断是,基于电池安全性和经济性的认知,大圆柱电池将成为中高端新能源车的主要动力电池形态。并连用4个“极致”强调了大圆柱优势,分别是“极致标准、极致可靠、极致制造与极致体系”。如可靠性上,圆柱在径向几乎不发生变化的耐膨胀性能,全生命周期结构稳定、零应力。

比克电池副总裁樊文光同样看好大圆柱技术路线。他认为,基于动力电池高安全、性价比、长续航、长寿命、快充等需求金字塔判断,大圆柱电池是未来5-10年内中高端电动车的最优解。

对于市场需求空间,樊文光则十分“激进”,结合已收到的客户需求结合行业信息判断,到2025年,大圆柱电芯至少会占30%以上的份额,也就是约480GWh,这已经超过了21年全球(动力电池)的总需求量。

此外,作为特斯拉圆柱电池主力供应商,松下电器也是大圆柱电池的拥趸者,计划今年小批量生产4680大圆柱电芯,明年启动大规模生产。

备受主机厂与电池企业追捧的大圆柱电池,系直径46mm,高度覆盖80mm-120mm的大圆柱电芯,由特斯拉在其2020年电池日首次公布。特斯拉通过做大电芯、无极耳设计、硅负极材料、干电极工艺制造工艺等材料、技术创新及工艺变革,实现圆柱电池安全、性能的最优解。

凭借高能量密度、高安全及低成本优势,大圆柱电池已经成为动力电池企业攻坚的重要方向之一,并且在产品端及应用端吸引了一大批拥趸者与追随者。

在应用端,特斯拉、保时捷、江淮、东风岚图等乘用车企相继释放出明确的大圆柱电池应用信号。在供应端,LG、松下、比克、力神、亿纬锂能、蜂巢能源等电池企业积极跟进包括4680在内的大圆柱电池。

特斯拉效应拉动,叠加全极耳技术突破,三元/铁锂技术并行等技术成熟,大圆柱在性能、成本、安全方面优势愈发明显。在国内外电池企业及供应链环节合力助推下,大圆柱电池迎来产业化临界点,有望于2023年启动规模量产。

电池企业密集布局 2023年规模量产

作为4680大圆柱电池的提出者,特斯拉产业化也走在市场前端。

今年2月,特斯拉宣布在美国加州试点工厂下线第100万个4680电池下线,开启大圆柱电池规模生产新阶段。

目前,特斯拉已规划在美国加利福尼亚州、德克萨斯州、内华达州以及德国柏林的四个超级工厂自产4680电池。按照此前计划,其4680电池的年产量将在2022年达到100GWh、在2030年达到3TWh。

作为特斯拉圆柱电池供应商,松下紧随其后,计划今年上半年试产4680电池,2023年起为特斯拉生产4680电池,年产能10GWh,约满足15万辆汽车的电池需求。

如此庞大的电池需求,除自产4680电池及松下供货外,特斯拉也在去年8月开始寻找4680大圆柱电池的合作厂商,包括宁德时代、LG化学、亿纬锂能等。

国际上,LG规划在韩国梧仓工厂扩建4680电池产能,计划2022-2023年量产;三星SDI计划2024 年实现量产,以色列公司Storedot 则在去年9月宣布生产出第一款4680电池,计划2024年实现量产。

国内企业进展同样不容小觑。亿纬锂能已经布局了4680与4695两大型号,已规划200GWh大圆柱与方形电池产能,预计2022年建成。其大圆柱材料已经做到镍9系的极致水平。

比克电池46系列大圆柱电池高度从80-120mm不等,能量密度达到275-300Wh/kg,计划今年下半年小批量量产,2023年规模量产,预计未来几年将产能扩充至80GWh。

主力电池企业集中规划于2023年前后实现大圆柱电池产品的量产。可以预见的是,在完成规模化量产与市场初期导入之后,大圆柱的市场竞争也许才刚刚开始。

配套供应链产业化提速

大圆柱电池实现续航、充电及成本兼容及优化,成为电动汽车电池配套的一项重要选择,产业化在即,供应链配套环节加速跟进,提前抢占4680电池市场化至高点。

46系大圆柱电池主辅材向高能量高倍率方向升级,高镍正极、硅碳负极、补锂剂、碳纳米管、LiFSI等主辅材渗透率/用量有望提升。结构件领域,由于4680采用新构型设计,制造门槛提升,使结构件转向定制化、壳体+盖板成套采购;设备方面,激光模切、激光焊等工序用量增加、高精度要求提升等。

硅基负极材料:作为理想的下一代负极材料,纯硅比容量是石墨的10倍,但纯硅在充电过程中膨胀近3x,目前采用氧化硅掺杂,掺杂含量约5%,4680电池有望提升至10%以上。

目前,以杉杉股份、贝特瑞为代表的负极企业已经实现硅基负极量产及批量供货,同时璞泰来、石大胜华、翔丰华、硅宝科技等公司处于布局、中试或研发阶段。

高镍材料:目前,包括宁德时代、松下、LG新能源、三星SDI、SKI等头部电池企业已经大规模量产供应镍含量超过80%三元电池,同时正在加快超高镍电池的研发进展。

其中,镍含量达90%及以上的NCM9系、NCA9系和NCMA电池,可以将钴含量降低至10%甚至5%以内,成为了众多电池企业的下一代拳头产品。

新型锂盐LiFSi领域:包括天赐材料、永太科技、新宙邦、多氟多、宏氟锂业、康鹏科技等企业都在积极扩充LIFSI产能。规模化生产后成本优势将凸显。

碳纳米管领域:GGII预计,2022年中国碳纳米管导电浆料出货量将突破12万吨,至2025年将突破32万吨,成为锂电池导电剂领域中成长性最高的种类。

结构件领域:大圆柱电池结构件技术壁垒高于2170圆柱电池,一是取消模组结构、承载电流变大,二是尺寸变大、厚度变厚,三是底部和顶部分别设计防爆阀,正极集流盘与极柱直接焊接连接,带有 CID 设计。

科达利宣布具备大圆柱4680电池结构件的生产能力,将根据客户的实际需求为客户提供相应的配套。斯莱克也表示4680结构件新品在下游客户的验证进展顺利。

前段干电极技术:将正负极颗粒与聚四氟乙烯(PTFE)粘结剂混合,使其纤维化,直接用粉末擀磨成薄膜压到铝箔或者铜箔上,制备出正负极片。可省略繁复的辊压、干燥等工艺,大幅简化生产流程, 提升生产效率,节省成本。

全极耳技术领域:逸飞激光圆柱全极耳“智造”系列解决方案可以针对不同的发展阶段的电池企业提供试验设备、半自动设备、全自动设备、数字化车间交钥匙工程。其圆柱全极耳“智造”数字化车间交钥匙工程适合大批量、数字化生产。

需要警惕的是,干电极匀浆过程中活性材料的团聚现象仍是大圆柱规模量产的最大挑战,干电极、全极耳焊接等技术研发周期长,并存在一定know-how,其他企业何时实现突破还需保持追踪。

此外,电池生产良率也是一大关键,据了解八成的良品率下4680电池大规模量产并不具备经济性。

乐活HOT

  • 哈尔滨新区全面铺开“一证准营”新模式
    哈尔滨新区全面铺开“一证准营”

    近日,黑龙江金权体育文化传媒有限公司通过一次告知、一次受理、一次现场踏查审批流程,一个工作日就拿到了《行业综合许可证》。据悉,自去

  • 辽宁大连持续开展燃气直接加热火锅专项整治
    辽宁大连持续开展燃气直接加热火

    日前,市安委办持续开展餐饮场所使用燃气直接加热火锅专项整治,取得了一定成效。其间,发现我市部分餐饮、火锅店等场所存在使用具有易燃、

  • 前两个月辽宁新登记各类市场主体9.55万户 实有各类市场主体448.06万户
    前两个月辽宁新登记各类市场主体

    今年前两个月,全省新登记各类市场主体9 55万户,比上年同期增长35 81%。截至2月末,全省实有各类市场主体448 06万户,比上年同期增长9 86%

  • 辽宁铁岭依法严厉打击各类涉疫违法犯罪
    辽宁铁岭依法严厉打击各类涉疫违

    本轮疫情发生以来,铁岭市公安机关充分发挥职能作用,以零容忍态度依法严厉打击各类涉疫违法犯罪。截至目前,共查处涉疫案件57起,行政处罚

  • 前两月辽宁招商引资到位资金1299.3亿
    前两月辽宁招商引资到位资金1299

    今年以来,资本布局辽宁、落户辽宁的步伐正在不断加快。不久前,在沈阳,2022年首批项目集中签约暨开工活动举行,智能制造、新能源等产业领

  • 安徽累计清偿理拖欠民营企业欠账款147.5亿
    安徽累计清偿理拖欠民营企业欠账

    记者从省经信厅获悉,我省大力清理拖欠民营企业中小企业账款,自2018年12月开展清欠工作以来,全省累计清偿拖欠账款147 5亿元,涉及民营企

  • 前两月安徽规模以上工业增加值增长8.8%
    前两月安徽规模以上工业增加值增

    省统计局公布最新数据显示,今年以来,全省工业生产开局平稳,1月至2月规模以上工业增加值同比增长8 8%,比前两年(2020—2021年)同期平均增

  • 前两个月安徽对“一带一路”沿线进出口287.7亿
    前两个月安徽对“一带一路”沿线

    据海关统计,今年前两个月,我省对丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路沿线国家进出口287 7亿元人民币,比去年同期增长23 8%。其中,出口19

  • 安徽已办理个税退税92.8万笔7.54亿元
    安徽已办理个税退税92.8万笔7.54

    上午在手机App上申请个人所得税汇算清缴退税,下午查询退税记录时,系统就已经显示‘国库处理完毕’。近日,合肥市民盛先生说,

  • 安徽出台专精特新中小企业倍增行动方案
    安徽出台专精特新中小企业倍增行

    省政府办公厅近日印发《安徽省专精特新中小企业倍增行动方案》,提出以优质企业梯队建设为抓手,打好创新驱动、补链强链、数字赋能、要素集

  • 贵州印发出台全域土地综合整治工作指南
    贵州印发出台全域土地综合整治工

    日前,记者从省自然资源厅获悉,自国家级全域土地综合整治试点名单批复以来,我省有序推动该项工作,组织召开视频培训会,制定并印发《贵州

  • 遵义市汇川区有序推进中心城区教育发展规划
    遵义市汇川区有序推进中心城区教

    遵义市汇川区教育体育系统坚持以高质量发展为核心,以立德树人为根本,以队伍建设为抓手,以人民满意为目标,全面落实全国、全省教育大会精

  • 贵州仁怀着力构建现代化毒品问题治理体系
    贵州仁怀着力构建现代化毒品问题

    近日,笔者从仁怀市禁毒办获悉,该市以禁毒大扫除专项行动为契机,以创建贵州省禁毒示范城市为目标,以农村毒品问题治理为抓手,以守底线、

  • 四川德阳市集中开工62个重一季度重大项目 总投资455.2亿元
    四川德阳市集中开工62个重一季度

    德阳市一季度62个重大项目集中开工。其中,总投资120亿元的德阳川发龙蟒锂电新能源材料基地项目,是德阳建市以来投资最大的单体工业项目。

  • 四川印发出台“十四五”公共服务规划
    四川印发出台“十四五”公共服务

    近日,省政府印发《四川省十四五公共服务规划》(以下简称《规划》),围绕健全完善公共服务体系、推进公共服务优质均衡发展、加强公共服务供

娱乐LOVE