疊片短刀VS大圓柱：特斯拉宏圖背后的電池“競賽”

疊片短刀、46大圓柱電池，正依據(jù)質(zhì)量、功率、安全和本錢爭奇斗艷，共同助力鋰電大規(guī)劃制造時代到來。

日前，特斯拉在《雄圖(第三華章)》活動中標明，地球要走向徹底可持續(xù)動力之路需求240TWh電池，且大規(guī)劃開展電動轎車是其間要害一環(huán)，特斯拉的政策是2030年完結(jié)年產(chǎn)2000萬輛轎車。
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特斯拉以為，電動轎車要大規(guī)劃制造就需求做到極致功率、極致降本以及極致規(guī)劃。例如，特斯拉標明將持續(xù)減少車身零部件數(shù)量，把車身分解為幾個部分，并選用一體化壓鑄技術(shù)。其間，電池將是底盤的一部分，將座椅放在底盤上是比較合理的方法，也便是CTC技術(shù)。

高度規(guī)范化的4680大圓柱電池，是特斯拉依據(jù)CTC整車集成在電池方面的立異，一同該電池在制造功率、能量密度、極致安全和降本方面的優(yōu)勢，引發(fā)全球整車和電池廠高度重視，被以為具有與方形電池平起平坐，是中高端電動車型終極道路之一。

而從全球來看，除了特斯拉極致探求的大圓柱電池，包含寧德時代、蜂巢動力、比亞迪、億緯鋰能、孚能科技等電池企業(yè)，在尋求極致功率、極致降本和極限功用上，也是一往無前，成果豐富。事實上，以前幾年，我國企業(yè)在鋰電池材料、結(jié)構(gòu)、工藝、裝備領(lǐng)域的立異此伏彼起，無論是在立異的數(shù)量仍是質(zhì)量方面，我國現(xiàn)已成為全球鋰電池技術(shù)立異最大的策源地和技術(shù)風(fēng)向引領(lǐng)者。

作為新的技術(shù)道路，大圓柱電池?zé)o疑是電池領(lǐng)域的“當紅炸子雞”，尤其是其兼顧了化學(xué)系統(tǒng)立異與結(jié)構(gòu)立異兩方面的需求，被以為是中高端新動力動力技術(shù)道路志向解決計劃之一。

但就干流的方形電池來看，其技術(shù)迭代相同可圈可點。數(shù)據(jù)上來看，2022年我國商場動力電池裝機量約為302.3GWh，其間方形電池裝機273.9GWh，占比90.6%，方形電池依然是職業(yè)干流道路，并且長期處于肯定主導(dǎo)地位。事實上，依據(jù)電池形狀的立異上，方形電池技術(shù)迭代、工藝立異、降本計劃和功率尋求依然是電池廠商和整車的主導(dǎo)方向。如上一年露臉的麒麟電池、龍鱗甲電池、CTB電池、問頂電池等立異產(chǎn)品均依據(jù)方形電池，足可見方形電池的迭代立異密度更高，背面是方形電池在動儲領(lǐng)域的運用規(guī)劃和技術(shù)趨勢所決定的。

極限功用：長薄化大容量電池成方形電芯趨勢

跟著新動力轎車和儲能商場的開展益發(fā)老練，大容量、高安全、長壽數(shù)、低本錢的大電芯逐漸成為趨勢，方形電池縮小了電芯的縫隙，在進步安全、能量密度和電池容量方面有優(yōu)勢。目前國內(nèi)干流車企，以及群眾、福特、現(xiàn)代、豐田等海外車企均首要選用方形電芯封裝。

依據(jù)運用端大電芯需求，刀片化電芯逐漸成為趨勢。蜂巢動力董事長兼CEO楊紅新標明，蜂巢動力已關(guān)鍵布局電動全域短刀化，包含從L300-L600的全標準短刀電池產(chǎn)品，掩蓋從無鈷、三元到磷酸鐵鋰全域化學(xué)系統(tǒng)。蜂巢動力的政策是，未來將短刀電池打造成為最具競爭力的代表性產(chǎn)品。

關(guān)于為何開發(fā)短刀，蜂巢動力給出的思路是：依據(jù)電芯功用發(fā)揮、標準兼容性、規(guī)劃化制造要求等多個維度的概括考量成果。

從電芯功用的發(fā)揮上來看，L600短刀磷酸鐵鋰電芯在能量密度、安全性、循環(huán)壽數(shù)等體現(xiàn)上都有十分明顯的優(yōu)勢。電芯能量密度到達185Wh/kg，其他其兩邊出極柱的電芯規(guī)劃，可支撐pack環(huán)節(jié)選用上下雙水冷技術(shù)，完結(jié)2C~4C快充功用，滿意800V高壓電氣架構(gòu)高端車型運用，一同與CTC全新技術(shù)具有更好匹配性。

在兼容性方面，L600短刀片磷酸鐵鋰電芯長薄化規(guī)劃，突顯疊片工藝電池優(yōu)異功用，支撐切換590規(guī)范模組，完結(jié)串并聯(lián)計劃靈敏改變，以高規(guī)范化、靈敏性的特點可最大化下降電池包的規(guī)劃難度，完結(jié)A00-D級車型的全掩蓋。

安全功用方面，短刀電芯通過標準優(yōu)化規(guī)劃，長度添加，厚度減薄，在散熱、脹大、能量密度上更具優(yōu)勢，一同自身還可以作為結(jié)構(gòu)件，增強電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強度。

除了蜂巢動力，近兩年弗迪電池、億緯鋰能、中立異航、欣旺達等企業(yè)的方形電池也遍及長薄化。

極致功率：功率進步推動制造本錢大幅下降

業(yè)界猜測，本年我國商場新動力轎車產(chǎn)量有望到達900萬輛，疊加儲能商場爆發(fā)式添加，鋰電池需求將堅持高添加態(tài)勢，火急需求鋰電高功率、大制造的到來。

46系列大圓柱電池之所以遭到業(yè)界遍及重視，原因之一是其制造功率較現(xiàn)有電池產(chǎn)線可以進步30%，制造本錢優(yōu)勢明顯，契合鋰電大規(guī)劃制造時代需求。

方形電池方面，長薄刀片電芯+高速疊片工藝正成為方形電池開展的干流趨勢，但前期囿于疊片功率較低，長薄電芯的高本錢一直是業(yè)界一大難題。

上一年12月，蜂巢動力在其電池日上對外發(fā)布了“飛疊技術(shù)”。該技術(shù)使得方形電池疊片功率到達0.125s/片，較2019年第一代疊片電池0.6秒/片的功率進步了3倍。一同，在功率翻倍進步的一同，設(shè)備占地面積減少了45%，完結(jié)功率極致進步和大幅降本。

據(jù)悉，第三代“飛疊”技術(shù)還集成了極片放卷、裁切、熱壓功用、疊片CCD在線監(jiān)測、HI-POT在線監(jiān)測，完結(jié)單片不良全檢。在一致性方面，選用立異壓刀結(jié)構(gòu)，疊片對齊精度進步，制造良率有了明顯改善。

蜂巢動力用了3年的時間，將疊片的中心壁壘霸占，破解了長薄電芯的本錢痛點，也得以讓大容量長薄電芯的多種優(yōu)勢得以在更大層面遍及運用。

依據(jù)對極致功率的尋求，蜂巢動力現(xiàn)已開端開發(fā)功率更高的下一代疊片設(shè)備。

作為重資產(chǎn)投入工業(yè)，制造功率的大幅進步無疑會大幅攤薄產(chǎn)品本錢，一同也可更好滿意TWh時代的電池需求。蜂巢動力在長薄電芯疊片工藝上的打破，無疑將掀開方形電芯的更大商場藍圖。

從整車視角來看，進步電池系統(tǒng)體積利用率，可以在平等電池包情況下裝載更多電量，是進步整車續(xù)航的有用途徑;一同結(jié)構(gòu)件的優(yōu)化，也是動力電池包本錢下降的重要途徑之一。

大圓柱方面，特斯拉依據(jù)4680電池的系統(tǒng)體積利用率現(xiàn)已做到63%。方形電池方面，依據(jù)系統(tǒng)層面的立異，上一年5月，比亞迪發(fā)布CTB電池車身一體化技術(shù)，將電池包上蓋與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的車身底板集成，構(gòu)成上蓋、刀片電池、托盤的整車三明治結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)體積利用率進步至66%;寧德時代的麒麟電池，選用CTP 3.0技術(shù)，將系統(tǒng)體積利用率進步到72%;上一年12月，蜂巢動力推出的龍鱗甲電池，立異選用了底部防爆閥和熱電別離規(guī)劃，其系統(tǒng)體積成組功率更是大幅進步至76%。

得益于76%的高體積成組功率，平等電池包下，選用磷酸鐵鋰電芯的龍鱗甲電池系統(tǒng)，續(xù)航逾越800公里;選用高錳鐵鎳電芯續(xù)航逾越900公里;選用高鎳三元電芯續(xù)航則逾越1000公里。

其他，在材料層面，蜂巢動力自主研制的層狀無鈷材料已完結(jié)量產(chǎn)，通過電化學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化和疊片規(guī)劃，有用地進步了電池功用;研制的“高錳鐵鎳”電池，能量密度比磷酸鐵鋰更高，且本錢可控。

特斯拉CEO馬斯克標明，地球要走向徹底可持續(xù)動力之路，大規(guī)劃添加電動轎車的產(chǎn)量是有必要的，特斯拉的政策是2030年完結(jié)年產(chǎn)2000萬輛新車。其時，我國新車中電動轎車滲透率僅有30%，海外商場這一數(shù)據(jù)更低，動力電池商場空間巨大，疊加儲能商場需求，鋰電池需求將數(shù)倍于當下，這就要求電池廠商持續(xù)加大技術(shù)立異才干，在制造功率、電池質(zhì)量、產(chǎn)線良率、降本和安全等維度持續(xù)探求。唯有具有扎實技術(shù)立異、產(chǎn)品規(guī)劃、工藝迭代、降本才干的企業(yè)，在全球鋰電工業(yè)新開展格局中站穩(wěn)腳跟。