3月3日,特斯拉舉行首個投資者日,馬斯克對于特斯拉“宏圖”第三篇章的設(shè)想,掀開了全球能源變革壯麗的一角。
馬斯克稱,地球要完全走向可持續(xù)能源之路,可持續(xù)能源經(jīng)濟(jì)需要達(dá)到的目標(biāo)是:儲能240TWh、可再生電力30TW、制造投資10萬億美元等。
其中,發(fā)展電動車占據(jù)儲能115TWh、可再生電力4TW、制造投資7萬億美元的比例。
宏偉目標(biāo)背后,也勾勒出鋰電池及產(chǎn)業(yè)鏈巨大的市場前景。
在電池技術(shù)路線主張上,特斯拉尤為推崇4680全極耳大圓柱電池。在今年1月的一份公開申明中,特斯拉表示將在內(nèi)華達(dá)州擴(kuò)建4680電池工廠,規(guī)劃年產(chǎn)能達(dá)100GWh。4680電池不僅用于電動汽車,最終還將用于特斯拉的儲能產(chǎn)品。
特斯拉效應(yīng)帶動下,全極耳大圓柱電池已經(jīng)成為新興電池技術(shù)發(fā)展主流之一。目前,包括寧德時代、億緯鋰能、遠(yuǎn)景動力、海辰儲能等電池企業(yè)也在圍繞全極耳大圓柱電池制造、量產(chǎn)進(jìn)行布局。
與此同時,領(lǐng)跑全球電池創(chuàng)新的中國動力電池企業(yè),還開辟出另一條新興電池技術(shù)發(fā)展方向——“長薄型電芯+疊片工藝”。
復(fù)盤方形疊片技術(shù)方向的發(fā)展史,可回溯至2018年,彼時蜂巢能源剛剛成立,而在成立之初蜂巢能源就率先將疊片工藝用于方殼電池制造,并引入車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn),由此開啟了動力電池疊時代。
四年多以來,從市場需求的演變與技術(shù)創(chuàng)新的走勢來看,蜂巢能源秉承的方形疊片技術(shù)路線已讓其從“獨(dú)行者”變成了“眾行者”。
目前,在國內(nèi)乃至全球TOP10動力電池企業(yè)中,方形疊片已經(jīng)成為行業(yè)的普遍共識以及主流選擇。主打方形路線的比亞迪(刀片)、蜂巢能源(短刀)、中創(chuàng)新航(One-stop Bettery和全極耳疊片電池)、億緯鋰能(LF560K儲能電池)、欣旺達(dá)(超充電池SFC48),旗下產(chǎn)品都在逐漸趨向采用疊片工藝。
與4680大圓柱一樣,方形疊片應(yīng)用也涵蓋了動力、儲能、快充等多個應(yīng)用場景。兩種不同的技術(shù)路線,未來在多元化的應(yīng)用場景中也會一爭高下。
方形疊片產(chǎn)能提速猛進(jìn)
相比于大圓柱電池仍處于規(guī)?;慨a(chǎn)前期,方形疊片電池?zé)o論是在市場滲透還是在擴(kuò)產(chǎn)速度上,都表現(xiàn)得更加迅猛。
高工鋰電關(guān)注到,主打方形電池的蜂巢能源、中創(chuàng)新航、比亞迪等電池企業(yè),在新增擴(kuò)產(chǎn)項目中,疊片設(shè)備的采購占比在持續(xù)提升。由此可推測方形疊片電池產(chǎn)能正在迅速壯大。
其中,中創(chuàng)新航常州、廈門、武漢、合肥、江門等生產(chǎn)基地部分產(chǎn)線生產(chǎn)One-Stop(簡稱“OS”)電池、全極耳疊片電池,兩大產(chǎn)品線疊片設(shè)備采購需求旺盛。
市場端情況來看,近期,零跑2023款C01-525舒享版配套的是中創(chuàng)新航L300系列磷酸鐵鋰電芯。目前,中創(chuàng)新航采用全極耳疊片技術(shù)的L300系列產(chǎn)品已量產(chǎn)配套埃安全系產(chǎn)品、廣汽三菱阿圖柯、合創(chuàng)Z03/A06、長安糯玉米等車型。
值得一提的是,中創(chuàng)新航新產(chǎn)品OS產(chǎn)品同樣采用疊片工藝,其江門一期主產(chǎn)OS產(chǎn)品系列磷酸鐵鋰電池也將于今年Q1投產(chǎn)。
蜂巢能源新增擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)能以“短刀”為主,生產(chǎn)基地包括江蘇南京、江蘇鹽城、浙江湖州、四川成都、安徽馬鞍山、江西上饒、德國薩爾州等。
目前,蜂巢能源的 L600 短刀磷酸鐵鋰電芯已經(jīng)配套長城部分車型。而在第三屆電池日上,蜂巢能源發(fā)布了基于超高速疊片技術(shù)3.0的飛疊、基于短刀電池的LCTP3.0的龍鱗甲電池。該電池將陸續(xù)搭載到2023年量產(chǎn)車型,包括2023年10月份量產(chǎn)的一款SUV和2023年10月量產(chǎn)的一款轎跑。
比亞迪(弗迪)為例,其在重慶、湖南寧鄉(xiāng)、安徽滁州、安徽無為、吉林長春、江蘇鹽城、山東濟(jì)南、江西撫州、湖北、浙江仙居等地的工廠均為刀片電池基地,主要采用疊片工藝。
除了動力領(lǐng)域,方形疊片在儲能市場的應(yīng)用也在加速起量。
目前,比亞迪儲能電芯以方形疊片為主。比亞迪還曾公開表示,刀片電池將在未來應(yīng)用于儲能產(chǎn)品。
億緯鋰能發(fā)布的新一代超大電芯LF560K,通過疊片工藝突破解決了LF560K儲能電池在電子電導(dǎo)集流設(shè)計和可生產(chǎn)性上的技術(shù)難題,該電池預(yù)計在2024年第二季度開啟全球交付。到2025年,公司預(yù)計將實(shí)現(xiàn)電力儲能電池100GWh的產(chǎn)能規(guī)模。
綜合來看,中創(chuàng)新航采用疊片工藝的新一代產(chǎn)品量產(chǎn),蜂巢能源全域短刀戰(zhàn)略,比亞迪全系應(yīng)用刀片電池策略,都預(yù)示著疊片路線已經(jīng)成為多家頭部動力電池玩家的主流選擇,隨著疊片工藝滲透率不斷提升,長薄型方形疊片電池的應(yīng)用占比有望趨向于市場主流。
行業(yè)預(yù)測,2025年全球長薄型方形疊片電池需求量有望超過1000GWh。
疊片工藝效率飛躍
能夠形成與全極耳大圓柱相抗衡的一大新興技術(shù)路線,布局“長薄型電芯+疊片”技術(shù)路線,體現(xiàn)出的是中國動力電池企業(yè)洞察行業(yè)的前瞻性眼光。
同時,方形疊片電池之所以能夠比全極耳大圓柱市場導(dǎo)入更快,主要得益于疊片工藝技術(shù)飛躍性的突破。
站在電池企業(yè)疊片技術(shù)進(jìn)步視角,蜂巢能源從誕生之初,為突出差異化競爭路線,便主打疊片工藝技術(shù)。
2019年,蜂巢能源率先在方形電池生產(chǎn)中引入高速疊片技術(shù),開啟了動力電池疊時代,彼時采用45度旋轉(zhuǎn)式高速疊片工藝,實(shí)現(xiàn)單工位疊片效率0.6秒/片。
此后,蜂巢能源持續(xù)推動高速疊片技術(shù)升級。2020年,蜂巢能源創(chuàng)新推出單工位疊片效率0.45秒/片且同時疊兩片的高速疊片工藝2.0,讓疊片電池的生產(chǎn)效能快速提升。
2022年,蜂巢能源發(fā)布第三代高速疊片技術(shù)——“飛疊技術(shù)”,融合多刀切與多片疊技術(shù),疊片效率達(dá)到0.125秒/片,相比第二代的0.45秒/片提升超過200%,同時設(shè)備單位占地面積同比減少超過40%。
中創(chuàng)新航2019年首創(chuàng)全極耳疊片技術(shù),應(yīng)用該技術(shù)的電池產(chǎn)品具有高比能、長壽命、全天候的特點(diǎn),從根本上解決了卷繞結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的R角析鋰安全風(fēng)險。
2020年中創(chuàng)新航進(jìn)行工藝改良,推出“DBW”全極耳極簡直連技術(shù),省去了極耳模切工序,從設(shè)計上避免模切殘留等缺陷,由此提升極耳膠強(qiáng)度。
2021年,中創(chuàng)新航基于MIR平臺和L300電芯產(chǎn)品,結(jié)合系統(tǒng)安全技術(shù)研制的電池包可實(shí)現(xiàn)三元鋰電池整包針刺不起火。該平臺也成為業(yè)內(nèi)首個做到三元針刺整包不起火的系統(tǒng)平臺。
2022年底,中航新創(chuàng)憑借高速全極耳切疊一體制造技術(shù)在內(nèi)的極簡制造工藝,獲得了江蘇省委、省政府評選的“江蘇制造突出貢獻(xiàn)獎”。
億緯鋰能在疊片技術(shù)突破上同樣亮眼,目前公司3.0堆疊技術(shù)可實(shí)現(xiàn)0.2秒/片的極限疊片速率,匹配CTT技術(shù),得益于較大的極片面積,單臺疊片設(shè)備產(chǎn)能可達(dá)1.3GWh。
可以看到,動力電池企業(yè)正在不斷打破疊片工藝帶來的掣肘,在提升生產(chǎn)效率、良率,提高產(chǎn)品性能品質(zhì)上持續(xù)創(chuàng)新推進(jìn)。
而在推動行業(yè)發(fā)展進(jìn)步上,蜂巢能源公開表示,愿意向全行業(yè)公開授權(quán),成果共享,共創(chuàng)疊時代。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:方形疊片電池“猛進(jìn)”
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