全球动力电池公司正在押注于圆柱形4680电池。
11月,世界各地有两条关于4680个圆柱形电池的信息。
11月2日,特斯拉开始在其位于美国得克萨斯州的工厂安装4680圆柱形电池生产线。
11月5日,亿纬锂能宣布,将在荆门高新区投资建设一条20GWh的乘用车大型圆柱电池生产线。
这意味着,去年9月,特斯拉电池日上宣布的4680电池已经从“纸面上”进入实际生产阶段。
不仅是特斯拉,国内外公司也在加快生产直径为46毫米的圆柱形电池。2022-2024年是国内外4680圆柱形电池上市的时间。
不仅是特斯拉,全球公司也在加快生产直径为46毫米的圆柱形电池。2022-2024年是全球4680圆柱形电池上市的时间。
此外,许多强大的电池制造商也在开发其他尺寸的大型圆柱形电池。在特斯拉的领导下,追随者众多,大型圆柱形电池可能成为方形电池的有力竞争对手。
46mm圆柱形起点
目前,市场上的许多动力电池公司,尤其是领先的公司,基本上都在布局大型圆柱形电池。
许多中国主流公司都有布局
从最新消息来看,亿纬锂能已进入基地和生产线建设阶段。
11月5日,亿纬锂能发布公告称,公司子公司湖北亿纬电力有限公司有限公司计划与荆门高新技术产业开发区管委会签订“合同”,并将分别投资荆门高新区20GWh乘用车的建设。拥有大型圆柱形电池生产线及配套设施项目、16GWh方形磷酸铁锂电池生产线及其配套设施项目,项目固定资产总投资约62亿元。
尽管公告中没有公布大型圆柱形电池的尺寸,但亿纬锂能董事长刘金成在奠基仪式上透露了该产品的规格和雄心。“将在荆门建设的大型圆柱形电池项目可能是世界上第一个大规模生产4680和4695电池的生产基地。这里生产的电池将配备给世界上最好的公司。”刘金成说。
然而,据报道,以色列初创公司StoreDot开发的4680电池将在中国亿纬锂能工厂生产,2024年后开始大规模生产。
一些媒体试图与亿纬锂能建立联系,但未能成功。因此,亿纬锂业生产的4680电池是自主研发还是只是代工,目前还不得而知。
比克也是中国首批公开发布4680电池的公司之一。
2021 年3月,比克举行媒体交流会,分享大缸技术领域的最新进展和未来计划。
比克电池首席科学家林健表示,比克正在与客户合作开发下一代圆柱电池全接线片大圆柱电池的应用。
根据比克电池的最新回应,比克目前已进入样品量产阶段,开发进度和样品交付符合预期。
最先被媒体披露的是江淮汽车和中比能源科技的4680项目。
今年1月,江淮汽车将与中比能源科技联合开发4680锂电池和电池组。
江淮汽车还承诺在其未来的电动汽车中优先使用联合开发的电池和电池组系统。
此外,蜂巢能源也在研发4680电池,最新情况将在电池日公布。
日本和韩国公司争夺特斯拉的供应权
据松下电池部门负责人Tadanobu Kazuo介绍,松下计划于2022年3月开始在日本试产4680电池。此前,松下宣布将在2022年4月前创建一个名为松下能源公司的新能源业务部门。此外,今年松下在日本建立了4680电池的测试线。
7月,据透露,三星SDI已完成特斯拉Model Y下一代4680电池组样品的开发,目前正在其工厂进行各种测试,以验证其结构完整性。
今年3月,LG新能源开始准备建造特斯拉4680电池的试生产线,目前正在其奥昌工厂改造部分生产线,那里已经安装了组装和电镀设备。知情人士表示,LG的试验生产线最早将于2021开始运营。
去年9月,在电池日,特斯拉宣布了其4680电池的研发和生产计划。目前,特斯拉4680电池中试生产线的良率已从去年的20%提高到70%-80%。
特斯拉在今年7月底宣布,预计到2022年底将达到每年100GWh的4680电池的产能,以满足130万辆电动汽车的需求。
9月,特斯拉在柏林的工厂破土动工。在电池方面,它主要生产4680电池。马斯克表示,他希望柏林工厂在2022年底前每周生产5000辆Model Y,配备4680电池,理想情况下达到每周10000辆。
在特斯拉柏林工厂举行的Gigafest活动上,展示了4680电池在第三季度交流会上的信息。特斯拉透露,首批4680很可能搭载在Model Y上。
特斯拉的第一批自产电池将由松下等供应商提供。
事实上,这个大圆柱体的直径不仅只有46毫米。虽然国轩高科和力神都有圆柱形电池,但目前专注于直径为32mm或21mm的电池;此外,已大规模生产并安装了直径为32mm的磷酸铁锂电池。
此外,据说已经进入特斯拉供应链的比亚迪一直在生产方形电池。
不过,除了比亚迪,上述公司也有消息称,他们正在对4680电池进行预研究。
目前,各家公司4680电池的量产时间指向2022年至2024年之间。特斯拉将在2022年率先实现量产;松下将于2022年3月开始试生产;LG新能源的目标是在松下开始大规模生产电池之前完成试生产,计划最快在2023年大规模生产;比克已开始建设大型圆柱形电池量产基地,预计未来两年内量产;
值得注意的是,由于大多数电池公司都是基于对标特斯拉的需求,因此电池大多定位在4680。但实际上,电池的直径是相对固定的46mm,但高度是80mm还是90mm可以根据客户需求定制。
能量密度和功率显著提高
在特斯拉的传统解决方案中,21700电池组通常有4个模块、两个大模块和两个小模块。21700电池重约312公斤,拥有4400多个电池;4680电池组重量约为336公斤,只有960个电池。
就电池组重量而言,21700为474公斤,4680仅约438公斤。就能量密度而言,21700为170Wh/kg,4680为215Wh/kg。
目前,中国电池公司4680尚未透露更多数据,只是比克在3月份发布的一些信息作为参考。
例如,根据比克的例子,我们推断比克 4680的电池单元约为25Ah,是18650 3Ah容量的8倍多。也就是说,对于相同容量的电池组,4680的电池数量仅为18650的1/8,这大大降低了对电池管理系统和电路板的需求,并大大降低了成本。
其次,在使用全极耳大气缸后,快速充电性能得到了进一步提高。比克给出的数据是,在15分钟内,电池可以从0充电到80%。也就是说,一辆续航600公里的汽车在充电站停10-15分钟后,可以充电400-500公里,这接近燃油车的速度。
4680的峰值功率密度可以达到1000W/kg以上;他们正在测试10C以上的高速率放电,并且可以忽略电池的加热。
在安全性方面,与小气缸相比,大气缸也有所改进。比克表示,大圆柱体必须配备全耳技术或特斯拉的无电极技术。与传统圆柱形电池的单极凸耳相比,全凸耳的设计使电流产生的热量均匀分布在电池芯内部,并且没有单极凸耳的集中加热,安全性能显著提高。
尽管具体数据需要在装车后进行测试,但比克认为,大气缸至少与软包电池和大方形电池一样好,甚至可能更好。
比克表示,他们的技术路线与特斯拉不同,但内部逻辑是一样的。
目前,4680电池制造商中,大部分旨在为特斯拉供货。不过,随着特斯拉在行业内的号召力,相信会有越来越多的车企采用直径为46毫米的电池,圆柱形电池的市场份额有望大幅提升。毕竟,作为中国棱柱电池的领导者,宁德时代已经部署了大规模的圆柱形电池产能。