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全球首个4680大圆柱电池产线项目即将启动建设?

    特斯拉于去年9月推出的4680大圆柱电池正在逐步落地。不过,率先宣布大规模启动建设的,或是中国电池企业。

    11月5日,亿纬锂能发布公告称,公司子公司湖北亿纬动力有限公司(简称“亿纬动力”)拟与荆门高新技术产业开发区管理委员会(以下简称“荆门高新区管委会”)签订《合同书》,将在荆门高新区分别投资建设20GWh乘用车用大圆柱电池生产线及辅助设施项目、16GWh方形磷酸铁锂电池生产线及辅助设施项目,项目固定资产投资总额约为62亿元。

    这个公告中,亿纬锂能透露,将建设规模高达20GWh的乘用车大圆柱电池生产线。

    值得注意的是,在11月5日举行的荆门动力储能电池产业园开工活动仪式上,亿纬锂能董事长刘金成提及,将在荆门动力储能电池产业园建设4680和4695大圆柱电池生产线,“(荆门动力储能电池产业园)有可能是全世界范围内最先量产4680和4695大圆柱电池的生产基地,并且配套全球一流的主机厂。”

    由此可以推断,亿纬锂能公告中将要建设的20GWh乘用车大圆柱电池生产线,应该就是4680和4695大圆柱电池生产线。

    这也表明,亿纬锂能将是全球首家宣布大规模、正式投产并有望最先量产4680电池的厂家。不过,具体会配套哪些客户,是否包含特斯拉,尚不清楚。

    需要指出的是,除了4680电池,亿纬锂能还将在荆门动力储能电池产业园生产4695大圆柱电池,也是配套乘用车。小编猜测,亿纬锂能4680和4695电池或已经锁定全球一流整车客户。

亿纬锂能全极耳大圆柱电池已经有应用

    事实上,在今年9月,亿纬锂能已经对外公布了其适用于电动两轮车的全极耳大圆柱磷酸铁锂电池。据亿纬锂能介绍,针对电动两轮车市场,其推出的采用激光焊接全极耳设计的大圆柱磷酸铁锂电池,具备高安全、低产热、低成本、结构稳定、生产效率高等多个优点。

    亿纬锂能将全极耳、大圆柱电芯应用到电动两轮车市场表明其全极耳、大圆柱电芯相关技术和工艺已经日趋成熟、稳定。

    不过,电动两轮车用电池整包带电量相对较小,与电动两轮车不同,电动乘用车对大圆柱电池的工艺、技术要求要更高。

    特斯拉在去年电池日推出的新型电池4680电池,数字46指的是圆柱电池的直径46mm,80表示电池的高度为80mm。

    相比起此前特斯拉使用的圆柱锂电池18650和21700的尺寸,4680电池的优势体现在电池容量、生产成本和效率。

    其一,电池容量的提升原因主要在于尺寸的变大。4680相较于21700的电池容量提升差不多5倍(不是能量密度提升5倍),电池容量的提升一方面可以使得续航里程有所提升(特斯拉表示会提高16%);另一方面也会大大减少PACK中电芯数量。

    其二,生产效率提升和成本降低主要得益于大电芯的设计。以75kWh的特斯拉车型为例,按该车型所带电量的电池包需要约4400个21700电芯,而改用4680电芯则只需要950个。

    大幅减少的电芯数量,一方面有利于提高PACK空间利用率,同时大大提升成组效率;另一方面,因为结构件的减少,也可以降低成本。

    亿纬锂能在公告中直接介绍20GWh大圆柱乘用车项目,应该是与其已经量产应用到电动两轮车市场的电芯并非同一款。

    当然,从一向稳健、低调的亿纬锂能企业风格来看,此次公开宣布,应该表明其大圆柱4680、4695电芯技术已经胸有成竹。

    事实上,从近来公开消息也可以捕捉一些亿纬锂能4680电芯信息。10月底,外媒报道称,以色列电池初创公司StoreDot已经与亿纬锂能就4680大圆柱电池合作研发较长时间,并且在亿纬锂能中国工厂进行试生产。

    据外媒报道,今年9月StoreDot宣布已经生产出第一款4680电芯,仅需10分钟就能充满。StoreDot为其申请了充电时间专利,并向整个电动汽车市场开放这项技术。

    今年4月,亿纬锂能发布公告称,公司与StoreDot签订协议,双方就电动汽车电池分三个阶段进行合作,有效期至2024年12月31日。双方将从联合研发、样品测试、到小批量生产以及成立合资公司,大规模量产并应用到电动汽车领域逐步推进。

多家企业布局,4680电池明后年将陆续面市?

    自特斯拉在其电池日上公布无极耳(也称全极耳)大圆柱4680电池设计后,基于其优异的性能,电池企业普遍认为其将在乘用车舞台大展手脚,包括特斯拉、宁德时代、LG新能源、松下电池、亿纬锂能、比克电池、蜂巢能源、三星SDI等多家电池头部企业积极参与相关产品的研发、设计。

    根据此前报道,特斯拉已经在美国弗里蒙特加藤路的试点工厂加速生产4680电池,预计年产能将达到10GWh。另外,在特斯拉新总部——得克萨斯州奥斯汀市,特斯拉也已经建立4680电池生产线,预计2022年开始量产。

    11月5日,据外媒报道,特斯拉在加拿大安大略省马卡姆市开设了一家生产电池设备的工厂,该工厂未来也将生产4680电池。

    此外,特斯拉在其德国柏林的电池工厂,未来也将主要生产4680电池,目前其德国柏林工厂已经开工建设。

    作为电池供应商,近日松下电池透露,其在技术上已基本准备好量产4680电池。目前正在日本打造一条产线并进行试产,待技术完备之后将迈向大规模生产。松下电池表示,如果试产成功,公司将准备大笔投资生产这种新型电池,并可能会向特斯拉及其以外的车企供应。

    LG新能源方面,今年3月,LG新能源表示已开始为4680电池建造一条试点生产线,在其Ochang工厂改造部分生产线,并计划到2023年开始批量生产,为特斯拉工厂供货。

    国内方面,除了亿纬锂能已经宣布启动20GWh的大圆柱电池项目建设,比克电池、蜂巢能源等已经向外公布了4680电池研发、生产规划,同时也有消息称,宁德时代也在内部进行4680大圆柱电芯的研发制造。

    今年3月,在CIBF2021上,比克电池对外首次展示了4680全极耳大圆柱电池。比克电池在接受媒体采访时透露,公司正与国内外多个客户合作进行全极耳大圆柱电池的应用开发,4680电芯样品预计年内实现批量下线。

    据悉,比克电池4680电池应用了新一代正负极材料和结构设计,兼顾能量密度的同时,快充性能实现了三倍提升,产品开发进度符合预期。

    蜂巢能源认为,4680大圆柱电芯的诞生是颠覆性的,一方面其设计、生产工艺具有革新性;另一方面,其颠覆性的制造将大幅降低制造成本,“找到这个突破口后,大圆柱的市场前景很广阔,作为新生力量就希望找到这样一个蓝海,快速切入进来,把蜂巢的优势体现出来。”蜂巢能源董事长兼CEO杨红新表示。

    从上述已经涉足4680大圆柱电池的企业或车企来看,各家规划的4680电池量产下线时间将在2022年-2024年之间,预计在这一时段,各家企业将根据研发、技术和工艺成熟度陆续建造规模较大的4680大圆柱电池产线。