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量產在即的4680電池,真的是更優解決方案嗎?

作者 / MAX

最近,4680電池再次成為業界的主流話題。先有松下透露已準備好量產特斯拉4680電池,正在打造一條產線並進行試產;後有億緯鋰能宣佈將在荊門建設152。61GWh鋰電產能,其中

包含被認為與4680電池有關的20GWh大圓柱線專案

,直接刺激了億緯鋰能以及4680相關產業鏈大漲。

量產在即的4680電池,真的是更優解決方案嗎?

前兩天,網路上又流傳出一段錄音,發言者稱:

「公司

在4680大圓柱電池量產中佔得先機,可能成為國內甚至全球首家量產4680大電池的公司,並供貨給全球最NB的公司。」

4680電池量產在即

在特斯拉現有市場規模下,其4680電池訂單對於電池供應商來說無疑是塊「大肥肉」。

TrendForce 集邦諮詢2021年第三季度全球新能源汽車市場報告顯示:今年1-9月,全球純電動汽車累計銷量為292萬輛,

特斯拉以21.5%的市佔率高居榜首(約62.78萬輛),前三季銷量已超過去年全年,

第二名五菱宏光市場率為9。8%。

量產在即的4680電池,真的是更優解決方案嗎?

特斯拉在今年第三季度財報電話會議上透露,

468

0電池將於2022年上半年首次亮相。

11月2日,長期跟蹤特斯拉動態的社群媒體Teslarati報道稱,有兩輛裝載電池生產裝置的卡車駛入得州超級工廠存貨區,分別標記為「正極產線1」和「負極產線1」,並指出

這或

許意味著特斯拉已著手安裝4680產線裝置,並準備試產。

而在此之前,有訊息稱特斯拉已在和多家供應商展開洽談,除了原有的寧德時代、松下、LG新能源,還包括億緯鋰能等企業,但進展最快的似乎是LG化學。

今年2月,證券及金融服務公司Meritz Securities在一份報告中表示:

LG新能源將完成全球首次4680電池的量產,並開始供應。

據韓國媒體TheElec報道,LG新能源可能會為特斯拉4680電池產線投資數百萬美元,這一數字與競爭對手鬆下相當,其目標是搶在松下大規模生產之前完成這條試點生產線。

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松下方面,據其電池部門負責人忠信和雄透露,

2022

年3月將在日本開始試生產4680電池,

目前正於日本打造一條測試線,待技術完備之後邁向大規模生產。從產品研發方面來看,技術目標基本都已實現。

國內方面,寧德時代和億緯鋰能也均佈局了4680電池生產線。據36氪報道,寧德時代的大圓柱電池正在加快節奏,專案名稱為金箍棒。

億緯鋰能基礎材料與技術研究室主任冀亞娟曾在CIBF上表示:「公司已佈局4680和4695兩個大圓柱電池,預計2023年產能釋放20GWH,2024年達到40GWH。」

目前公告的產能為20GWh,預計明年上半年開始建設,2023年達產。

4680電池更具規模化優勢

4680電池是特斯拉在去年9月電池日提出的一種新型技術,即直徑46mm、高80mm的圓柱電池。該電池不僅有效能層面的進步,而且

生產成本及效率也更具優勢,有利於大規模車載應用。

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從理論值來看,4680圓柱電池體積達到了特斯拉目前所應用2170電池的5。48倍。

最顯著的優勢是大幅減少材料使用量、結構件數量,降低焊接需求,可以進一步提升生產成本及效率。

儘管市場上也有一些企業採取提高電池尺寸的設計思路,但僅在生產效率的維度上,圓柱電池製造時以同心圓卷繞的特性,決定了其生產速度要明顯高於做疊片的方形電池或軟包電池。這在大規模生產時將產生更大優勢。

量產在即的4680電池,真的是更優解決方案嗎?

另外,大尺寸電池也有利於裝車效率的提升。當前的特斯拉Model 3和Model Y 長續航版單車需要4416個2170電池,但換用4680電池可將這一數量降低至960個。

據估算,

透過將2170電池換成4680電池,單位生產成本可減少14%,單位投資額可減少7%。

做大電池單體的尺寸,對於整體的抗扭轉剛度和抗剪下效能也更有好處。雖然這方面的提升不是很明顯,但是在想要連電池包也要一併取消的特斯拉看來,也是一個不錯訊息。

根據此前訊息推測,最先採用4680電池和電池底盤一體化技術的或許是特斯拉Model Y,未來會率先在德國柏林工廠投產。

4680電池也並非「完美」

相比在規模化方面的優勢,特斯拉在電池效能方面給出的引數要另加吸引眼球:4680電池相比2170電池的

容量將提升5倍、輸出功率提升6倍。

然而,這一引數是基於電池單體的對比而來,4680電池體積是2170電池的5。48倍。

量產在即的4680電池,真的是更優解決方案嗎?

單體能量密度雖然沒有優勢,但結合4680電池配套電池底盤一體化技術,減少模組、電池包等結構件的空間佔用,整體的能量密度還有不少提升空間。根據特斯拉給出的資料,

相同車型使用4680電池的續航里程大約會提高16%。

此外,4680電池還要面臨新的難題,電池單體尺寸變大後,傳統的單極耳結構無法滿足功率的要求,

快充所需的電流更大、發熱更多,單極耳難以處理,必須進行技術改革。

特斯拉採取的是無極耳結構,透過在電極一端塗覆導電材料,直接與殼體或專門設計的蓋板進行連線,電流直接在電極集流體、蓋板、殼體之間進行傳導。

因為導電塗層與電池端蓋的有效接觸面積達到100%,也就意味著沒有集中的出口,內阻更小,可以緩解區域性過熱的問題。

量產在即的4680電池,真的是更優解決方案嗎?

然而,將這一方案量產應用也絕非易事,最困難的是

解決塗覆導電材料工藝的可靠性和良品率問題。

此外,特斯拉為了解決4680電池的散熱問題,還在電池側面繞裝散熱管路加強散熱效果。

儘管存在挑戰,但大圓柱電池的車載應用優勢已經被多家公司認可。除了特斯拉相關企業之外,CBAK能源科技(原比克電池)、蜂巢能源、StoreDot也已涉足4680電池的開發。其中,CBAK能源科技開發出全極耳方案,可使快充速度提升3倍;StoreDot已經生產出第一款4680電池,只需10分鐘即可充滿電。

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