續(xù)航里程一直是消費者選購新能源汽車的首要參考因素,尤其是在目前充電設(shè)施并沒有那么完善的的狀態(tài)下。與續(xù)航里程休戚相關(guān)的能量密度比就顯得尤為重要。
    有電池企業(yè)技術(shù)人員告訴新材料在線,出于目前電池材料性能的限制,通過增加體積來提高能量密度就成為電力電池企業(yè)重點考慮的對策,圓柱電池的物理尺寸增加能顯著提升能量密度。
    當(dāng)升科技董秘曲曉力曾表示,國家最新的客車補貼標(biāo)準(zhǔn)也從過去單一的車輛長度逐步向車輛單位載質(zhì)量能量消耗量和續(xù)航里程過渡。因此新能源汽車選用能量密度高、續(xù)航里程遠(yuǎn)、自重輕的動力電池是必然趨勢。
    2017年3月份,國家工信部等四部委聯(lián)合頒布《促進(jìn)汽車動力電池發(fā)展行動方案》,指出到2020年,要求新型鋰離子動力申池單體比能量超過300Wh/Kg;系統(tǒng)比能量力爭達(dá)到260Wh/Kg。
    但數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前國內(nèi)新能源汽車仍然在采用磷酸鐵鋰和三元鋰電池,電池系統(tǒng)平均能量密度水平為115Wh/Kg,其與目標(biāo)值差距達(dá)126%。
    21700電池的誕生無疑已經(jīng)成為動力鋰電池企業(yè)提高能量密度的一根“救命稻草”。
    競投21700
    2017年6月28日,湖北金泉,炎熱的天氣似乎也難以匹敵億緯鋰能湖北金泉二區(qū)投產(chǎn)暨三區(qū)啟動儀式的火熱。
    億緯鋰能于2016年10月28日在湖北金泉二區(qū)動工建設(shè)圓柱電池二期項目,歷時8個月,于今日正式建成投產(chǎn)。二期項目總投資20億元,是國內(nèi)目前自動化程度最高的動力圓柱鋰離子電池生產(chǎn)線,亦是國內(nèi)投產(chǎn)的首條21700生產(chǎn)線。預(yù)計在2017年三季度末達(dá)成共計3.5GWh的圓柱電池產(chǎn)能規(guī)模。億緯鋰能(300014.SZ)圓柱動力電池事業(yè)部總經(jīng)理宋志新在接受媒體采訪時表示,上線21700除了給予特斯拉的帶動效應(yīng),其相比18650更是具有三大優(yōu)勢?!熬唧w來說,21700的優(yōu)勢是:一空間利用率變大,能量密度提升;二其生產(chǎn)工藝、設(shè)備折舊、人工成本與18650電池相同,但21700容量更高。按照每瓦時來計算成本,21700顯然更具優(yōu)勢;三減少PACK成本。”
    而這僅是21700電池國內(nèi)競投戰(zhàn)的開始。
    據(jù)新材料在線?查閱上市公司公告及市場了解,截至目前,已經(jīng)有包括億緯鋰能、比克電池、猛獅新能源、遠(yuǎn)東福斯特、天鵬電源、智慧能源、力神電池等動力電池巨頭競相殺入21700市場。
    7月20日,“力神電池動力電池產(chǎn)業(yè)化項目建設(shè)成果匯報會、新品發(fā)布會暨投產(chǎn)儀式”在蘇州高新區(qū)科技城隆重舉行。力神電池公布重磅消息稱,其蘇州鋰離子動力電池項目正式建成投產(chǎn),其生產(chǎn)的21700電池在國內(nèi)更是遙遙領(lǐng)先。
    據(jù)力神方面披露,蘇州力神鋰離子動力電池項目一、二兩期總投資21億元人民幣,建設(shè)產(chǎn)能4GWh。2016年4月15日開工建設(shè),2017年7月20日正式建成投產(chǎn),是國內(nèi)首批為21700產(chǎn)品定制的產(chǎn)線。
    8月16日,國家工信部發(fā)布《道路機(jī)動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》(第299批)的車輛新產(chǎn)品公示。其中,由南京金龍客車制造有限公司和北汽(常州)汽車有限公司生產(chǎn)的兩款純電動廂式運輸車(型號為NJL5040XXYBEV25和BJ5040XXYCJ06EV),率先搭載了力神電池的21700三元鋰離子動力電池。這也開啟了國內(nèi)新能源汽車的“21700時代”。
    “ 將在新工廠建設(shè)21700型圓柱電池專用產(chǎn)線,屆時電池能量密度會得到顯著提升,度電成本有效降低。”天鵬電源母公司澳洋順昌(002245.SZ)董秘林文華告訴新材料在線?,新建日產(chǎn)100萬支三元圓柱電池項目分兩批實施,新工廠總體廠務(wù)建設(shè)全部完成,其中第一批日產(chǎn)50萬支三元圓柱電池的設(shè)備安裝調(diào)試完畢,截至目前,產(chǎn)能正在穩(wěn)步爬升中,隨著后續(xù)產(chǎn)能的逐步釋放,將極大提升公司鋰電池生產(chǎn)能力;第二批剩余50萬支產(chǎn)能建設(shè)已開始著手實施中。
    國際巨頭顯然也不甘于落后,自特斯拉宣布Model3車型上使用21700型號電池后,三星SDI也宣布將推出21700型電池,并表示該電池將在2021年進(jìn)入規(guī)模化生產(chǎn)階段。
    解密21700
    特斯拉的一馬當(dāng)先,國內(nèi)巨頭的爭先恐后,這一切都讓誕生不久的21700電池充滿了神秘色彩。
    根據(jù)特斯拉披露的信息,在現(xiàn)有條件下,特斯拉生產(chǎn)的21700電池單體比能量達(dá)到了300wh/kg,比原來的18650電池能量密度提升20%以上、單體容量提升35%、系統(tǒng)成本降低9%達(dá)到155美元/Wh、在同等能量下所需電池數(shù)量可減少約1/3,系統(tǒng)重量減輕了10%。
    21700電池在能量密度、制造成本、系統(tǒng)優(yōu)化和輕量化等方面均優(yōu)于18650電池。特斯拉CEO馬斯克也表示,21700型電池的電量密度是目前世界上最高的,售價也將更平易近人。工信部發(fā)布的2017年新能源汽車前6批推廣目錄分析可知,新車型搭載電池的能
    量密度不同程度地進(jìn)步。第一批目錄中能量密度超過115Wh/Kg的車型僅占13.11%到第五批目錄中的73%,應(yīng)該說能量密度的進(jìn)步已是大勢所趨。干流電動車企業(yè)配套的動力電池也逐漸向三元鋰轉(zhuǎn)型,續(xù)航路程基本上都能夠到達(dá)300公里的水平。
    進(jìn)一步進(jìn)步續(xù)航路程的要害就卡在了動力電池能量密度,而21700的呈現(xiàn)則滿意了這一目標(biāo)。
    力神電池副總工程師蘇金然在此前的一次職業(yè)會議上就表明,力神量產(chǎn)的21700圓柱型鋰離子動力電池比照傳統(tǒng)的18650電池具有四大優(yōu)勢:單體能量密度更高,電池體系本錢更低,整車電池包分量更輕,更易于自動化生產(chǎn)。
    “電池單體電池容量的進(jìn)步意味著平等能量下所需電芯的數(shù)量削減約1/3,如此以來下降了體系管理難度、簡化金屬結(jié)構(gòu)件等配件數(shù)量,雖然單個電芯的分量和本錢進(jìn)步了,可是電池體系PACK的分量和本錢卻得到了下降。”有動力電池企業(yè)負(fù)責(zé)人通知新材料在線?。
    在方針層面,此前《電動汽車用動力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺度》國家標(biāo)準(zhǔn)在征求意見稿中,圓柱電池的規(guī)格尺寸僅有兩款——18650和32650,其他類型一概取消。但正式稿取消了32650款型,同時又增加了21700、26650、26700、32700和32134。
    “21700從電池原材料選用、制造工藝和技能流程等方面,都和技能較老練的18650電池類似?!绷治娜A通知新材料在線?,從這一點上18650與21700的產(chǎn)線大部分能夠兼容,原有18650產(chǎn)線小規(guī)模改造即可轉(zhuǎn)產(chǎn)21700電池。
    這也是21700電池被廣泛看好的重要原因之一。
    車企冷看21700
    與動力電池企業(yè)前赴后繼高調(diào)宣布進(jìn)入21700電池范疇所不同的是,新能源轎車廠商卻顯得有些出人意料的“鎮(zhèn)定”。
    “特斯拉的21700電池究竟才剛剛使用,詳細(xì)的使用情況還有待調(diào)查,不能只看到其優(yōu)勢?!庇胁豢虾炞值能嚻笕耸勘砻?,導(dǎo)入新類型電池對車企來說是很穩(wěn)重的事情,有必要要經(jīng)過充沛的驗證。
    材料顯示,特斯拉Model3為了適配全新的21700電池,專門為Model3規(guī)劃了全新的電池模塊、全新的PACK架構(gòu)和底盤結(jié)構(gòu)。而這無疑會導(dǎo)致新能源轎車研制本錢的上升。
    國內(nèi)動力電池企業(yè)技能上的不足也可能導(dǎo)致21700電池的未來不會那么一帆風(fēng)順。
    “松下在動力電池范疇的技能研制實力和積累不是國內(nèi)企業(yè)一時之間能夠追逐上的。”有業(yè)內(nèi)人士以為,松下21700電池所能到達(dá)的目標(biāo),國內(nèi)企業(yè)還存在著必定的距離。
    “全體國產(chǎn)電池與松下尚有必定的質(zhì)量距離,國內(nèi)企業(yè)在追逐中?!绷治娜A表明。
    這些因素也讓車企面對21700電池的熱潮得以鎮(zhèn)定對待。
    南京金龍產(chǎn)品總監(jiān)黃福良以為,雖然21700代替18650在技能上沒有太大的難度,但是替換電池類型之后會導(dǎo)致電池模組、PACK、箱體和整車底盤等在結(jié)構(gòu)規(guī)劃方面做出相應(yīng)的改動,這必然會添加整車企業(yè)的擔(dān)負(fù)。
    “下流商場對21700電池的承受度才剛剛起步,還需求一段時間逐步過渡。首要,改動PACK企業(yè)的習(xí)氣就需求一段適應(yīng)期,他們需求針對新產(chǎn)品規(guī)劃新的工藝?!彼沃拘乱蔡寡韵铝魃虉鲋鸩缴狭繉?018年中或年末。
    一起有研究者表明,圓柱電池的物理尺度添加不止提高能量密度,一起會下降循環(huán)壽數(shù)和倍率等功能。據(jù)測算,容量每提高10%,電池循環(huán)壽數(shù)大約會下降20%;充放電倍率下降30~40%;一起電池會有20%左右的溫升。
    這關(guān)于尋求動力電池更輕、更安全、循環(huán)壽數(shù)更長、價格更低的新能源轎車來說也是有必要考慮的問題。
    業(yè)界普遍以為,21700電池關(guān)于動力電池企業(yè)來說是挑戰(zhàn)但也是不能錯失的機(jī)會。正如光大證券新能源職業(yè)研究員韓晨所言,“21700電池被特斯拉使用之后,肯定會成為趨勢。”
 
圓柱電池 三元鋰離子動力電池 天鵬電源
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