疊片短刀、46大圓柱電池,正依據(jù)質(zhì)量、功率、安全和本錢爭(zhēng)奇斗艷,共同助力鋰電大規(guī)劃制造時(shí)代到來。
日前,特斯拉在《雄圖(第三華章)》活動(dòng)中標(biāo)明,地球要走向徹底可持續(xù)動(dòng)力之路需求240TWh電池,且大規(guī)劃開展電動(dòng)轎車是其間要害一環(huán),特斯拉的政策是2030年完結(jié)年產(chǎn)2000萬輛轎車。
?
特斯拉以為,電動(dòng)轎車要大規(guī)劃制造就需求做到極致功率、極致降本以及極致規(guī)劃。例如,特斯拉標(biāo)明將持續(xù)減少車身零部件數(shù)量,把車身分解為幾個(gè)部分,并選用一體化壓鑄技術(shù)。其間,電池將是底盤的一部分,將座椅放在底盤上是比較合理的方法,也便是CTC技術(shù)。
高度規(guī)范化的4680大圓柱電池,是特斯拉依據(jù)CTC整車集成在電池方面的立異,一同該電池在制造功率、能量密度、極致安全和降本方面的優(yōu)勢(shì),引發(fā)全球整車和電池廠高度重視,被以為具有與方形電池平起平坐,是中高端電動(dòng)車型終極道路之一。
而從全球來看,除了特斯拉極致探求的大圓柱電池,包含寧德時(shí)代、蜂巢動(dòng)力、比亞迪、億緯鋰能、孚能科技等電池企業(yè),在尋求極致功率、極致降本和極限功用上,也是一往無前,成果豐富。事實(shí)上,以前幾年,我國企業(yè)在鋰電池材料、結(jié)構(gòu)、工藝、裝備領(lǐng)域的立異此伏彼起,無論是在立異的數(shù)量仍是質(zhì)量方面,我國現(xiàn)已成為全球鋰電池技術(shù)立異最大的策源地和技術(shù)風(fēng)向引領(lǐng)者。
作為新的技術(shù)道路,大圓柱電池?zé)o疑是電池領(lǐng)域的“當(dāng)紅炸子雞”,尤其是其兼顧了化學(xué)系統(tǒng)立異與結(jié)構(gòu)立異兩方面的需求,被以為是中高端新動(dòng)力動(dòng)力技術(shù)道路志向解決計(jì)劃之一。
但就干流的方形電池來看,其技術(shù)迭代相同可圈可點(diǎn)。數(shù)據(jù)上來看,2022年我國商場(chǎng)動(dòng)力電池裝機(jī)量約為302.3GWh,其間方形電池裝機(jī)273.9GWh,占比90.6%,方形電池依然是職業(yè)干流道路,并且長期處于肯定主導(dǎo)地位。事實(shí)上,依據(jù)電池形狀的立異上,方形電池技術(shù)迭代、工藝立異、降本計(jì)劃和功率尋求依然是電池廠商和整車的主導(dǎo)方向。如上一年露臉的麒麟電池、龍鱗甲電池、CTB電池、問頂電池等立異產(chǎn)品均依據(jù)方形電池,足可見方形電池的迭代立異密度更高,背面是方形電池在動(dòng)儲(chǔ)領(lǐng)域的運(yùn)用規(guī)劃和技術(shù)趨勢(shì)所決定的。
極限功用:長薄化大容量電池成方形電芯趨勢(shì)
跟著新動(dòng)力轎車和儲(chǔ)能商場(chǎng)的開展益發(fā)老練,大容量、高安全、長壽數(shù)、低本錢的大電芯逐漸成為趨勢(shì),方形電池縮小了電芯的縫隙,在進(jìn)步安全、能量密度和電池容量方面有優(yōu)勢(shì)。目前國內(nèi)干流車企,以及群眾、福特、現(xiàn)代、豐田等海外車企均首要選用方形電芯封裝。
依據(jù)運(yùn)用端大電芯需求,刀片化電芯逐漸成為趨勢(shì)。蜂巢動(dòng)力董事長兼CEO楊紅新標(biāo)明,蜂巢動(dòng)力已關(guān)鍵布局電動(dòng)全域短刀化,包含從L300-L600的全標(biāo)準(zhǔn)短刀電池產(chǎn)品,掩蓋從無鈷、三元到磷酸鐵鋰全域化學(xué)系統(tǒng)。蜂巢動(dòng)力的政策是,未來將短刀電池打造成為最具競(jìng)爭(zhēng)力的代表性產(chǎn)品。
關(guān)于為何開發(fā)短刀,蜂巢動(dòng)力給出的思路是:依據(jù)電芯功用發(fā)揮、標(biāo)準(zhǔn)兼容性、規(guī)劃化制造要求等多個(gè)維度的概括考量成果。
從電芯功用的發(fā)揮上來看,L600短刀磷酸鐵鋰電芯在能量密度、安全性、循環(huán)壽數(shù)等體現(xiàn)上都有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。電芯能量密度到達(dá)185Wh/kg,其他其兩邊出極柱的電芯規(guī)劃,可支撐pack環(huán)節(jié)選用上下雙水冷技術(shù),完結(jié)2C~4C快充功用,滿意800V高壓電氣架構(gòu)高端車型運(yùn)用,一同與CTC全新技術(shù)具有更好匹配性。
在兼容性方面,L600短刀片磷酸鐵鋰電芯長薄化規(guī)劃,突顯疊片工藝電池優(yōu)異功用,支撐切換590規(guī)范模組,完結(jié)串并聯(lián)計(jì)劃靈敏改變,以高規(guī)范化、靈敏性的特點(diǎn)可最大化下降電池包的規(guī)劃難度,完結(jié)A00-D級(jí)車型的全掩蓋。
安全功用方面,短刀電芯通過標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化規(guī)劃,長度添加,厚度減薄,在散熱、脹大、能量密度上更具優(yōu)勢(shì),一同自身還可以作為結(jié)構(gòu)件,增強(qiáng)電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
除了蜂巢動(dòng)力,近兩年弗迪電池、億緯鋰能、中立異航、欣旺達(dá)等企業(yè)的方形電池也遍及長薄化。
極致功率:功率進(jìn)步推動(dòng)制造本錢大幅下降
業(yè)界猜測(cè),本年我國商場(chǎng)新動(dòng)力轎車產(chǎn)量有望到達(dá)900萬輛,疊加儲(chǔ)能商場(chǎng)爆發(fā)式添加,鋰電池需求將堅(jiān)持高添加態(tài)勢(shì),火急需求鋰電高功率、大制造的到來。
46系列大圓柱電池之所以遭到業(yè)界遍及重視,原因之一是其制造功率較現(xiàn)有電池產(chǎn)線可以進(jìn)步30%,制造本錢優(yōu)勢(shì)明顯,契合鋰電大規(guī)劃制造時(shí)代需求。
方形電池方面,長薄刀片電芯+高速疊片工藝正成為方形電池開展的干流趨勢(shì),但前期囿于疊片功率較低,長薄電芯的高本錢一直是業(yè)界一大難題。
上一年12月,蜂巢動(dòng)力在其電池日上對(duì)外發(fā)布了“飛疊技術(shù)”。該技術(shù)使得方形電池疊片功率到達(dá)0.125s/片,較2019年第一代疊片電池0.6秒/片的功率進(jìn)步了3倍。一同,在功率翻倍進(jìn)步的一同,設(shè)備占地面積減少了45%,完結(jié)功率極致進(jìn)步和大幅降本。
據(jù)悉,第三代“飛疊”技術(shù)還集成了極片放卷、裁切、熱壓功用、疊片CCD在線監(jiān)測(cè)、HI-POT在線監(jiān)測(cè),完結(jié)單片不良全檢。在一致性方面,選用立異壓刀結(jié)構(gòu),疊片對(duì)齊精度進(jìn)步,制造良率有了明顯改善。
蜂巢動(dòng)力用了3年的時(shí)間,將疊片的中心壁壘霸占,破解了長薄電芯的本錢痛點(diǎn),也得以讓大容量長薄電芯的多種優(yōu)勢(shì)得以在更大層面遍及運(yùn)用。
依據(jù)對(duì)極致功率的尋求,蜂巢動(dòng)力現(xiàn)已開端開發(fā)功率更高的下一代疊片設(shè)備。
作為重資產(chǎn)投入工業(yè),制造功率的大幅進(jìn)步無疑會(huì)大幅攤薄產(chǎn)品本錢,一同也可更好滿意TWh時(shí)代的電池需求。蜂巢動(dòng)力在長薄電芯疊片工藝上的打破,無疑將掀開方形電芯的更大商場(chǎng)藍(lán)圖。
從整車視角來看,進(jìn)步電池系統(tǒng)體積利用率,可以在平等電池包情況下裝載更多電量,是進(jìn)步整車?yán)m(xù)航的有用途徑;一同結(jié)構(gòu)件的優(yōu)化,也是動(dòng)力電池包本錢下降的重要途徑之一。
大圓柱方面,特斯拉依據(jù)4680電池的系統(tǒng)體積利用率現(xiàn)已做到63%。方形電池方面,依據(jù)系統(tǒng)層面的立異,上一年5月,比亞迪發(fā)布CTB電池車身一體化技術(shù),將電池包上蓋與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的車身底板集成,構(gòu)成上蓋、刀片電池、托盤的整車三明治結(jié)構(gòu),系統(tǒng)體積利用率進(jìn)步至66%;寧德時(shí)代的麒麟電池,選用CTP 3.0技術(shù),將系統(tǒng)體積利用率進(jìn)步到72%;上一年12月,蜂巢動(dòng)力推出的龍鱗甲電池,立異選用了底部防爆閥和熱電別離規(guī)劃,其系統(tǒng)體積成組功率更是大幅進(jìn)步至76%。
得益于76%的高體積成組功率,平等電池包下,選用磷酸鐵鋰電芯的龍鱗甲電池系統(tǒng),續(xù)航逾越800公里;選用高錳鐵鎳電芯續(xù)航逾越900公里;選用高鎳三元電芯續(xù)航則逾越1000公里。
其他,在材料層面,蜂巢動(dòng)力自主研制的層狀無鈷材料已完結(jié)量產(chǎn),通過電化學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化和疊片規(guī)劃,有用地進(jìn)步了電池功用;研制的“高錳鐵鎳”電池,能量密度比磷酸鐵鋰更高,且本錢可控。
特斯拉CEO馬斯克標(biāo)明,地球要走向徹底可持續(xù)動(dòng)力之路,大規(guī)劃添加電動(dòng)轎車的產(chǎn)量是有必要的,特斯拉的政策是2030年完結(jié)年產(chǎn)2000萬輛新車。其時(shí),我國新車中電動(dòng)轎車滲透率僅有30%,海外商場(chǎng)這一數(shù)據(jù)更低,動(dòng)力電池商場(chǎng)空間巨大,疊加儲(chǔ)能商場(chǎng)需求,鋰電池需求將數(shù)倍于當(dāng)下,這就要求電池廠商持續(xù)加大技術(shù)立異才干,在制造功率、電池質(zhì)量、產(chǎn)線良率、降本和安全等維度持續(xù)探求。唯有具有扎實(shí)技術(shù)立異、產(chǎn)品規(guī)劃、工藝迭代、降本才干的企業(yè),在全球鋰電工業(yè)新開展格局中站穩(wěn)腳跟。