4月18日,上海車(chē)展正式拉開(kāi)帷幕,比亞迪、理想、蔚來(lái)等車(chē)企紛紛“秀肌肉”,中創(chuàng)新航、億緯鋰能、蜂巢能源等頭部電池企業(yè)也攜帶其46系大圓柱動(dòng)力電池產(chǎn)品亮相。
大圓柱電池一般采用全極耳技術(shù),其散熱和快充等性能較方形電池更為優(yōu)異,疊加特斯拉、寶馬等車(chē)企積極推動(dòng)46系大圓柱電池裝車(chē),國(guó)內(nèi)外電池企業(yè)紛紛跟進(jìn)布局大圓柱電池。據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示,截至2023年4月,國(guó)內(nèi)外布局大圓柱電池企業(yè)超50家,其中達(dá)GWh級(jí)別產(chǎn)能規(guī)劃的企業(yè)超15家,全球大圓柱電池產(chǎn)能規(guī)劃合計(jì)超350GWh。
大圓柱電池主要以4系尺寸為主,現(xiàn)多應(yīng)用于動(dòng)力電池領(lǐng)域。GGII預(yù)計(jì),到2025年,全球4系大圓柱動(dòng)力電池需求量有望超150GWh,主要驅(qū)動(dòng)因素有:
1)終端客戶(hù)對(duì)新能源汽車(chē)?yán)m(xù)航能力、快充等性能要求不斷提高,而全極耳技術(shù)可突破快充瓶頸,克服大倍率充放電時(shí)溫度升高的問(wèn)題;
2)LGES、松下等海外電池企業(yè)強(qiáng)化自身圓柱電池制造優(yōu)勢(shì),不斷布局產(chǎn)品線(xiàn),并加大新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)力度,提升競(jìng)爭(zhēng)力;
3)對(duì)比方形、軟包電池,4系大圓柱電池對(duì)膨脹容忍度高,更適合搭載下一代鋰電硅基負(fù)極材料;
4)對(duì)比18650、21700等,4系大圓柱電池單體電芯容量大,更利于電池包PACK設(shè)計(jì),其成組效率提高,結(jié)構(gòu)件需求減少,PACK成本低,且更好適配CTC等技術(shù);
5)特斯拉風(fēng)向標(biāo)驅(qū)動(dòng),寶馬、福特、蔚來(lái)等國(guó)內(nèi)外車(chē)企陸續(xù)規(guī)劃應(yīng)用4系大圓柱電池。
2022-2025年全球4系大圓柱
動(dòng)力電池需求及預(yù)測(cè)(GWh)
數(shù)據(jù)來(lái)源:高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII),2023年4月
然而,4系大圓柱動(dòng)力電池已經(jīng)具備量產(chǎn)技術(shù),但在良率方面仍較低。國(guó)內(nèi)企業(yè)4系大圓柱動(dòng)力電池目前良率低于90%(圓柱18650>97%,方形>93%),導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高,性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)不明顯。
良率較低的原因?yàn)樽哂策B接工藝的全極耳大圓柱電池在電芯裝配段仍有部分技術(shù)難點(diǎn),主要體現(xiàn)在:
1)端面整形處理:其難點(diǎn)在于多極耳工藝下,卷繞后的極耳與電芯的兩個(gè)端面垂直,目前端面整形可通過(guò)揉平技術(shù)解決難題。
2)集流盤(pán)焊接:其集流盤(pán)跟集流體的焊接難點(diǎn)在于厚朝薄的焊接時(shí),對(duì)于焊接精度的控制、溫度的控制要求較高,技術(shù)上既要避免虛焊,又要避免焊接穿孔,同時(shí)還要避免焊接溫度升高導(dǎo)致隔膜熱縮或者飛濺擊穿形成的電池短路。目前行業(yè)上可通過(guò)飛行激光焊接實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高穩(wěn)定性、高效率穿透焊接。
3)集流盤(pán)與極柱焊接:集流盤(pán)與極柱的焊接難點(diǎn)也在于厚朝薄的穿透焊,行業(yè)內(nèi)通過(guò)結(jié)構(gòu)件的變化如形成臺(tái)階極柱降低工藝難度解決此難題。
未來(lái)隨著鋰電池生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步,其技術(shù)難點(diǎn)也將不斷被突破。疊加大圓柱電池性能上的優(yōu)勢(shì),屆時(shí)大圓柱電池將迎來(lái)高速發(fā)展和市場(chǎng)的快速滲透。
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