《圆柱电池全球“开花”》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2022-08-05
  • 本报讯 实习记者姚美娇报道:近日,由大众、高盛等参股的欧洲本土电池企业瑞典Northvolt公司宣布,成功开发出2170圆柱电池(即直径为21毫米、高度为70毫米的圆柱电池——编者注),并准备量产。业界普遍认为,未来2170圆柱电池的量产将有助于减轻欧洲汽车公司对亚洲动力电池厂商的依赖,Northvolt公司的加入也意味着圆柱型电池领域的竞争将加剧。

    据了解,凭借高能量密度、高安全及低成本优势,圆柱电池已经成为动力电池企业当前攻坚的重要技术方向之一。早在2017年,特斯拉和松下就已联合研发并推出了2170圆柱电池,应用于Model 3车型。

    不过,目前,头部动力电池厂商普遍侧重在电池直径更进一步增加的4680圆柱电池的研发和量产上。4680圆柱电池的最大特点在于取消了极耳设计,提高了制造效率,降低了成本,同时减少了充电所需的时间。“与目前用于Model 3和Model Y车型的2170圆柱电池相比,4680圆柱电池的能量密度整体提升了5倍,同等电池包下整车续航里程提升了16%,成本下降了14%。”特斯拉表示。

    目前,越来越多的国际车企跟进大圆柱技术路线,众多国际电池企业也不断加码圆柱电池,圆柱电池阵营不断“扩军”。例如,宝马日前透露,将于2025年在其新一代电动平台上采用大圆柱电池。另外,江淮、东风岚图、保时捷、路虎等车企也相继释放出明确的应用大圆柱电池的信号。

    基于下游车企的旺盛需求,电池企业还纷纷加速扩产大圆柱电池产能。LG新能源于今年6月宣布,将投资5800亿韩元,扩大4680圆柱电池产能,预计在2023年下半年开始大规模生产。三星SDI则已经在韩国建立了一条4680圆柱电池测试产线,相关测试工作将于今年完成。松下则计划投资约40亿美元,在美国建立其第二家电池工厂,为特斯拉生产4680圆柱电池。

    松下方面表示,公司预定在日本和歌山县工厂进行量产的全新车用4680圆柱电池,目前已经完成送样,预计自2023年开始供货。

    国内方面,亿纬锂能、比克电池、宁德时代等头部企业均是圆柱电池的主要生产者。例如,亿纬锂能已经布局了4680和4695两款大圆柱电池型号,并已规划了200吉瓦时的大圆柱与方形电池产能,预计2022年建成。比克电池目前主要有46系和26系两个系列产品,预计将于2024年量产能量密度达285Wh/kg的大圆柱电池。

    “目前圆柱电池、大圆柱电池成为‘行业王者’已经初露曙光。46系列的电池具备突出的安全性和经济性,并且不易变形,正在成为动力电池的终极技术方向。”惠州亿纬锂能股份有限公司董事长刘金成认为。

    比克电池副总裁樊文光表示,据比克已收到的客户需求结合行业信息判断,到2025年,大圆柱电芯至少占全球动力电池30%以上的市场份额,超过2021年全球动力电池的总需求量。“目前有很多大型新能源车企已经敲定了经济型采用方壳/刀片磷酸铁锂电池,中高端采用三元+硅大圆柱电池的布局。未来几年,比克将分两个阶段在海内外增加80吉瓦时的电池产能。”

    中金公司研报指出,从圆柱电池的终端需求来看,特斯拉为短期主要推动者,中长期有望逐步应用至宝马、戴姆勒等汽车公司。2025年,预期4680圆柱电池渗透率有望达到70%,对应装机需求有望超150吉瓦时。SNE Research预测,今年,圆柱电池在全球电动汽车电池市场的份额将达19%,到2030年将增加到26%。

    有观点认为,2025年到2030年期间,在中高端市场上,大圆柱电池会占据绝对的统领地位。作为电动汽车渗透率的突破口,大圆柱电池将加速电动汽车取代燃油汽车的进程,在能源转型进程中扮演重要角色。“不过,未来以方形电池为主的格局还将持续很长时间,圆柱电池规模化发展还需继续完善产业链。”一位业内人士表示。

    也有观点认为,在目前的技术条件下,圆柱电池与方形电池均有各自适用的场景,未来有望长期共存,共同成为主流。

  • 原文来源:http://www.cnenergynews.cn/chuneng/2022/08/04/detail_20220804125916.html
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  • 《大圆柱电池正成为车企和电池厂商青睐的技术路线之一》

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    • 近日,宝马集团宣布,其大圆柱电池即将上车。据该公司官方介绍,这是宝马首次创新使用大圆柱电芯,其能量密度将提升20%、续驶里程提升30%。同时,新电池将采用全新的800V高压平台,充电速度提升30%,可实现快充10分钟续航增加300公里。 近年来,大圆柱电池凭借其优良性能和成本优势受到市场青睐。截至目前,已有多家国内外企业加入大圆柱电池的研发与生产行列,加速推进其应用进程。不过,大圆柱电池在量产过程中仍面临工艺技术等方面挑战。在业内人士看来,相关企业仍需继续提高良品率、优化生产工艺并积极开拓市场,以进一步增强竞争力。 多家企业涉足 事实上,自特斯拉首次推出4680大圆柱电池以来,该技术便受到全球车企和电池厂商的关注,近年来已有包括亿纬锂能、远景动力、LG新能源在内的多家企业涉足该领域。 亿纬锂能方面日前表示,公司46系大圆柱电池成功实现多项技术突破并于2023年量产装车。截至2025年2月中旬,亿纬锂能大圆柱电池已实现量产装车“31300+”台,单车最长行驶里程达到18.5万公里以上。 今年2月19日,中瑞股份发布公告称,该公司于去年通过投资建设大圆柱系列新型锂电池精密结构件项目的议案。中瑞股份透露,该公司已与多家客户在46结构件领域建立了合作意向,并根据部分客户要求配套开展46系列大圆柱结构件全套组合件的研发设计,主要产品包括铆钉、密封圈、集流盘、钢盖、钢壳等,已陆续进入客户的B样或者C样验证阶段,部分产品已实现批量供应。同时,46系列大圆柱系列结构件的规模量产线正在建设筹备中,有望在通过客户认证后实现规模化生产。 1月,斯莱克披露投资者关系活动记录表显示,公司拟在美国子公司OKL基础上开展电池壳海外生产计划,主要针对方形和圆柱形电池壳制造,并根据客户需求和市场情况进行规划。公司表示,大圆柱电池壳需求增长显著,且其生产技术已获得海外客户高度认可。 整体来看,大圆柱电池正成为车企和电池厂商青睐的技术路线之一。伴随更多企业涌入与技术研发不断深化,大圆柱电池有望在新能源汽车等领域发挥重要作用。 应用场景多元化 深圳市比克动力电池有限公司首席科学家林建此前曾公开表示,大圆柱电池完美契合了新能源汽车的“三大刚需”:能量密度更高、安全性能卓越且具备成本优势。 据了解,相较于方形电池,大圆柱电池性能、经济性更加突出,得益于其采用的钢壳设计,安全系数也更强。另外,圆柱电池可以分为小圆柱和大圆柱,其中大圆柱电池通用性更强,并且由于体积和容量更大,大圆柱电池能够在相同能量需求下减少所需电池数量,降低复杂性和成本。对此有分析人士指出,大型化是圆柱电池发展的必经之路。 得益于性能优势,大圆柱电池市场潜力正在显现。除新能源汽车外,大圆柱电池在储能领域已有多个项目开工,同时在电动航空等新兴市场也有应用空间。例如,今年1月,创明新能源绵阳基地首批大圆柱电池正式交付客户,交付的产品初期将主要应用于大规模储能领域。 据高工产研《2024年中国大圆柱锂电池行业发展蓝皮书》显示,大圆柱电池在储能领域走俏,尤其在便携式储能、户用储能对电池倍率性要求更高的场景中,两大领域出货同比增速在2024年突破100%,并预计到2030年出货量将达100吉瓦时。 随着技术成熟,大圆柱电池有望在电动汽车和中小储能市场得到快速推广应用。 工艺难题仍待解 经过近几年的探索布局和技术积累,国内外企业在大圆柱电池领域已形成一定技术储备。不过,目前来看,大圆柱电池规模化量产仍需跨过多道门槛。 林建认为,大圆柱电池量产存在三大挑战。“首先是工艺,大圆柱电芯制造的各道工序,对一致性和可靠性要求更高;第二是原材料,如何改善正负极材料本身的加工性,以及提高箔材和隔膜的抗拉性等,对上游材料供应商提出挑战;第三是减碳,‘双碳’目标对产能质量提出了更高要求。” 大圆柱的技术难点主要在工艺上。相较于小圆柱电池,大圆柱电池体积的增大对生产设备提出考验。为确保生产效率和良品率不降低,需对生产设施进行改进。 值得一提的是,目前已有部分企业实现高效生产,良品率持续提升。例如,去年3月,亿纬锂能称,公司的小圆柱生产线良品率可达98%,大圆柱电池良品率可达90%以上。公司已经完成了大圆柱电池的技术和生产准备。 总体来看,当前大圆柱电池正站在规模化生产的前沿,各环节如设备和生产工艺等仍在持续成熟与完善中,蕴藏着巨大的迭代升级潜力。展望未来,业内对大圆柱电池的发展普遍保持乐观态度。华泰证券研报预计,2027年,全球大圆柱电池装机量有望达到429吉瓦时,对应市场规模2144.8亿元,2023至2027年复合年均增长率可达110.7%;预计2027年,全球大圆柱户储电池装机量将达到21.7吉瓦时,2023至2027年复合年均增长率可达168.0%。
  • 《特斯拉4680圆柱电池即将量产》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
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    • 2020年9月特斯拉在其“电池日”发布了全新的定制型号电池4680,该电池直径46mm、长80mm,单体电芯较21700相比型号更大,且采用不同的原材料,这样能够减少成本。   按照特斯拉CEO埃隆·马斯克的说法,“4680”型电池能量密度提升5倍、输出功率提升6倍,搭载该电池的电动汽车续航里程可提高16%,新电池能将每千瓦时的成本降低14%。这种方案采用无模组设计,大约有960个电芯组成,能量密度可以提升至 300Wh/kg。同时,4680电池采用全新的“无极耳”技术,使得正负极集流体与盖板/壳体直接连接。使得电流传导面积成倍增大、电流传导距离缩短,从而大幅降低电池内阻,减少发热量延长电池寿命,并提高充放电峰值功率。   有业内人士分析称,假如model3长续航版换4680电池包的话,NEDC估计800公里以上(现在是668公里)。如果算上以后可能的正极负极材料改进,NEDC估计可达1000公里以上。再加上特斯拉的250千瓦V3快充,20分钟就能补回来80%的电。   马斯克还透露,即将于2021年下半年推出的特斯拉ModelSPlaid三电机高性能版将配备全新结构电池组,其中包括全新的4680锂电池。   但是,特斯拉本身生产4680锂电池难以保证其实际需求,必须依托外部力量。业内分析称,特斯拉虽然在电动汽车领域全球领先,但在动力电池领域,特斯拉还是一个后来者和追随者的角色。发布一项技术跟量产一项技术完全不是一个概念。马斯克自己在发布会上就明确表示,量产比研发要难上超过百倍。据国外媒体报道,松下将于2021年为特斯拉制造新型 4680 圆柱电池的原型,参与特斯拉4680电池生产的厂商并非只有松下一家。