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如何看待亿纬锂能的圆柱电池战略

4月14日看到好友弗雷刘点评了亿纬锂能的小圆柱电池战略发布会(第十三工厂投产)的内容,我觉得和百人会上述的材料可以结合一起来看。亿纬锂能是国内很有意思的圆柱(之前是非动力市场)、软包(SK合作)和方壳三条路线并行走的一家电池企业,而在上一次百人会确定了走大圆柱和方壳叠片的技术路线,这次围绕圆柱的做法我们来解析一下。

亿纬锂能的圆柱产能分别位于广东、湖北(含两个)、浙江,这个小圆柱电池产品线扩产项目,总投资30亿元,产品为18650、21700圆柱电池,年产能数量可达7.5亿只(6条全球生产效率300ppm高速生产线),实现全流程自动化操作,稳定高效。按照灯塔工厂要求规划,采用数字化运营,实现更低的碳排放,目前圆柱电池产能规模将达15亿只。

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▲图1. 亿纬锂能的技术路线


Part 1 小圆柱电池规划

从目标市场来看,我们来计算下整个容量的情况,按照1850 3Ah,2170 5Ah,在这样的基础上如果做三元按照3.7V,15亿只在16.65GWh-27.75GWh,而目标看到未来市场可能到50亿支。

全球圆柱电池市场空间,从市场来看,2021年的8.72亿美金的市场提升到16.5亿美金,开始的五年的数量从82、90、102、117、131、145亿支。

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▲图2. 全球圆柱电池的市场

从产品系列来看,由于工业和消费类品类比较多,所以可以分成:

● V系列:高能量系列用于小动力电芯,涉及续航的需求用于电动助力车

● P系列:高功率系列用于小电池,包括电动工具、清洁工具

● C系列:超高循环系列 用于储能,这个逻辑可能是用于小储能方向更合适一些

小动力电池由于续航里程的需求,需要提升能量密度,从产品路线来看从35V提升到55E,能量密度将从262 Wh/kg提升到280Wh/kg,50E将在2022年推出,55E将在2023年推出。

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▲图3. 电动自行车和扫地机器人圆柱能量电池的开发Roadmap

主要的产品类型的需求,很有意思,不同的产品对于电池的需求差异非常大:

电踏车、平衡车,电池的循环寿命:1000次,持续使用时间:1-5小时,产品包括18650 (26V、33V、35V)21700(50E)

● AGV/叉车:电池的循环寿命:2000次,持续使用时间:1-5小时,产品包括18650(26V、33V、35V)21700(50E)

● 电动工具:由于驱动电机转速需求比较大电流,范围是10A-30A,工作温度范围为-20~80度,产品包括:18650(15P、20P、25P)和21700(40P)

● 园林工具:电流范围为5A-30A,需要持续放电10~60分钟,工作温度范围在-20-80℃。产品包括:18650(20P, 25P )、21700( 40P)和 32130( C32)

吸尘器和扫地机器人,持续10-40分钟,电流范围从2A至25A,产品包括18650(20P, 25P)18650( 26V, 29V, 33V)21700(40P, 50E)

● 机器人需求的工作时间: 1~5小时,产品包括21700(40P, 50E)

● 储能主要要求循环寿命:大于4000次,10年,温度范围上限比较低,从-20到60度,产品包括32130(C32)、33140(C33)40135(C40)

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▲图4. 电动工具的发展路径

开发磷酸铁锂圆柱电池,其实是很有意思的想法。其实在这个领域宁德时代开始做的。从磷酸铁锂的圆柱,可以采用无极耳设计缩短电子路径降低发热,而亿纬锂能所做的磷酸铁锂圆柱产品通过针刺实验。从可靠性来看,抗膨胀是比较好的,而且安全设计,支持快速放气。在生产效率来看,支持高速生产的绕线结构。而电芯标准化,可以支持柔性成组结构,根据不同应用采取48V,60V,72V标准化模组和系统。

磷酸铁锂的圆柱产品涵盖2021-2022年(C32、C33、C40),迭代到2022-2023年150~195Wh/kg的C46,在2023-2024年C46A、C40B和C33A。

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▲图5. 磷酸铁锂的电芯路径

Part 2 大圆柱发展方向

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▲图6. 亿纬锂能的46900还是走得很快的

由于这次产品覆盖的内容主要是小圆柱,大圆柱的特点,是可能形成新一代动力电池标准,随着产品数量的发展,终局成本是相对更低的。

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▲图7. 百人会上的大圆柱方向

圆柱电池可能成为动力电池终极技术方向,在百人会上说的大圆柱电池拥有绝对的安全和成本优势,主要体现在以下四个维度:

(1)极致标准:设计制造乃至于回收都可以做到标准化;

(2)极致可靠:在全生命周期里面结构稳定,电池之间零应力,从电池开始使用到结束一如既往没有变化;

(3)极致制造:可以实现极致的制造,工艺路径缩短了30%,GWh生产效率更高;

(4)极致体系:实现了镍含量90%的化学体系,使用了硅碳材料。

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▲图8. 电池的安全性

小结:圆柱电池这个事情,在国内真的是跑了很久没跑起来,随着国内一步步往高品质的方向发展,这块从实际的逻辑来看,有了可靠的客户需求,还是有很大的拉动。


来源:第一电动网

作者:朱玉龙

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