Con Tesla anunciando que el modelo y de 4680 baterías está a punto de ser entregado a los clientes norteamericanos, la batería cilíndrica grande se pone de nuevo en el aire.
Liu Jincheng, Presidente de la Junta Directiva, dijo que las 4.680 baterías cilíndricas eran “extremadamente estándar, extremadamente fiable, extremadamente fabricadas y extremadamente sistemáticas”. Desde que la batería 4680 apareció por primera vez en Tesla en septiembre de 2020, las empresas nacionales y extranjeras de baterías de energía parecen oler nuevas oportunidades de negocio, desde Panasonic, LG New Energy, Samsung SDI, a China Eve Energy Co.Ltd(300014) ( Eve Energy Co.Ltd(300014) .sz), bick, la energía de la colmena y así sucesivamente comenzaron a competir por la distribución.
¿En comparación con 18650 y otras baterías cilíndricas pequeñas, 4680 por qué esta preocupación? Liu Jincheng incluso piensa que la batería cilíndrica grande puede ser la dirección técnica final de la batería de energía, porque refleja “la seguridad absoluta y la ventaja de costo”.
¿Es cierto?
De 18650 a 4680, las baterías cilíndricas crecieron.
La cooperación entre Tesla y Panasonic es testigo del desarrollo de baterías cilíndricas.
La batería cilíndrica apareció por primera vez alrededor de 1991, es una batería cilíndrica de litio de 18 mm de diámetro y 65 mm de longitud desarrollada por Sony en Japón. La batería es la primera batería de iones de litio disponible comercialmente en todo el mundo y el modelo de batería cilíndrica más común en el mercado, que se utiliza principalmente en la industria y el consumo.
Tesla comenzó entonces la era comercial de baterías cilíndricas de litio para automóviles.
er.由于当时动力电池方案并不十分成熟，而松下18650电池有深厚的技术积淀，安全性和一致性都达到了非常高的水准，于是特斯拉首次用它作为车辆的动力电池，每块动力电池大约包含6831节松下18650电池。此后，松下将18650的电池容量从2Ah提升到4Ah，开始在Model S上大规模使用。’, ‘dstEn 2008, Tesla lanzó su primer modelo roadster. Debido a que la batería Panasonic 18650 tenía una profunda acumulación de tecnología, seguridad y consistencia, Tesla la la utilizó por primera vez como la batería de energía del vehículo, cada una de las cuales contenía aproximadamente 6.831 baterías Panasonic 18650. Desde entonces, Panasonic ha aumentado la capacidad de la batería de 18650 de 2ah a 4ah y ha comenzado a utilizar a gran escala en el modelo S.
Con el fin de mejorar aún más la densidad de energía del núcleo y reducir los costos, en 2017 Tesla y Panasonic desarrollaron con éxito 21.700 baterías cilíndricas, que se aplicaron al modelo 3. La batería cilíndrica 21700 adopta el esquema NCA (níquel – cobalto – aluminio) + silicio – carbono, y la energía aumenta un 50% en comparación con 18650. Mientras tanto, 21.700 sistemas cuestan alrededor de 170 dólares por Wh, una disminución de alrededor del 9% en comparación con 18.650 sistemas de baterías de 185 dólares por Wh.
Desde entonces, Tesla ha seguido trabajando en la ampliación de las baterías cilíndricas. Tesla solicitó 4.680 patentes cilíndricas en 2019. En septiembre de 2020, Tesla tomó la iniciativa en la Junta General de accionistas y la actividad del día de la batería en el lanzamiento de la oreja sin electrodos, electrodo negativo de silicio, tecnología libre de cobalto y 4680 baterías. Los experimentos muestran que sólo toma 15 minutos para que la batería 4680 se cargue del 10% al 80%, y 25 minutos para que la batería 21700 se cargue al 70%. Se espera que la energía de la batería cilíndrica 4680 se incremente 5 veces, el kilometraje de vida se incremente 16% y la Potencia se incremente 6 veces.
En mayo de 2022, Tesla anunció su intención de entregar oficialmente la versión de batería 4680 del modelo y a los usuarios ordinarios. El modelo está equipado con baterías Tesla 4680 y baterías estructuradas y actualmente sólo está disponible para los usuarios cercanos a Texas. Tesla también está pidiendo a Panasonic que acelere el desarrollo de su batería 4680.
tres grandes ventajas
¿Por qué Tesla eligió 4680? Las principales razones son la densidad de energía, la mejora de la seguridad y la disminución de los costos.
En cuanto a la densidad de energía, la densidad de energía del núcleo de 4.680 monómeros puede alcanzar 300 Wh / kg, que es mayor que la del monómero de hierro – litio 160 – 200 Wh / kg y el monómero ternario 200 – 300 Wh / kg.
Los materiales oficiales del día de la batería Tesla mostraron que de 21.700 a 4.680, el volumen del núcleo aumentó un 448%, pero la superficie aumentó sólo un 180%, es decir, la relación entre la masa de la estructura y el peso total de la batería disminuyó con el aumento del diámetro de la batería cilíndrica, mientras que la densidad de energía de la batería cilíndrica aumentó.
Desde el punto de vista de los materiales de aplicación, los principales fabricantes de electrodos positivos siguen utilizando el esquema ncm811 de níquel alto utilizado en baterías ternarias. En la actualidad, la mayoría de las baterías utilizan ánodo de grafito, la capacidad específica de grafito en la aplicación práctica ha alcanzado 330 – 370 Mah / G, ha tocado el techo de la capacidad específica teórica 372 Mah / g; Tesla ya había introducido la tecnología de “dopaje de silicio” en 2017, cuando llevaba 21.700 baterías, aproximadamente 5% – 6% de aleación de silicio, ocupando una proporción relativamente pequeña. Debido a la alta resistencia mecánica de la carcasa de acero inoxidable 4680, la fuerza de expansión del silicio en el proceso de carga y descarga se puede absorber completamente, y la proporción de dopaje de silicio en el futuro es superior al 10%.
Sin embargo, hay algunos problemas en la aplicación de nuevos materiales. “La inversión inicial en activos fijos, la inversión unitaria y el costo de procesamiento serán relativamente grandes, lo que requerirá cierto tiempo para pasar toda la línea de producción y mejorar la tasa de calidad”, dijo Chen Xiao, Jefe de nueva energía y automóviles, a first Financial.
La seguridad de las baterías cilíndricas se refleja principalmente en el control térmico. Las baterías cuadradas y flexibles tienen una superficie plana y casi ninguna grieta después de formar el módulo, lo que resulta en una transferencia de calor obvia cuando el calor está fuera de control. Sin embargo, la superficie de arco de la batería cilíndrica todavía tiene una gran brecha incluso en contacto completo, y la energía unitaria es baja, lo que puede obstaculizar la transferencia de calor entre las baterías en cierta medida.
Algunos expertos en tecnología de baterías de litio dicen que la característica más importante del diseño de baterías cilíndricas es que cuando las especificaciones de las baterías cilíndricas se dan a los proveedores, los ingenieros del núcleo sólo tienen que prestar atención a las características del núcleo, la proporción normal, el aumento de la capacidad, el módulo de seguimiento y Los ingenieros del paquete pueden probar diferentes esquemas de gestión térmica en esta especificación, por lo que las baterías cilíndricas en la plasticidad de Seguridad es más fuerte.
En cuanto al costo, 4680 se reduce mediante la ampliación del tamaño de la batería y el diseño de CTC (Célula a chasis).
“A lo largo de toda la línea de embalaje, el costo de inversión de la carcasa cilíndrica puede reducirse entre un 30% y un 40%. Los expertos en tecnología de baterías de litio dicen. El número de baterías de 4680 puede reducirse de más de 6.000 en 18.650 a 960, lo que significa una mayor utilización del espacio de embalaje y una menor dificultad de control del BMS.
Desde el punto de vista del costo de la batería, la ventaja de la batería cilíndrica ha aparecido, el costo actual de la batería de 21.700 es de aproximadamente 0698 Yuan / Wh, el costo de la batería de 4.680 en 2025 se estima en 0323 Yuan / Wh. El costo del núcleo cuadrado es de 0,75 Yuan / Wh en 2022 y se estima que será de 0,55 Yuan / Wh en 2025.
Debido a su doble estructura, el 4680 no sólo puede ser utilizado como equipo de suministro de energía, sino también como parte de la estructura, y puede ser utilizado en el diseño CTC de varios tipos de vehículos. En comparación con 21.700 baterías, 4.680 puede reducir el número de piezas en 370.
Tesla Battery Day Public Information shows that Tesla is confident that 4680 Unit cost will be reduced by 56 per cent, including 14 per cent of Electric Core Design, 18 per cent of Electric Core Factory, 5 per cent of negative material, 12 per cent of positive material, 7 per cent of Electric Core chasis Integration.
Sin embargo, en la práctica, los expertos creen que la curva de costos de la batería cilíndrica todavía está en una posición relativamente alta, el verdadero costo objetivo de Tesla puede tomar mucho tiempo, especialmente el precio actual del material de níquel alto y la fórmula relacionada con la batería o demasiado caro.
China Battery Manufacturers Accelerate layout, when the production should still be observed
Después de 2017, debido a la disminución de las subvenciones a los vehículos de nueva energía, los vehículos de gama baja de corta duración con baterías cilíndricas iniciales no pudieron ser subvencionados, las baterías cilíndricas fueron exprimidas por baterías cuadradas, la cuota de mercado disminuyó del 27,2% en 2017 al 9,7% en 2020, y la línea cilíndrica basada en bike se hundió en la crisis de la deuda, mientras que watma fue declarada en bancarrota recientemente.
Con el advenimiento del 4680, los fabricantes chinos volvieron a mirar las baterías cilíndricas.
“Todo lo que se puede hacer, la línea de producción de baterías cilíndricas se expande más rápido, el costo de capital es menor, que la producción de baterías cuadradas más fácil.” Hay nuevos gestores de fondos energéticos.
En noviembre de 2021 se publicó un anuncio en el que se afirmaba que se invertiría en la construcción de una línea de producción de baterías cilíndricas grandes para turismos con una capacidad anual de 20 GWh y en el proyecto de instalaciones auxiliares, con una inversión total de unos 3.200 millones de yuan; En junio de 2022, la empresa anunció una serie de inversiones importantes en proyectos de baterías, de las cuales el “proyecto de baterías de energía de iones de litio para turismos” tiene una inversión total de 4.375 millones de yuan. Después de que el proyecto llegue a su fin, se formará una capacidad de producción anual de baterías de iones de litio de la serie 46 de cilindros de 20 GWh.
Liu Jincheng, Presidente de la Junta Directiva, dijo que las baterías cilíndricas grandes y las baterías laminadas de hierro – litio serían la dirección de desarrollo de la empresa en el campo de las baterías de energía. En la actualidad, el progreso del desarrollo de Eve Energy Co.Ltd(300014)
Recientemente, se ha informado de que Contemporary Amperex Technology Co.Limited(300750) ( Contemporary Amperex Technology Co.Limited(300750) .sz) ha recibido el “aviso de punto fijo” de los clientes de BMW, el nuevo modelo de coche eléctrico BMW proporcionará el suministro de baterías cilíndricas. Para reducir el costo de la batería, BMW está considerando el uso de baterías cilíndricas en su nueva plataforma eléctrica a partir de 2025.
Fuentes de la industria dijeron que Contemporary Amperex Technology Co.Limited(300750) tiene una línea de producción cilíndrica en Liyang, la producción de 2021 alrededor de 2 – 3 GWh. Para Contemporary Amperex Technology Co.Limited(300750)
Además, Anhui Jianghuai Automobile Group Corp.Ltd(600418) ( Anhui Jianghuai Automobile Group Corp.Ltd(600418) .sh), la energía de la colmena, las baterías Bike, etc. están dispuestas en cilindros grandes.
En febrero de 2021, Anhui Jianghuai Automobile Group Corp.Ltd(600418) \ En 2021, la energía de la colmena entró en el campo de la columna grande, la empresa mostró 4680 resultados de investigación y desarrollo del núcleo eléctrico en el día de la innovación de Shanghai Auto Show, utilizando la misma estructura de orejas sin electrodos que Tesla; Bick es el primer fabricante de baterías en China con 4.680 baterías cilíndricas grandes de oído completo, después de que se espera que las muestras de 4.680 núcleos estén fuera de línea por lotes en 2021.
Según fuentes de la industria, las empresas chinas como Eve Energy Co.Ltd(300014) , Contemporary Amperex Technology Co.Limited(300750) están en una posición más favorable en el Desde la construcción de la fábrica de baterías hasta la puesta en funcionamiento, China ha mantenido un registro de alta eficiencia de 8 a 10 meses, en el lugar de la fábrica, la construcción de la entrada, el tiempo de puesta en marcha del equipo, las ventajas de China son muy obvias. Por lo tanto, la velocidad de producción de China es más rápida que en el extranjero, y puede comenzar en dos o tres años.
Sin embargo, en la actualidad, las nuevas fuerzas y algunas empresas establecidas todavía están haciendo la investigación preliminar de la batería cilíndrica, el diseño de módulos de seguimiento, la tecnología de fabricación todavía necesita ser evaluada. Además, estas empresas realmente planificaron la cantidad, la producción de energía depende de varios proveedores, puede estabilizar el número de envíos inciertos.
La velocidad de iteración de la tecnología es rápida, 4680 es difícil convertirse en la forma final de la batería cilíndrica.
A juzgar por la tendencia de los principales fabricantes a acelerar el diseño 4680, no dudamos de la elección de Tesla a nivel de batería.
Con Tesla entregando vehículos con 4.680 baterías, Everbright Securities Company Limited(601788) se espera que las ventas de vehículos con 4.680 baterías superen los 1,6 millones en 2025, lo que representa casi el 50% de las ventas totales, con una capacidad instalada estimada de 123gwh. En el contexto del alto volumen de ventas de Tesla y la creciente madurez de la tecnología 4680, se prevé que la capacidad instalada mundial de 4680 baterías alcance 264 GWh en 2025, y que la permeabilidad de la capacidad instalada mundial de baterías de energía y la capacidad instalada de baterías cilíndricas alcance el 22% y el 68%, respectivamente.
Con una perspectiva comercial más prometedora, se ha sugerido que el 4680 podría convertirse en la forma final de la batería cilíndrica. Pero muchos en la industria dijeron a first Finance que tal vez la tasa no es cierta.
“La tecnología no es fácil de decir, es un paso a la vez, la sensación (4680 se convierte en la forma final de la batería cilíndrica) es poco probable. Dijo el gerente del Fondo.
Aunque las baterías cilíndricas 4680 son muy populares hoy en día, no todos los fabricantes de baterías se apresuran a hacer grandes cilindros. Chen Xiao dijo que la forma final es un poco absoluta, ya que algunos fabricantes no están ansiosos por el desarrollo de la dirección de níquel alto, y algunos son sólo conchas cuadradas, o sólo pequeñas columnas. La industria actual se encuentra todavía en la etapa de desarrollo, todo es posible, todo el mundo está explorando.
De hecho, no sólo la tecnología de las baterías cilíndricas está progresando, sino también las baterías cuadradas están acelerando el cambio.
Antes de que el Byd Company Limited(002594) ( Byd Company Limited(002594) .sz) elevó la tasa de utilización del volumen en más del 50%, después de la actualización tiene una carga del 30% al 80% sólo 20 minutos de velocidad de carga rápida y 6 kW de potencia de descarga externa, después de que el Contemporary Amperex Technology Co.Limited(300750) introdujo la tecnología CTP de tercera generación, a saber, “Kirin Battery”. Con el mismo sistema químico y el mismo tamaño de la batería, la batería Kirin puede aumentar la cantidad de energía en un 13% en comparación con el sistema 4680.
Lin Shuwen, investigador del East China Automobile New Material Technology Research Institute, dijo que las baterías cilíndricas grandes podrían coexistir con baterías cuadradas en el futuro, al igual que las baterías ternarias de litio y las baterías de fosfato férrico de litio coexistir en la actualidad, una variedad de exploraciones tecnológicas para reducir la ansiedad de los usuarios son valiosas.
