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从18650到21700,圆柱电池真的越大越好吗?

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早在2017年初的投资者见面会上,特斯拉宣布与松下联合研发的新型21700电芯开始量产,特斯拉称这款电池将在 Gigafactory超级电池工厂生产,并强调这是目前可量产的圆柱电芯中能量密度最高且成本最低的产品。随后,国内的企业纷纷涌入21700的大军:

21700电芯.jpg

6月28日,亿纬锂能宣布其21700电池成品在湖北金泉下线,2019年正式投放市场;

7月3日,智慧能源正式公布其21700电池生产计划,智慧能源将新建6条21700产品生产线;

7月20日,苏州力神年产4GWh 21700动力电池项目正式宣布投产。

出于电池材料性能的限制,通过增加体积来提高能量密度成为企业重点考虑的对象;然而,圆柱电池的物理尺寸增加同时也会降低循环寿命、倍率和安全性;虽然对于生产18650电池到企业来说,产线通用生产变更成本较低,但一味的增大电池尺寸并不是长久之计。

21700有何神奇之处

动力电池.jpeg

21700与18650电池最直观的区别就是尺寸变大了。

由于电池材料性能的限制,通过增加体积来提高能量密度成为企业重点考虑的对象。我国明确提出要在2020年动力电池单体能量密度突破300Wh/kg,动力电池系统能量密度达到260Wh/kg;2025年动力电池系统能量密度要达到350Wh/kg。动力锂电池持续提升的能量密度要求势必持续助推动力锂电池型号的变革。

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今年初特斯拉披露的信息来看,在现有条件下,其生产的21700电池单体的能量密度在300Wh/kg左右,比其原来18650电池电芯的250Wh/kg约提高20%。电池单体电池容量的提升意味着同等能量下所需电芯的数量减少约1/3,如此以来降低了系统管理难度、简化金属结构件等配件数量,虽然单个电芯的重量和成本提升了,但是电池系统PACK的重量和成本却得到了降低。

电池真的越大越好吗?

“大号”电池是物理性与经济性综合均衡的结果。

有研究人员称,圆柱电池的物理尺寸增加不止提升能量密度,同时会降低循环寿命和倍率等性能。据测算,容量每提升10%,电池循环寿命大约会降低20%;充放电倍率降低30~40%;同时电池会有20%左右的温升。如持续增大尺寸大话,就将面对牺牲安全性所带来的风险,这就是为什么26500、32650圆柱电池等未能规模化占据动力电池主流市场的原因。

7月12日,国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准了电动汽车用动力电池相关标准3项,其中就包括GB/T 34013-2017《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》,将于2018年2月1日实行。

21700电池.jpg

但是,按照2016年10月征求意见稿中的尺寸要求,21700电池并不在此标准之内。因此,为了规范市场秩序,还需要关部门需要对标准文件进行相应的修订。

对于21700,国内企业怎么看

目前为止,国内的亿纬锂能、智慧能源和苏州力神都已经布局21700电池产品。苏州力神表示,在刚刚结束的项目发布会上,包括北汽常州、南京金龙、东风特汽、陕西重汽、江苏卡威、江森自控在内的10家国内外整车企业与力神公司签署战略合作意向书,意向采购金额超过50亿元。看来国内市场对还是比较接受这种技术突破的。

电池生产过程.jpeg

现阶段,国内电池企业产线基本以18650圆柱为主,产线改造主要涉及中后段的分切、卷绕、装配、化成等环节,针对半自动线的模具调整费用较低。电池厂商由原来的主流18650转型到21700较为便利,不会投入太高的设备技改费用及新增设备投资,计未来21700电池将可能会迎来增长期。

参考新闻

特斯拉带头换芯,21700电池大风起兮!

苏州力神年产4GWh 21700产线正式投产 发布5款新产品。

来源:第一电动网

作者:第一电动网

本文地址:https://www.d1ev.com/news/jishu/54098

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