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4680重磅來襲,電池行業(yè)重新洗牌?

   2021-12-03 見智研究Pro

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核心提示:特斯拉4680電池引起市場強(qiáng)勢關(guān)注,目前,不僅海外動(dòng)力電池廠商松下、LG新能源等都在為4680電池的量產(chǎn)努力,國內(nèi)企業(yè)寧德時(shí)代、億

特斯拉4680電池引起市場強(qiáng)勢關(guān)注,目前,不僅海外動(dòng)力電池廠商松下、LG新能源等都在為4680電池的量產(chǎn)努力,國內(nèi)企業(yè)寧德時(shí)代、億緯鋰能、比克等公司也在投入研發(fā)4680電池,從現(xiàn)在各電池廠商的推進(jìn)速度來看,最快或在明年就能看到4680電池的正式落地。

4680電池的到來究竟對(duì)三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池分別意味著什么?4680電池費(fèi)時(shí)如此之久,其量產(chǎn)的難點(diǎn)和瓶頸又在哪?

4680將搶占軟包和方形電池的市場

國內(nèi)目前電動(dòng)車使用的動(dòng)力電池主要是方形電池,國外主要是軟包電池,相比起這兩種電池,

4680電池最大的優(yōu)勢就是安全性能。4680電池可以實(shí)現(xiàn)單邊單向定向爆破,可以控制它從殼體的這一端或另一端爆開,所以如果電池包里一顆電池發(fā)生爆炸,不會(huì)波及到周圍的東西,不像軟包可能根本無法控制爆炸的方向。

除了電動(dòng)車上使用,未來4680的電池在電動(dòng)工具以及儲(chǔ)能上也都可以得到利用,當(dāng)然主要使用方向還是在電動(dòng)汽車上,國外的特斯拉、戴姆勒,國內(nèi)的小鵬、蔚來、一汽、江淮等在考慮使用。而且由于4680電池主要使用的是高鎳三元,所以主要集中在高端車型。這也使得4680電池落地后毫無疑問會(huì)搶占目前方形和軟包電池的市場,尤其是在今后的5年內(nèi),4680電池的市場空間會(huì)越來越大。

大圓柱電池或不會(huì)再繼續(xù)做大

圓柱電池從最開始的1865,到2170,最后到如今的4680,尺寸在不斷變大,也使得一個(gè)電池包里裝的電芯數(shù)量會(huì)更少,電芯數(shù)目的減少使得BMS的管理也相對(duì)會(huì)簡單,對(duì)連接點(diǎn)也少了,所以單個(gè)電芯出問題的概率也小了,安全性概率也就得到提升。

但是從尺寸上來看,4680目前這個(gè)比例是一個(gè)比較完美的臨界點(diǎn)。在高度上可能還會(huì)繼續(xù)做大,但在直徑上做大,散熱將會(huì)是個(gè)問題。目前4680還是可以通過用底部水冷來解決,如果加上側(cè)壁冷卻將會(huì)更好,但是這并不意味著大圓柱電池可以無限制地把直徑做大。

4680可以用鐵鋰,但是和高鎳更匹配

4680電池推出的真正目就在于兩個(gè)方面:一個(gè)方面是4680電池的倍率大,能夠?qū)崿F(xiàn)快充,比如說30-80%的10分鐘的充電,這解決了大家的充電焦慮。另外一個(gè)方面就是4680電池將會(huì)使用負(fù)極硅碳技術(shù),為了進(jìn)一步又解決了長續(xù)航的問題。所以相較于磷酸鐵鋰電池,4680電池對(duì)高鎳三元來說是一個(gè)更好的選擇,隨著未來全極耳大圓柱電池的大規(guī)模落地,高鎳三元的占比還會(huì)進(jìn)一步提高。

當(dāng)然僅從工藝上來說,4680電池是用磷酸鐵鋰材料也是可以的,但是磷酸鐵鋰本身已經(jīng)夠安全,而圓柱電池相較于軟包電池和方形電池最大的優(yōu)勢就在于安全性能,所以磷酸鐵鋰沒必要再搭配上4680圓柱體系, 4680電池可能跟高鎳這種高能量密度的還是更匹配一些。

4680面臨的瓶頸

4680電池目前面臨的難點(diǎn)跟瓶頸就是,如何保證銅箔、鋁箔跟集流盤的激光焊的完整性,這種激光焊接要保證4680電池內(nèi)部的均勻性和致密性,同時(shí)要保證沒有金屬殘?jiān)鼩埩粼陔姵貎?nèi)部。這也因此導(dǎo)致4680的良率一直上不去,現(xiàn)在國外良率最好也就70-80%,一直達(dá)不到讓車企滿意的90%。

4680或?qū)⑼茝V硅碳負(fù)極的使用

4680電池是為了做出高容量,而做高能量的電池除了正極用高鎳之外,負(fù)極用372毫安時(shí)/克的石墨是不夠的,為了增大負(fù)極的克容量就只能往里面不斷增加硅碳,目前負(fù)極主流的還是人造石墨為主,但是隨著4680電池的逐漸應(yīng)用,硅碳負(fù)極在未來負(fù)極材料中的使用占比或有不小的提升,而且也只有圓柱這種干殼能夠束縛住硅膨脹的特征。

所以這也是圓柱相比軟包跟方形的優(yōu)勢,可以加入大量的硅材料、硅復(fù)合劑進(jìn)去。

現(xiàn)在硅碳和硅氧負(fù)極都已經(jīng)在量產(chǎn)了,大量的圓柱廠已經(jīng)在用硅碳和硅氧做高容量電池。



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