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4680电池:“胖大个”有何真本事

 2021-11-25 19:05:50  来源:互联网 

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去年特斯拉宣布即将采用4680大圆柱电池,一石激起千层浪。

记者近日据悉,特斯拉正计划在加拿大建设电池设备工厂,推动4680圆柱形电池量产。松下也迅速跟上节奏,或于明年年底将生产的4680电池向全球首发面世。

国内,亿纬锂能宣布斥巨资布局大圆柱电池生产线,官网甚至已经张贴出大圆柱电池的“糖衣炮弹”,吊足了胃口。

动力电池“竞赛”白热化

从一开始的抢钴,到后来的抢锂,再到近日的抢镍,动力电池企业、车企都出动“挖矿”,每一次疯狂的背后,都渗透着动力电池的“真香”。

数据显示,产量方面,2021年10月,我国动力电池产量共计25.1GWh,同比增长191.6%,环比增长8.4%。其中三元电池产量9.2GWh,占总产量36.6%,同比增长93.5%,环比下降4.5%;磷酸铁锂电池产量15.9GWh,占总产量63.3%,同比增长314.0%,环比增长17.6%。1-10月,我国动力电池产量累计159.8GWh,同比增长250.0%。其中三元电池产量累计72.0GWh,占总产量45.1%,同比增长165.0%;磷酸铁锂电池产量累计87.5Wh,占总产量54.8%,同比增长378.2%。

根据SNE Research的预测,到2023年,全球电动汽车对动力电池的需求达406GWh,而动力电池供应预计为335GWh,缺口约18%;到2025年,这一缺口将扩大到约40%。

在赛迪智库11月发布的《锂离子电池产业白皮书(2021版)》中提到,2020年全球新能源汽车迎来了快速增长,动力电池一度出现供不应求的局面,面对未来潜力巨大的动力电池市场,各方企业纷纷投身其中,全球动力电池“军备竞赛”蓬勃展开,步入新的发展阶段。

在产能规划方面,宁德时代2021年将达到118GWh;LG Chem预计2021年达到131GWh;SDI计划2023年产能增长到130GWh;松下预计2021年产能71GWh;SK Inovation计划2025年产能超过100GWh。

电池的成本接近整车成本的百分之四十,电池作为“心脏”,其重要性不言而喻。然而随着新能源汽车的普及,对电池的需求与日俱增,材料的价格水涨船高,电池的创新成为了车企发展的重要途径。

特斯拉押宝4680

从宁德时代CTP电池到比亚迪的刀片电池,到蜂巢能源的无钴电池,再到宁德时代的钠离子电池,动力电池产业经历着不断地创新。

中国科学院院士欧阳明高曾表示,动力电池系统结构创新,辅以单体材料改进,成为近年来中国动力电池技术创新的鲜明特征。2020年9月23日——特斯拉电池日,埃隆·马斯克向全球展示了一款全新电池——4680无极耳电池。

马斯克表示,相较于此前采用的2170电池,4680电池的电芯容量是2170电池的五倍,新电池能将每千瓦时的成本降低约14%,续航里程提高16%。4680电池顾名思义直径46毫米,高80毫米,也被称为大圆柱形电池。

在解决热失控方面,4680电池的弧形表面一定程度上限制电池之间热传递,全新的“无极耳”设计,通过减少电池与外部壳体的金属连接部件,缩短电流传导距离,从而降低电阻,进而降低散热,电力相比有极耳电池提升6倍。

对于圆柱电池来说,更大的电芯尺寸能够提高电池组的空间利用率,显著减少结构件的数量,从而提高电池能量密度,减少生产工序,降低生产成本。一款75KW的电动车动力电池组,需要7000个18650电芯,4400个21700电芯,而换成4680电芯,只需要950个,与CTC封装的结合,能有效提高空间利用率和组装效率,从而节省成本。

快充方面,根据亿纬锂能官网显示,大圆柱电池的新增超级快充属性,可达到10至20分钟充80%电量。

能掀起新一轮风暴吗?

中国电子科技集团公司第十八研究所研究员肖成伟表示,对于未来动力电池产业的展望,高比能、高安全、长寿命、低成本、高环境适应性是动力电池产业发展的诸多考量因素。众多优势赋能,特斯拉领跑,是否能掀起一轮圆柱电池风暴呢?

动力电池企业紧跟步伐,据悉,松下可能将在明年年底批量生产。三星SDI和LG能源也加入了4680电池的开发行列。今年11月5日,亿纬锂能发布公告称,子公司亿纬动力拟在荆门高新区投建20GWh乘用车用大圆柱电池生产线。比克电池、蜂巢能源也将进入大圆柱电池领域。

按照封装形式分类,动力电池可分为方形电池、圆柱形电池和软包电池,国内车企普遍使用方形电池,目前只有特斯拉和宝马两大车企宣布加入大圆柱形电池的行列。

新的事物也即将面临新的考验,4680大圆柱电池优势颇多的同时,对生产工艺及设备也提出了更高的要求,其大规模适配也将是一项艰巨的任务,是否真的安全目前也众说纷纭,所以真正落地投入使用也将需要一定的时间。

大圆柱电池的结构性创新对动力电池产业的发展无疑具有推动作用,绝不是仅仅由五号电池升级为一号电池那么简单,它胖胖的身材里有大学问,让我们拭目以待。

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