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4680电池量产“前夜”

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电池订单已积压1600GWh!SKI将投162亿在华建独资电池工厂

4680电池量产进程“快马加鞭”。

据报道,有两辆装载电池生产设备的卡车驶入特斯拉得克萨斯州超级工厂存货区,分别标记为“正极产线1”及“负极产线1”。此举释放的信号是,特斯拉已着手安装4680产线设备,并准备试产4680电池。

另据松下透露,在技术上基本已准备好量产特斯拉4680电池。目前正在日本打造一条产线并进行试产,待技术完备之后将迈向大规模生产。

如果试产成功,松下准备大笔投资生产特斯拉的新型电池,并可能会向特斯拉以外的车企供应该电池。

 松下展示其为特斯拉打造的新型4680电池试制品

这款直径46mm、高度80mm的电池,在去年9月特斯拉电池日首次公布,单体能量密度可提高5倍,能达到300Wh/kg,充放电效率比有极耳电池提升6倍。搭载在整车上可提高续航里程16%,度电成本下降56%。

特斯拉今年7月底宣布,预计到2022年年底将达到每年100GWh的4680电池产能。这能满足130万辆使用。

9月,特斯拉柏林工厂破土动工,主要生产4680电芯。马斯克称,希望柏林工厂到2022年底实现每周生产5000辆搭配4680电池的Model Y,理想情况下达到1万辆/周。

特斯拉柏林工厂Gigafest活动上展示4680电池

此外,特斯拉在美国弗里蒙特加藤路的试点工厂也在加速生产4680电池,预计年将达到10GWh。伴随着特斯拉总部迁往德克萨斯州,德州工厂也将生产4680电芯,预计2022年实现量产。

据悉,目前特斯拉4680电池的试点产线良率已由去年的20%提升至70%-80%。

最近的Q3交流会上,特斯拉也证实,明年将交付首批配备新型4680电池的汽车。

特斯拉的计划是,将在弗里蒙特试点工厂为第一批汽车提供早期电池,之后将很快需要电池合作伙伴,以及柏林和德州的新生产设施来支持更大的。

据8月底消息,特斯拉已开始寻找4680大圆柱电池的合作厂商,包括宁德时代、LG化学、亿纬锂能等。

围绕4680电池订单争夺,包括松下、LG、三星SDI、宁德时代、亿纬锂能、比克电池、蜂巢能源等中日韩电池企业都已经涉足大圆柱/4680电芯开发,加快跟进4680电池布局。

结合特斯拉近期在柏林工厂Gigafest活动上展示的4680电池情况以及各电池企业布局进展看,可以总结一些信息:

1、2022-2024年集中量产。

从当前公布的规划看,特斯拉将率先在2022年量产,预计首批电池将搭载在Model Y;松下2022年3月试生产;LG新能源的目标是在松下开始量产之前完成试生产线,计划最快在2023年量产;比克已开始规划大尺寸圆柱电池量产生产基地,预计未来2年内量产;亿纬锂能与StoreDot联合开发,计划2024年量产。

2、全极耳方案突破快充性能。

由于电芯尺寸做大,电阻的存在导致电芯发热越多、散热越难,进而影响充电速度。而解决圆柱电芯的功率性能瓶颈的关键在于“全极耳”。

不同于2170的铝丝焊,特斯拉4680电芯采用全极耳方案,金属片直接与电芯极耳进行连接,接触面积更大。对于焊接工艺与材料的突破,并无更多公布的细节。

4680电池的金属片直接与极耳连接

这一快充难题正不断取得突破:比克宣布全极耳大圆柱产品应用了新一代正负极材料和结构设计,通过全极耳技术优化大圆柱电芯结构设计,大幅降低阻抗,快充性能比常规单极耳电芯可实现3倍提升;以色列初创公司StoreDot已生产出第一款仅需10分钟即可充满电的4680电芯。

3、CTC技术实现降本。

站在当下原材料涨价的背景下,通过组装技术和电池包的全新设计等手段来实现降本的重要性愈加凸显。

特斯拉展示了最新的电池组技术——structure battery。CTC的方式将电芯直接集成到整车底盘,去掉模组和电池包,使电池包内的中间件大幅减少,提高电池包的体积利用率。且并非仅适用4680电芯,也适用其2170电芯,预计未来还会兼容其它尺寸电芯。

马斯克曾表示,采用了CTC技术后,可以节省370个零部件,为车身减重10%,将每千瓦时的电池成本降低7%。

上:4680电池,下:2170电池

来看各电池企业在4680电池/大圆柱电池的布局进展:

比克电池

作为国内首发4680全极耳大圆柱电池的电池企业,比克电池早于今年3月透露,正与国内和海外多个客户合作进行全极耳大圆柱电池的应用开发,4680电芯样品预计年内实现批量下线。

最新进展是,比克全极耳大圆柱产品应用了新一代正负极材料和结构设计,在兼顾能量密度的基础上快充性能实现了三倍提升,产品开发进度符合预期,送样测试结果满足客户需求,部分性能优于预期。

比克判断,以高端车电为切入点,终端市场对大圆柱电芯需求十分可观。未来,比克会将其4680产品首先用于高端价值客户。

亿纬锂能+StoreDot

10月底,外媒报道,以色列初创公司StoreDot研制出的4680电池将在中国亿纬锂能的工厂生产,2024年后开始量产。

事实上,StoreDot对4680电池的开发已超过三年。今年9月其宣布已经生产出第一款4680电芯,仅需10分钟就能充满。StoreDot为其申请了充电时间专利,并向整个电动汽车市场开放这项技术。

亿纬锂能今年4月与StoreDot签订协议,双方就电动汽车电池分三个阶段进行合作,有效期至2024年12月31日。

第一阶段双方将联合研发和样品测试,供StoreDot、亿纬锂能和电动汽车潜在合作伙伴评估;第二阶段将小批量生产;第三阶段将成立合资企业,生产的产品拟用于电动汽车。

据悉,目前亿纬锂能已布局了46800和46950两大型号,2023年后会逐步将大圆柱电池进行市场推广。

CBAK+江淮

今年2月,江淮汽车与CBAK能源科技签署了一项为期三年的联合产品开发战略协议。CBAK能源科技将根据江淮的技术要求,为动力电池和电池组提供定制化方案,双方还将联合开发4680锂电池及电池组。

双方将成立一个联合研发团队,设计、测试并增强其新产品在电动汽车领域的适应性。此外,江淮汽车还承诺,优先在其未来生产的电动汽车使用双方联合开发的电池和电池组系统。

CBAK于2006年在纳斯达克上市,2013年,CBAK通过旗下中国比克亚洲控股有限公司在大连成立了大连中比动力电池有限公司,聚焦动力电池业务,产品包括方形铝壳电池、聚合物电池及圆柱电池等。

松下

10月26日,松下首次展示了其为特斯拉打造的新型4680电池试制品。

松下电池部门负责人Kazuo Tadanobu表示,新电池的容量是以前较小型号的五倍。该电池根据特斯拉的需求开发,松下计划将其供应给特斯拉,将于2022年3月在日本的一家工厂开始“试生产”新型4680电池。

松下CEO久住由纪表示,如果试产成功,准备“大笔投资”生产特斯拉的新型电池,并可能会向特斯拉以外的车企供应该电池。

LG新能源

LG新能源3月表示已开始为特斯拉4680电池建造一条试点生产线,在其Ochang工厂改造部分生产线,装配和电镀设备已安装完毕,最早有望在年内开始运营。

其目标是早于松下完成试点生产线建设,计划2023年为特斯拉生产全新4680电池,为此正在考虑在美国和欧洲设立工厂,以便为特斯拉工厂供货。

据称,LG新能源接连研发了4680、4690等尺寸的电池。今年7月据知情人士透露,LG新能源已完成特斯拉4680电池样本的研发工作。

三星SDI

今年4月,外媒报道,三星SDI和现代汽车正在联合开发下一代圆柱形电池,容量大于2170,但小于4680。三星SDI高管表示,将在未来两到三年内推出。

7月,有消息透露,三星SDI完成了特斯拉Model Y用新一代4680电池组样品的开发,目前正在其设施中进行各种测试,以验证其结构完整性。

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