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4680重磅来袭,电池行业重新洗牌?

2021-12-03 09:36:05 见智研究Pro   作者: 吴悠  

特斯拉4680电池引起市场强势关注,目前,不仅海外动力电池厂商松下、LG新能源等都在为4680电池的量产努力,国内企业宁德时代、亿纬锂能、比克等公司也在投入研发4680电池,从现在各电池厂商的推进速度来看,最快或在明年就能看到4680电池的正式落地。

4680电池的到来究竟对三元锂电池和磷酸铁锂电池分别意味着什么?4680电池费时如此之久,其量产的难点和瓶颈又在哪?

4680将抢占软包和方形电池的市场

国内目前电动车使用的动力电池主要是方形电池,国外主要是软包电池,相比起这两种电池,

4680电池最大的优势就是安全性能。4680电池可以实现单边单向定向爆破,可以控制它从壳体的这一端或另一端爆开,所以如果电池包里一颗电池发生爆炸,不会波及到周围的东西,不像软包可能根本无法控制爆炸的方向。

除了电动车上使用,未来4680的电池在电动工具以及储能上也都可以得到利用,当然主要使用方向还是在电动汽车上,国外的特斯拉、戴姆勒,国内的小鹏、蔚来、一汽、江淮等在考虑使用。而且由于4680电池主要使用的是高镍三元,所以主要集中在高端车型。这也使得4680电池落地后毫无疑问会抢占目前方形和软包电池的市场,尤其是在今后的5年内,4680电池的市场空间会越来越大。

大圆柱电池或不会再继续做大

圆柱电池从最开始的1865,到2170,最后到如今的4680,尺寸在不断变大,也使得一个电池包里装的电芯数量会更少,电芯数目的减少使得BMS的管理也相对会简单,对连接点也少了,所以单个电芯出问题的概率也小了,安全性概率也就得到提升。

但是从尺寸上来看,4680目前这个比例是一个比较完美的临界点。在高度上可能还会继续做大,但在直径上做大,散热将会是个问题。目前4680还是可以通过用底部水冷来解决,如果加上侧壁冷却将会更好,但是这并不意味着大圆柱电池可以无限制地把直径做大。

4680可以用铁锂,但是和高镍更匹配

4680电池推出的真正目就在于两个方面:一个方面是4680电池的倍率大,能够实现快充,比如说30-80%的10分钟的充电,这解决了大家的充电焦虑。另外一个方面就是4680电池将会使用负极硅碳技术,为了进一步又解决了长续航的问题。所以相较于磷酸铁锂电池,4680电池对高镍三元来说是一个更好的选择,随着未来全极耳大圆柱电池的大规模落地,高镍三元的占比还会进一步提高。

当然仅从工艺上来说,4680电池是用磷酸铁锂材料也是可以的,但是磷酸铁锂本身已经够安全,而圆柱电池相较于软包电池和方形电池最大的优势就在于安全性能,所以磷酸铁锂没必要再搭配上4680圆柱体系, 4680电池可能跟高镍这种高能量密度的还是更匹配一些。

4680面临的瓶颈

4680电池目前面临的难点跟瓶颈就是,如何保证铜箔、铝箔跟集流盘的激光焊的完整性,这种激光焊接要保证4680电池内部的均匀性和致密性,同时要保证没有金属残渣残留在电池内部。这也因此导致4680的良率一直上不去,现在国外良率最好也就70-80%,一直达不到让车企满意的90%。

4680或将推广硅碳负极的使用

4680电池是为了做出高容量,而做高能量的电池除了正极用高镍之外,负极用372毫安时/克的石墨是不够的,为了增大负极的克容量就只能往里面不断增加硅碳,目前负极主流的还是人造石墨为主,但是随着4680电池的逐渐应用,硅碳负极在未来负极材料中的使用占比或有不小的提升,而且也只有圆柱这种干壳能够束缚住硅膨胀的特征。

所以这也是圆柱相比软包跟方形的优势,可以加入大量的硅材料、硅复合剂进去。

现在硅碳和硅氧负极都已经在量产了,大量的圆柱厂已经在用硅碳和硅氧做高容量电池。




责任编辑: 李颖

标签: 4680 电池行业

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