时间:2023-03-11 00:29:01来源:生活在线
叠片短刀、46大圆柱电池,正基于品质、效率、安全和成本争奇斗艳,共同助力锂电大规模制造时代到来。
日前,特斯拉在《宏图(第三篇章)》活动中表示,地球要走向完全可持续能源之路需要240TWh电池,且大规模发展电动汽车是其中关键一环,特斯拉的目标是2030年实现年产2000万辆汽车。
特斯拉认为,电动汽车要大规模制造就需要做到极致效率、极致降本以及极致规模。例如,特斯拉表示将继续减少车身零部件数量,把车身分解为几个部分,并采用一体化压铸技术。其中,电池将是底盘的一部分,将座椅放在底盘上是比较合理的方式,也就是CTC技术。
高度标准化的4680大圆柱电池,是特斯拉基于CTC整车集成在电池方面的创新,同时该电池在制造效率、能量密度、极致安全和降本方面的优势,引发全球整车和电池厂高度关注,被认为具备与方形电池分庭抗礼,是中高端电动车型终极路线之一。
而从全球来看,除了特斯拉极致探索的大圆柱电池,包括宁德时代、蜂巢能源、比亚迪、亿纬锂能、孚能科技等电池企业,在追求极致效率、极致降本和极限性能上,也是一往无前,成果丰硕。事实上,过去几年,中国企业在锂电池材料、结构、工艺、装备领域的创新此起彼伏,无论是在创新的数量还是质量方面,中国已经成为全球锂电池技术创新最大的策源地和技术风向引领者。
作为新的技术路线,融易新媒体,大圆柱电池无疑是电池领域的“当红炸子鸡”,尤其是其兼顾了化学体系创新与结构创新两方面的需求,被认为是中高端新能源动力技术路线理想解决方案之一。
但就主流的方形电池来看,其技术迭代同样可圈可点。数据上来看,2022年中国市场动力电池装机量约为302.3GWh,其中方形电池装机273.9GWh,占比90.6%,方形电池依然是行业主流路线,而且长期处于绝对主导地位。事实上,基于电池形态的创新上,方形电池技术迭代、工艺创新、降本方案和效率追求依然是电池厂商和整车的主导方向。如去年亮相的麒麟电池、龙鳞甲电池、CTB电池、问顶电池等创新产品均基于方形电池,足可见方形电池的迭代创新密度更高,背后是方形电池在动储领域的应用规模和技术趋势所决定的。
极限性能:长薄化大容量电池成方形电芯趋势
随着新能源汽车和储能市场的发展愈发成熟,大容量、高安全、长寿命、低成本的大电芯逐渐成为趋势,方形电池缩小了电芯的缝隙,在提升安全、能量密度和电池容量方面有优势。目前国内主流车企,以及大众、福特、现代、丰田等海外车企均主要采用方形电芯封装。
基于应用端大电芯需求,刀片化电芯逐渐成为趋势。蜂巢能源董事长兼CEO杨红新表示,蜂巢能源已重点布局电动全域短刀化,涵盖从L300-L600的全尺寸短刀电池产品,覆盖从无钴、三元到磷酸铁锂全域化学体系。蜂巢能源的目标是,未来将短刀电池打造成为最具竞争力的代表性产品。
对于为何开发短刀,蜂巢能源给出的思路是:基于电芯性能发挥、尺寸兼容性、规模化制造要求等多个维度的综合考量结果。
从电芯性能的发挥上来看,L600短刀磷酸铁锂电芯在能量密度、安全性、循环寿命等表现上都有非常明显的优势。电芯能量密度达到185Wh/kg,另外其两侧出极柱的电芯设计,可支持pack环节采用上下双水冷技术,实现2C~4C快充性能,满足800V高压电气架构高端车型应用,同时与CTC全新技术具有更好匹配性。
在兼容性方面,L600短刀片磷酸铁锂电芯长薄化设计,突显叠片工艺电池优异性能,支持切换590标准模组,实现串并联方案灵活变化,以高标准化、灵活性的特点可最大化降低电池包的设计难度,实现A00-D级车型的全覆盖。
安全性能方面,短刀电芯通过尺寸优化设计,长度增加,厚度减薄,在散热、膨胀、能量密度上更具优势,同时本身还可以作为结构件,增强电池系统结构强度。
除了蜂巢能源,近两年弗迪电池、亿纬锂能、中创新航、欣旺达等企业的方形电池也普遍长薄化。
极致效率:效率提升推动制造成本大幅降低
业内预测,今年中国市场新能源汽车产量有望达到900万辆,叠加储能市场爆发式增长,锂电池需求将保持高增长态势,迫切需求锂电高效率、大制造的到来。
46系列大圆柱电池之所以受到业界普遍关注,原因之一是其制造效率较现有电池产线可以提升30%,制造成本优势明显,契合锂电大规模制造时代需求。