《特斯拉4680圆柱电池量产 LG化学/松下/宁德时代仍唱主角?》

  • 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
  • 发布时间:2021-01-02
  • 尽管特斯拉计划自己制造新电池,但电池行业观察人士预计,特斯拉将很难独自应对所有的生产。

    众所周知,长期以来松下都是特斯拉电动汽车的唯一电池供货商,但是特斯拉因不满松下供应滞后造成Model 3产量不足,于是近年来又引入LG化学和宁德时代。于是,外界纷纷猜测,松下与特斯拉的铁杆关系将不再像从前那样牢固。不过,近期双方的关系似乎又有“柳暗花明”的迹象。

    近日,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。对于该款电池很多人并不陌生,今年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。

    对于4680这种电池“新物种”,特斯拉信誓旦旦说要自行生产4680电池组,“计划使用内部设计的生产机器自行生产”。特斯拉估计,2022年需要100GWh的4680电池组,足够130万辆电动汽车使用。此外,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。

    不过,理想很丰满,现实很骨感。尽管特斯拉计划自己制造新电池,但电池行业观察人士预计,特斯拉将很难独自应对所有的生产。所以,特斯拉又想到了老搭档松下。

    据日本媒体报道称:“松下将在现有设施(基础上)建立原型(电池)生产线,这项工程的费用预计将达到数千万美元。”这种原型电池将于明年开始生产,这可能导致与特斯拉达成新的供应协议。目前,新电池只在特斯拉的弗里蒙特试点生产,但松下已经在柏林工厂和其他地点建立大规模电池生产设施。

    实际上,松下为特斯拉生产4680电池早有迹象。特斯拉电池日发布之后一个月,松下公司首席财务官梅田博和于10月30日表示,松下正在为特斯拉生产4680电池。此外,据透露松下还计划在美国内华达州工厂启动另一条生产线,预计到2022年将工厂总产能提高10%,达到每年约38GWh到39GWh。

    值得注意的是,参与特斯拉4680电池生产的厂商并非只有松下一家。据报道,当时在“电池日”上马斯克宣布将推出“4680”新电池后。韩国媒体不久即指称,LG 化学研发的新电池规格与4680完全吻合。LG 化学执行副总Jang Seung-se透露,公司正在研发新的圆柱电池,能量密度是当前电池的5倍、能源输出是当前电池的6倍。这与马斯克披露的4680电池组规格完全一致。

    据称,LG化学还打算在2023年把圆柱电池产量从20GWh增至60GWh,这些迹象让他们相信LG 化学可能夺下4680电池组的部分订单。LG化学表示:“由于电动汽车圆柱电池出货量的增加,预计销量将持续增长。”

    除此之外,有消息称,作为目前特斯拉的三大动力电池供应商之一,宁德时代也在积极布局圆柱电池生产线,不知未来会不会参与到特斯拉4680电池的生产中来?

    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。

    显而易见,特斯拉虽然推出了新的技术概念,但在可量产性和领先性上,其实并没有超过专业的动力电池生产企业。未来动力电池领域的主角,一定时间内仍然将是宁德时代、松下、LG化学等龙头企业。

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    • 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。