大圓柱電池後來居上?2030年全球車用需求将達1125GWh
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            大圓柱電池後來居上?2030年全球車用需求将達1125GWh

            編輯:張倩   浏覽: 次  時間:2023-05-13

            大圓柱電池後來居上?2030年全球車用需求将達1125GWh

            12月26日,特斯拉方面證實,其位于加州弗裏蒙特超級工廠的4680電池生産線已實現周産電芯86.8萬枚,相當于可以支撐🧎🏻‍♀️‍➡️每周👿生産1000多輛新車。

            此外,近日,爲了研究創新極耳設計大圓柱形電池的特😁性👻、性能🏊🏾‍♀️和整體潛力,一則使用真實商業化的全極耳大圓柱電池驗證數字模型結論的文章,發表于老牌能源類頂級雜志《Journal of Power Sources》(SCI一😁區,IF:9.794)。電池👺網注意到,研究中使用💔專爲汽車🙉高性能應用設計的具有10Ah容量🔞和最先進的LiNixMnyCozO2(NMC,x>0.8)陰極和SiOx-C陽極的圓柱形電池來參數化和驗證建模框架,該電😁池由制造商深圳市比克動力電池有限公司直接提供。

            從結論來看,該研究開發了一種基于大圓柱形電池的空間分💞辨熱-電-電化學框架,實驗應用的電池具有新穎的全極耳設計👧🏾、最先進的高鎳陰極和SiOx-C陽極,并在-20°C至65°C的寬溫度範圍内進行了廣泛驗證。此外🛌🏻,通過最👱🏼‍♂️佳的熱管理,本文所研究的電池實現了不到12分鍾從10%充💞電到😥80%SOC的快ˇ速充電時間,展示了成熟的全極耳大圓柱電池的巨大👱🏼‍♂️潛力。

            生産速度提升、技術持續突破,一時間,4680大圓柱電池再次站上風口。

            乘風起航 諸侯争霸

            當前,新能源車推廣速度不斷提升,從終端需求來看✋,消費者也直面電池安全、裏程焦慮、充電不便等👩🏼‍❤️‍👨🏾諸多😍痛點,而大圓柱…電池☠️的高安全性,以及兼顧高能量和超級快充等優勢,被認🚶🏾‍♀️‍➡️爲是解決這些難題的最佳方案。

            伊維經濟研究院研究部總經理、中國電池産業研究院院長吳輝在《中國圓柱锂離子電池行業發展白皮書(2022年)》中分析,圓柱電池以其産品高度标準化✍🏻和産線高度自動化等特征,在锂離子電池産品中具備較高的競争力。

            從産品型号來看,由18650到21700再到即将實現量産的4680,圓柱電池👩‍🍼逐👀步向着更大的尺寸方向發展。尤其是以4680爲代表😸的大圓柱,預計将在特斯拉的帶動下在未來圓柱電池出貨量中占有較高的比重。

            電池網梳理發現,在整車領域,特斯拉、蔚來、寶馬等多家車企已将目光投向4680等大圓柱電池。此外,跟随車企步伐👩🏽‍🐰‍👩🏿,與特斯拉合作的松下、LG新能源、三星SDI,與寶馬合作的甯德時代、億緯锂能、遠景動力已在推進4680圓柱電池🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻産能建設。另有比克電池、蔚藍锂芯、力神💯電池、國軒電池等電池廠商也在發力4680領域,随着技術的進步,預👺計未來還将有更👩🏿‍❤️‍💋‍👨🏽多的車企與電池企業加碼大圓柱電✡️池領域。

            吳輝指出,目前,在46系列大圓柱方面,全球範圍内僅🔞特斯拉和松下基本實現車用大圓柱的早期批量⛹🏻‍♀️化生産;其👱🏼‍♂️次,LG、億💔緯锂能、三星和甯德時代均計劃在2023年實現量産;其😜他的企業包括比克電池等在大圓💘柱領域儲備較多,擁有完善的中試線産品。

            産能與目标懸殊 創新與突破持續

            雖然大圓柱電池陣營頭部電池廠衆多,但産能速度遠未達預期。

            特斯拉自2020年對外發布46系列,對比年初産能數據,雖^然目前😜弗裏蒙特工廠的産能已提升到年初的約20倍,卻仍與目标産能相差懸殊。

            根據此前的規劃,弗裏蒙特工廠的4680電池年生産能力将💑🏾達到10GWh,大概可以滿足15萬輛電動汽車的需求,但根據☠️特斯拉最新公布的👹産能進度推算,該工廠的年産能隻能滿😝足4.8萬輛電動汽車的需求;得州超級工廠的電👌池産能原規劃年内将建成60GWh,但實際電池産能未知;德👌國柏林的工廠預計建成後達到20GWh,但在2022年9月,出于獲取補貼和生産成本的考慮,特斯拉着手開始将德國的産線遷回美國本☠️土。

            吳輝分析,目前46系列大圓柱電池的工藝難點還是在全極🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻耳技術,有較高的技術壁壘,尤其分切、注液、揉平和激光焊接等💫環節容易産生金屬碎屑、焊渣、以及出現極耳🧎🏻‍♀️‍➡️一緻性🔞差等問題,從而使得大圓柱^電池的良^品率還相對較低。另🧑🏾‍🎄外,下遊車企驗證46系列大圓柱産🤶🏾品也需要一定的時間,除了特斯拉批量使用之外,奔馳、寶馬等企業也都處于驗證階段。下一步就是企業需要在工藝層面解決46系大圓柱💑🏾生産中的問題,提高其良品率,進而真正的降低生産制造成本促進其在下遊車企中的批量應用。

            除了良品率及應用端的驗證,大圓柱電池還需要加強技術💔工藝的改進提升。

            值得注意的是,在技術創新方面,比克全極耳大圓柱👽電池同👩🏼‍❤️‍👨🏾時突破了能量密度(續航)和快充兩大核心性能局限。一🙂‍↕️方面,憑借圓柱結構,通過搭載高鎳👩🏿‍❤️‍💋‍👨🏽正極、矽負極、摻矽補锂等先進技術,能㊙️量密度可大大提升,爲整車提供800公裏以上的續航裏程。另一方面,大圓柱電池能夠在保障安全和足夠的續航裏💁🏼‍♀️程的基礎上,進一步提升快充㊙️性能,其12分鍾快充性能在上文🥑️介紹的🏊🏿‍♀️《Journal of Power Sources》文章中💞也得到了驗證,助力電動車使用體驗媲美燃🤶🏾油車。

            此外,對于布局大圓柱電池的企業,吳輝建議,要加✍🏻強工藝的研發,提高産品的良品率,進一步降低成本。比如率先将良品率提升到傳統的18系和21系的水平必定會領先競争對手。

            其次,大圓柱的優勢是标準尺寸帶來的生産效率的♌️提🛌🏻升,電池企業應聯合設備企業研究高速的自💞動化生産線,尤其是在大圓柱領域要盡量做到每個環節💌全自動化生産,讓大圓🥑️柱電池的制造成本優勢明顯體現出來。

            率先布局 未來可期

            比克電池與特斯拉的無極耳概念類比,經過多年的探🙉索,在2019年左右,形成了獨有的全極耳技術路線。通過😺定向🧑🏾‍🎄洩壓技術,比克🚶🏾‍♀️‍➡️全極耳大圓柱電池可以做到整車層面零熱擴散,保證電池包整體的安全和電池全👽生命周期品質的始終如一。

            自2021年初在國内率先發布全極耳大圓柱電池至今🧑🏾‍🎄,比克💑🏾電池在😗大圓柱電池技術研發和市場化推進上持續領先,訂👩‍🍼單和意向客戶持續增加。

            産品方面,比克大圓柱電池目前主要有46系、3x系和26系🧛🏾‍♀️等系列,電芯✋高度覆蓋70mm到160mm。比克46系電芯去年開始陸續有樣品批量交付👩🏽‍🐰‍👩🏿,性能表現符合預期,依據8-15分鍾的不同👩‍🍼快充能力,目前電芯能🧛🏾‍♀️量密度~在280Wh/kg至330Wh/kg之間。比🧎🏻‍♀️‍➡️克26系則以26105鋁殼電芯爲主,目前處于B樣階段,應用于整車可達700公裏以上續航,快充12分鍾以内可達500公裏續航,預計将于👩🏼‍❤️‍👨🏾2024年量産,屆時能量密度将高達290Wh/kg。3x系則處于二者之間,是👿比克爲了進一步綜合優化性能、成本、系統設計等因💫素在開發的新平😍台。

            除了産品和市場的規劃,比克電池在産能擴充上也将迎來實質進展,未來幾年,公司計劃分兩個階段在海内外擴充80GWh的電池産能。同時,公司也将持續向碳中和目标邁進,打造零碳工廠,滿足碳排放和碳足迹的需求,以行業領先水平爲目标🙆🏿,持續減少碳排放,積極探索電池全生命周期碳中和路徑。

            作爲國内率先量産高鎳正極+矽負極材料體系的锂電企業,比克電池在化工原料、精密結構件和生😺産設備上有長期持👱🏼‍♂️續的技術布局。多年來,公司與容百科技、當升科技等😥衆多國内供應鏈頭部企業攜手成長😁,建立了長期穩定的合作意向和彼此信👹任的合作關系。除此之外🧎🏻‍♀️‍➡️,公司還通過與合作夥伴👯🏾‍♂️們長期共同研發前沿技術和新型材料,在産業鏈當中形成😺了一定的技術牽引力。

            與此同時,比克電池産業鏈布局也注重“軟實力”,在基于數字化工廠解決方案、人工智能生産制造和管理👩🏿‍❤️‍💋‍👨🏽方案,持續提升智能制造實力,同時布局零碳工廠方案,未來大圓柱生産基地也将采用100%綠電,力求在智能制造和綠色生産上更進一步。

            吳輝指出,大圓柱電池解決了小圓柱單體容量小,成組效率低的問題,未來不光是在電動汽車,包括在家庭儲能、小動力等領🛌🏻域也會大量的應用。随着布局大圓柱電池企業⛹🏻‍♀️越來越多,未來市場前景可期。

            “2030年,全球新能源汽車用動力電池預計将達到4500GWh”,吳輝預計😗,随着🧑🏻‍❤️‍🧑🏼大圓柱制造工藝的逐步成熟,其标準的尺寸使得😍其生産線将高度自動化,加上其較高的能量密度使得💁🏼‍♀️其成本優勢相比方形和軟包将非常明顯,按照2030年全球車用動力電池中25%的比例使用大圓柱,其市場需求量将達到1125GWh,以4680大概26Ah估算,将超過100億隻。如果疊加在儲能和小動力中的需求量,将遠超這一數據。

            在技術創新“硬實力”和産業鏈布局“軟實力”雙重助力下,比🙈克電👨🏻‍🏭池有望乘大圓柱行業發展東風,加速駛上發展快車道。

            [責任編輯:張倩]
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