鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:666次 | 2021年11月29日
三元電池正式邁入21700時(shí)代
2017年六月二十八日,億緯鋰能“湖北金泉二區(qū)投產(chǎn)暨三區(qū)啟動(dòng)儀式”在湖北金泉舉辦。億緯鋰能圓柱三元電池生產(chǎn)線正式竣工投產(chǎn),標(biāo)志著我國(guó)圓柱三元電池正式邁入21700時(shí)代。
21700電池的發(fā)展
回望21700的發(fā)展之路,可以用“迅速”一詞來概括。在今年一月四日的投資者見面會(huì)上,特斯拉宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的新型21700電池開始量產(chǎn),特斯拉稱這款電池將在Gigafactory超級(jí)電池廠生產(chǎn),并強(qiáng)調(diào)這是目前可量產(chǎn)電池中能量密度最高且成本最低的電池。特斯拉CEO馬斯克表示,21700型電池的電量密度是目前世界上最高的,售價(jià)也將更平易近人。
2017年的北美國(guó)際汽車展上,三星SDI也針鋒相對(duì)的展示了旗下號(hào)稱“具有相同規(guī)格”的新型電池21700。三星SDI稱,新電池的能量密度是當(dāng)時(shí)在產(chǎn)電池的兩倍,并且新電池組成的電池組在20分鐘內(nèi)可以充進(jìn)續(xù)航里程達(dá)370英里(600公里)的電池容量。
至目前,三星SDI方面還沒有量產(chǎn)21700的消息傳出。而國(guó)內(nèi)的億緯鋰能的21700生產(chǎn)線已正式竣工投產(chǎn)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
其實(shí),在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,億緯鋰能只是先走了一步,據(jù)鋰電大數(shù)據(jù)了解,當(dāng)前已經(jīng)布局21700的公司,還有比克、猛獅新能源、福斯特、天鵬等。
2017年三月三日,比克電池研發(fā)副總裁林建在“2017(第五屆)我國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)”上表示,比克18650電池量產(chǎn)后能量達(dá)到3.5Ah,下一步將開發(fā)21700電池,通過結(jié)合高鎳與硅碳,實(shí)現(xiàn)21700電池量產(chǎn)量量達(dá)6.0Ah。
遠(yuǎn)東福斯特更為實(shí)在,其在四月十日進(jìn)行21700鋰離子電池中段生產(chǎn)設(shè)備采購(gòu)招標(biāo)。具體招標(biāo)內(nèi)容為:高效、安全、高精、節(jié)能、全自動(dòng)21700鋰離子電池(兼顧18650)中段生產(chǎn)設(shè)備,產(chǎn)量200PPM二條線。
猛獅新能源則表示,福建基地二期工程將在今年投產(chǎn),三期將上21700生產(chǎn)線。
據(jù)悉,天鵬二號(hào)生產(chǎn)基地已裝備的設(shè)備生產(chǎn)21700型商品,商品能量密度可達(dá)200-240Wh/Kg。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
21700電池的優(yōu)勢(shì)
電池能量密度提升20%以上。
21700電池的能量密度要優(yōu)于18650電池。從特斯拉披露的信息看,在現(xiàn)有條件下,其生產(chǎn)的21700電池系統(tǒng)的能量密度在300Wh/kg左右,比其原來18650電池系統(tǒng)的250Wh/kg約提高20%。從松下的動(dòng)力鋰離子電池單體的測(cè)試數(shù)據(jù)來看,其21700電池的體積能量密度遠(yuǎn)高于18650型電池單體。單體電芯能量密度的提升要遠(yuǎn)高于成組后提升的20%幅度。
電池系統(tǒng)成本下降9%左右。
鋰電大數(shù)據(jù)根據(jù)Tesla披露的電池價(jià)格信息,預(yù)計(jì)21700的動(dòng)力鋰離子電池系統(tǒng)售價(jià)為170美元/Wh,相比18650的售價(jià)185美元/Wh,價(jià)格下降幅度可達(dá)8.1%左右。18650的系統(tǒng)的成本約為171美元/Wh,改用21700后,系統(tǒng)成本約能實(shí)現(xiàn)9%左右的降幅,達(dá)到155美元/Wh。
單體容量提升后,PACK所需配件數(shù)同比例減少帶動(dòng)PACK成本下降。從18650型號(hào)切換至21700型號(hào)后,電池單體電池容量可以達(dá)到3~4.8Ah,大幅提升35%,同等能量下所需電池的數(shù)量可減少約1/3,TeslaModels電動(dòng)汽車使用7104節(jié)18650電池串并聯(lián)成電池組,在新款Models3上,采用21700后,電池節(jié)數(shù)必將大幅減少。在降低系統(tǒng)管理難度的同時(shí)將同比例的減少電池包采用的金屬結(jié)構(gòu)件及導(dǎo)電連接件等配件數(shù)量,特斯拉的Pack成本占總系統(tǒng)成本約24%,預(yù)計(jì)電池包成本降幅較為可觀。
輕量化的貢獻(xiàn)。
三星提到在其改用新型21700電池之后,系統(tǒng)相比目前的電池能減少了10%的組件和重量,從而進(jìn)一步降低電池Pack的重量,整車的能量密度將得到部分提升。
21700電池的硬傷
下游市場(chǎng)是否接受改變?
電池公司生產(chǎn)何種型號(hào)的電池,要受多種因素影響。目前新能源汽車界所強(qiáng)調(diào)的“正向研發(fā)”,要求從功能入手設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),這也決定了必須從使用入手去反推電池型號(hào)和規(guī)格,因此,電池型號(hào)是否更換重要還是看下游市場(chǎng)。
上海德朗能動(dòng)力鋰離子電池有限公司總經(jīng)理陳瑤認(rèn)為,特斯拉的方式并不一定適合國(guó)內(nèi)所有的電池公司,電池尺寸要不要更改重要看下游應(yīng)用終端有沒有市場(chǎng)需求。目前國(guó)內(nèi)18650還有很大的市場(chǎng)空間和應(yīng)用范圍,因此國(guó)內(nèi)圓柱電池尺寸大規(guī)模更改還要很長(zhǎng)的時(shí)間。
“18650的適配性很強(qiáng),除了在電動(dòng)汽車外,還可以在3C數(shù)碼、無(wú)人機(jī)、電動(dòng)工具等其它領(lǐng)域消化。但有關(guān)21700而言,尚沒有形成有效的產(chǎn)業(yè)鏈來消化這些電池,這無(wú)疑會(huì)新增成本?!?/p>
設(shè)備與工藝,是否做好了準(zhǔn)備?
21700電池的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝等并非一朝一日就能準(zhǔn)備好,如何布局還要看電池生產(chǎn)公司的競(jìng)爭(zhēng)策略。
電池的成本降低是以產(chǎn)量和良品率為基礎(chǔ)的。起點(diǎn)研究(SPIR)的數(shù)據(jù)顯示,松下、三星SDI的18650電池良品率一般在98%以上,國(guó)內(nèi)的良品率一般在95%以上,但這仍意味著會(huì)有較多的B品電池要處理,這有關(guān)21700而言是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
政策是否支持?
除了市場(chǎng)需求不明顯和電池公司制造工藝不足之外,國(guó)家在電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)方面的相關(guān)政策也對(duì)國(guó)內(nèi)電池尺寸的選擇存在重大影響。
“工信部制定的《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》征求意見稿中,推薦的圓柱電池型號(hào)只有18650和32650兩種,一旦強(qiáng)制統(tǒng)一則會(huì)對(duì)其它型號(hào)的電池不利?!苯K索爾新能源科技股份有限公司董事長(zhǎng)季偉源認(rèn)為,21700等型號(hào)的圓柱電池在未來會(huì)形成趨勢(shì),但假如國(guó)家制定的電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確支持,這一類型號(hào)的發(fā)展前景將沒有看上去那么美好。