Ele tem ótimas vantagens de custo e já foi uma força principal motriz para Tesla para lançar a bateria 4680 grande cilíndrica.
Em setembro 2020% 2c quando Tesla primeiro lançado a 4680 bateria% 2c ele apontou para fora que no futuro% 2c baseado em inovações abrangentes em materiais, bateria célula design, processo otimização, fabricação eficiência e pack design, grandes pilhas cilíndricas são esperadas trazer a 56% custo redução.
A aplicação de tecnologia de eletrodo seco, a eficiente produção eficiência de baterias cilíndricas, o potencial de redução de custo trazido pela produção em massa em grande escala devido aos tamanhos padronizados, e à melhoria de desempenho total trazida pela tecnologia de guia completa fizeram a série 46 baterias grandes cilíndricas amplamente populares em todo o mundo e tornar-se o de nível superior depois que forem lançados.
No entanto% 2c quatro anos depois% 2c a grande bateria cilíndrica ainda está presa na linha de produção em massa% 3a% 26nbsp% 3bnão apenas falhou em alcançar a redução de custo esperada meta, é ainda mais difícil e mais caro do que o atual mainstream quadrado bateria fabricação tecnologia.
Em maio deste ano% 2c Tesla fez uma declaração dura para o departamento de bateria 4680% 3a Se a meta de redução de custo não puder ser alcançada por o fim do ano, Tesla pode abandonar o projeto 4680 .
Deve ser indicado que a meta de redução de custo neste momento não é a 56% redução de custo proposta em 2020, mas para ser mais barato do que baterias semelhantes compradas de fornecedores como Panasonic e LG Energy Solution. Obviamente% 2c Tesla também comprometeu o custo redução meta.
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De "a indústria's top stream" para "castelos no ar"
Desde que Tesla lançou a 4680 bateria em 2020, especialmente com o surgimento de tecnologias inovadoras tais como tab-free (full tab) e eletrodos secos , baterias cilíndricas grandes têm gradualmente tornado uma rota técnica que empresas de baterias estão competindo para desenvolver, e tornar-se a indústria's reconhecida "topo saída" de 2021 a 2023. Quase todo ano de 2021 a 2023 é definido como o primeiro ano de produção em massa de baterias cilíndricas grandes.
No entanto% 2c a série 46 bateria grande cilíndrica adota um design inovador estrutural% 2c% 26nbsp% 3badição processos tais como moldagem orelha completa, achatamento, soldagem laser de orelha cheia e placa coletor ou concha, abertura formação, e laser soldagem de tampa placa . A nova estrutura de design traz enormes desafios no processo, fabricação e consistência. Até agora, a taxa de rendimento de grandes cilíndricos bateria linha de produção sempre foi um obstáculo que muitas empresas precisam superar.
Por exemplo% 2c a série 46 bateria cilíndrica adota um design sem abas % 2c e as etapas do processo como bateria corte e soldagem laser variam muito. O processo é altamente complexo, e requisitos maiores são colocados na precisão e eficiência do equipamento.
No nível de fabricação, há ainda incertezas em baterias cilíndricas grandes, por exemplo, se o método de processamento da guia está cheio tab% 2c cortado aba ou chanfrado aba. A tecnologia de processamento inclui processos de aplainamento e prensagem. A soldagem da placa coletor e pólo, placa coletor e casca/fundo cobertura é também um problema mais difícil.
Na verdade% 2c como Tesla% 2c que trouxe a bateria cilíndrica grande da série 46 para a indústria% 2c tem sido repetidamente aprimorando na chave tecnologia pesquisa e desenvolvimento e otimização de engenharia nos últimos poucos anos. anos, Tesla's super fábrica em Austin, Texas, tem apenas produzido 50 milhões 4680 baterias grandes cilíndricas. Entre eles, cerca de 40 milhões 4680 baterias foram produzidas no ano passado. Tesla também passou um muito tempo em tecnologia chave pesquisa e desenvolvimento, processo otimização, e linha de produção rendimento melhoria.
Vale a pena notar que nesta fase, devido à dificuldade em melhorar processos, rendimentos e desempenho, olhando para a bateria global empresas, a produção de cada empresa é ainda relativamente limitada, e grandes baterias cilíndricas não demonstraram vantagens competitivas em custo e desempenho.
Não apenas que% 2c os crescentes custos de material de 21700 a 46 séries baterias cilíndricas também tornam mais difícil de reduzir custos para 46 série cilíndrica baterias.
Tomando o casco de aço e materiais de tampa inferior usados em baterias cilíndricas grandes como um exemplo, o material atual niquelado de aço tem relativo vantagens em condutividade% 2c resistência interna% 2c e soldabilidade% 2c e pode relativamente atender aos requisitos em termos de resistência à corrosão % 2c mas este material é basicamente importado do exterior. "Comparado com baterias tradicionais 21700 cilíndricas% 2c o custo de conchas de aço niquelado usado em 4680 baterias cilíndricas aumentou em 8 para 10 vezes." Xu Tao, gerente geral de Guangzhou Dongshi Chuangzhan Energia Tecnologia Co., Ltd., told Bateria China.
Inicialmente, baterias cilíndricas grandes eram vistas como uma ferramenta de corte de custos para sua eficiência extrema, segurança, e fabricação, e eram favorecidos por um número de montadoras incluindo Tesla% 2c BMW% 2c GM% 2c Porsche% 2c e NIO. No entanto% 2c hoje% 2c devido à dificuldade em rompendo gargalos no processo% 2c fabricação% 2c e rendimento% 2c bem como custos de material crescentes% 2c a maioria das montadoras no mercado doméstico são não mais tão entusiasmado sobre baterias cilíndricas.
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Como quebrar o impasse?
"Já se passaram quatro anos desde o lançamento da bateria cilíndrica grande em 2020. Todas as empresas investiram muito de R&D fundos e mão de obra% 2c mas ainda existem gargalos na bateria série 46 (fabricação) processo. O custo da bateria 46 cilíndrica produzida em massa células está ainda relativamente alto." Xu Tao acredita que isto é principalmente porque a indústria tem focado na aplicação da bateria cilíndrica da série 46 apenas no veículo desde o início , e está orientado para instalação do veículo. "O veículo tem requisitos muito altos para qualidade da bateria, e o ciclo de desenvolvimento e verificação é relativamente longo. Isso levou a um pequeno escala de produção grande cilíndrica no estágio inicial, e muitos problemas foram expostos relativamente lentamente. Leva um muito tempo para quebrar o processo e rendimento."
A falta de produção em massa em grande escala significa que todos os problemas de baterias cilíndricas grandes não podem ser totalmente expostos em um curto período de tempo% 2c e muitos problemas de processo continuam aparecer em linhas de produção de pequena e escala média. eles repetidamente.
Xu Tao acredita que para alcançar a maturidade de tecnologia e processos de bateria grande cilíndrica , bem como a melhoria rápida de rendimento, toda a indústria precisa de ter escala e volume suficientes para grandes baterias cilíndricas produção em massa, expor todos os problemas potenciais logo o máximo possível, e então, com a colaboração da cadeia industrial, descoberta de tecnologia relacionada, processos e dificuldades de fabricação em a período relativamente rápido de tempo, e verdadeiramente alcançar rápida redução de custo e melhoria de desempenho de baterias cilíndricas grandes.
Comparado com os requisitos de alta qualidade de baterias cilíndricas grandes e o enorme investimento em linhas de produção para veículos completos, Xu Tao acredita que " o desenvolvimento de baterias cilíndricas grandes não tem de ser dirigidas à instalação no veículo. Há também muito espaço para cenários outros que veículo instalação, tal como armazenamento de energia de longo prazo . Aproveitando as vantagens de baterias cilíndricas grandes em campos que são diferentes dos requisitos de qualidade de instalação do veículo, tais como altos segurança, alta capacidade, flexível agrupamento, e reciclagem, nós vamos assumir a liderança na realização de produção em grande massa de 46 séries baterias cilíndricas. Neste processo, os problemas de grandes pilhas cilíndricas serão totalmente expostos, e soluções serão gradualmente encontradas e alimentadas voltar à qualidade do veículo completo. Acredito que isto será de grande ajuda para a maturidade da tecnologia de bateria grande cilíndrica e custo otimização."
De acordo com bateria China, bateria empresas incluindo EVE Energia, Penghui Energia, Haichen Energia Armazenamento, Sino-Belga Nova Energia, Aeroespacial Lítio Bateria, e Lihua Power Supply têm explorados ou lançados grandes cilíndricos de lítio ferro fosfato baterias adequadas para o mercado de armazenamento de energia.
Recentemente, media relatou que Tesla dominou o processo de eletrodo seco e é esperado que produza em massa e instale 4680 baterias que utilizem totalmente eletrodos secos antes do final do ano. A redução em equipamentos e materiais de produção causada por eletrodos secos é esperada que diminua o custo de 46 séries grandes cilíndricas baterias.
Em termos de material custo redução, Xu Tao disse que atualmente grandes cilíndricos bateria aço casca materiais são principalmente importados% 2c e há quase nenhum espaço para otimização de custo. No futuro% 2c como materiais relacionados são gradualmente localizados, custos espera-se que caiam em cerca de 30%-40%. É relatado que desde 1999, Dongshi Chuangzhan tem estado cooperado com Japão's Nippon Steel Corporation para desenvolver, produzir, processo e distribuir "materiais especiais para bateria aço conchas". No campo de bateria cilíndrica aço casca materiais, a empresa tem cooperado profundamente com muitas domésticas principais empresas de baterias por muitos anos e tem liderado o desenvolvimento da indústria de materiais de baterias de aço concha . No presente, a empresa está acelerando a construção e melhorando continuamente as soluções de pesquisa e desenvolvimento e de otimização de custos para materiais de alta qualidade para baterias cilíndricas.
Pode ser previsto que no futuro, à medida que mais campos começam produção em massa em grande escala e empresas na indústria de bateria cadeia trabalho juntos para continuamente romper processos relacionados e rendimento pontos de dor% 2c produção em grande escala em massa e instalação de grandes baterias cilíndricas virão em breve.
Huatai Securities Research Report prevê que até 2027, a capacidade global instalada de grandes baterias cilíndricas é esperado alcançar 429GWh, com a correspondente tamanho de mercado de 214,48 bilhões yuan, e um composto taxa anual de crescimento de 110,7% de 2023 a 2027. Como baterias cilíndricas grandes são usados em armazenamento de energia e outros mercados de energia, grandes pilhas cilíndricas com desempenho final, segurança final, e produção eficiência final pode verdadeiramente ganhar mais compartilhar no mercado ao custo final.