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力神/亿纬锂能/福斯特大力布局的21700电池,市场验证结果如何?

新材料在线

去年7月底,特斯拉发布旗下的第四款车型Model 3,以最低3.5万美元的价格推出至今价格最亲民的车型。如此亲民价格的背后,少不了21700电池的功劳。

动力电池,动力电池,21700电池图片来自“东方IC”

21700作为圆柱型电池,是18650电池的“升级版”,以高能量密度、低成本被特斯拉CEO马斯克选为Model 3的新动力。

一时间,国内电池企业闻风而动。据业内媒体报道数据显示,截至今年5月份,国内已经有14家电池企业布局21700电池生产线。其中,力神、亿纬锂能、福斯特已经宣布实现量产。

力神率先宣布实现量产,“目前力神投入了4条产线,月生产能力在3千万颗” 。力神技术总监韩彬对记者透露道。

10月底,福斯特3GWh21700动力锂电池项目也正式宣布投产。 

与电池企业的热情相比,国内部分新能源车企似乎对21700电池显露出“不太感冒”的态度。 

据工信部发布的《道路机动车辆生产企业及产品公告》显示,第299批新产品,有南京金龙客车制造有限公司和北汽(常州)汽车有限公司生产的两款纯电动厢式运输车、第310批新产品有北汽(常州)和汽车有限公司和广东圣宝汽车实业有限公司的纯电动冷藏车及纯电动乘用车搭配了21700电池。

从上述搭载21700电池的车型数量来看,为数并不多。

“从大趋势来看,21700短期内不太可能形成比较好的应用场景。” 前南京金龙新能源汽车研究院产品总监黄福良一语道出下游主机厂的疑虑。布局21700电池是否是电池企业剃头挑子——一头热呢?

“卡位战”号角吹响 

马斯克曾在其社交平台上表示,相对于18650电池,21700电池才能满足电动汽车对电池性能的要求。根据特斯拉公布的Model 3电池明细来看,其搭载的21700电池相比原来ModelS搭载的18650电池能量密度提升了20%以上,单体容量也提升35%,系统成本却有所下降,幅度在10%左右。在同等能量下所需电池数量相对减少约1/3,系统重量相对减轻了10%。

紧随其后,三星SDI也宣布将在2021年进入规模化生产阶段。

国际巨头电池企业的带动下,国内电池企业也对21700充满期待。

“特斯拉为了提升续航等需求,把18650电池更改成21700电池,成为这方面的引领者。我们通过特斯拉的引领,自己也对21700电池做了分析,进而开始布局。”泰能新能源一位罗姓高管对记者坦言道。

据该罗姓高管透露,目前泰能新能源正在进行4Ah、4.5Ah、4.8Ah几款产品的研发,准备进入抢点量产阶段。其中试线已经运行了大半年,预计明年年中可实现量产,产能预计为1-2GWh。

10月底,远东福斯特3GWh的21700电池项目正式投产,其推出的4Ah、4.5Ah、5Ah产品计划导入高端纯电动乘用车、物流车等。其引入两条全自动化电池产线,日产达40万支以上,并签下了江铃新能源5000套的订单。

力神作为国内第一批“吃螃蟹”的企业,最早宣布21700电池量产。韩彬表示,目前力神月生产能力已经达到3千万颗,推出4Ah和4.5Ah两款产品,单体能量密度分别达到一百二十瓦时每千克以上和一百四十瓦时每千克以上。值得一提的是,力神的21700电池已经导入了江淮iEV6E车款中,并与中通客车、南京金龙、华晨鑫源、北汽福田等车企在物流车领域展开了合作,同时还同欧尚、长沙众泰海马汽车、小鹏汽车等乘用车企业建立长期供货关系。 

从业内媒体报道的数据来看,国内布局21700电池的企业数量由2017年7月份的6家上升到今年5月份的14家,国内21700的卡位战号角似乎已经吹响。

布局21700电池企业数量

不过,由于国内21700电池出现时间不长,面临产业配套并不完善、政策支持方面并不明朗等质疑,国内下游车企对21700电池似乎仍徘徊在观望的阶段。 

产业配套有待提升

尽管特斯拉和松下在去年的年初就宣布量产,但21700在国内却是刚起步不久。力神作为国内第一家实现量产的电池企业,今年年中才宣布量产。

由于21700电池在国内起步晚,产业链不完善、生产工艺未成熟是硬伤。

由于21700对于壳体材料的要求比18650的要求有所提高,因此壳体材料必须提高质量方能满足电芯性能稳定需求。 

此外,18650和21700之间的生产设备转换,仅限于高端生产设备,对于中低端产线而言,顺利转换的可能性较小。

不过,从记者采访了解到的情况来看,这一“硬伤”已然有了较大好转,不过在量产方面还有待验证。 

泰能新能源罗姓高管表示,21700电池的钢壳和盖帽与18650电池有所区别,但是目前的供应能满足需求。从目前的技术成熟度来看,研发和生产需要磨合。为加快磨合进程,泰能新能源组建了一支专业的研发和制造团队。 

据悉,力神的原材料如电池壳和电池盖的供应,在去年已经得到了解决。此外在生产设备方面,力神导入了进口自动生产线等设备。 

有业内人士建议,21700电池的工艺路线选择方面可以自动化与半自动化相结合。设备选择方面可以国内为主,内外兼容。 

不过,国内发展21700电池在工艺和材料开发积累、市场的实践、改善等有特斯拉经验作为借鉴,缩短了探索周期。 

2018年被认为是21700的提速之年。远东福斯特引进以日本、韩国为主的两条21700型锂电池生产线设备,于10月底实现量产。 

比克、猛狮科技、天鹏电源、安徽泰能等电池及PACK企业在21700领域进展幅度较大。

中国乘用车协会秘书长崔东树认为,21700电池相关的产业配套相对去年已经有所提升。由于21700电池产品没有完全放量上市,所以产业配套仍不明显,随着产品的放量,相关配套将会随之显露出来。 

尽管电池厂对21700的热情已经“燃烧”起来了,但国内主机厂这里受到了“冷眼”。

车企观望局面可破否?

“21700电池的好处是,单位容积量增大之后,成本的变化不大。对于汽车方面来说,符合低成本条件下应用的趋势” ,黄福良对21700电池的能量密度提升持认可态度,不过随后他话锋一转, “21700电池在去年年底火了一通之后,今年的市场信息并不多” 。

21700电池的热管理及pack成本较高是下游车企对21700电池犹豫不决的重要原因。21700电池在经过剧烈温度条件反应之后,电池的失效管控存在问题,并且在电池电量的配比条件下,实现较大的充电和放电,易造成电池温度差别很大,对电池寿命造成不可逆的伤害。而如果要给21700电池设计理想的温度环境会造成热管理成本上升。

对于车企而言,18650路线切换成21700路线,综合成本暂时未达到理想的高度,并且行业内缺乏突出的解决方案,尝试新方案属于无异于将消耗时间成本。

随着国家对于能量密度的要求逐年提升,18650的路线似乎越来越难以适应。泰能新能源罗姓高管认为,后期国家要求能量密度提升至300Wh/kg—350Wh/kg以上,将不可避免走高镍路线,而高镍路线将用到硅碳体系。相较18650,21700显然具有更高的膨胀体积,更适用硅碳体系。

根据国家对动力电池能量密度的要求,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。 

相较于18650,更大尺寸、更大容量的21700电池的出现,无疑更符合这一政策的要求。

有车企已经试水。

今年6月中旬,全新的江淮iEV6E运动版推出,搭载了力神的21700电池,工况续航里程达310公里。该电池单体容量4.5Ah,能量密度达225Wh/kg,搭载了液冷式电池温控系统,可实现剧烈温差下的正常使用,并且实现了快充与寿命平衡,成本控制能力强的优势。 

韩彬表示,下游客户对于21700电池的看法较为满意,目前力神处于满产状态。 

下游车企对21700电池的态度,取决于客户的需求。南京金龙的一款纯电动厢式运输车导入21700电池,背后是出于客户的指定要求。

开瑞新能源华南总监金亮也表示,车企对于21700电池的态度很大一部分是由客户和市场来决定的。开瑞新能源不排除将来导入21700电池,并且正在关注21700的市场份额变化。 

眼下马不停蹄配合订单生产的力神对市场持乐观态度。韩彬表示,力神已经开始并且将布局二期建设,增加4条生产线。

尽管尚未进入量产阶段,泰能新能源也对未来进入市场跃跃欲试,“明年年中将放量1GWh,如果投入到市场中能收获不错的反响的话,我们后续会有比较大的放量” 。 

21700在国内的发展步伐已经一年多,21700的推广似乎进展缓慢,下游车企整体对21700电池的态度何时能扭转?

泰能新能源罗姓高管坦言,21700替换18650是时间的问题,车企需要一定的接受时间。她预计,21700如能得到一两家大车企导入应用,爆发式增长的拐点就会到来。 

崔东树表示,未来动力电池是多元化发展,方型和软包的发展速度也比较,21700电池依仗其优势是其中一个方向。

相较去年,无论是电池企业的布局亦或是车企的尝试,21700在国内已经迈出一段距离,光明或许就在不远处。

来源:新材料在线

本文地址:https://www.d1ev.com/news/jishu/83910

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