Той има големи разходни предимства и някога беше ядро движеща сила за Тесла за пускане на 4680 голямата цилиндрична батерия.
През септември 2020, когато Тесла първо пусна батерията 4680, то посочи че в бъдеще, базирано на всеобхватни иновации в материали, дизайн на батерии, оптимизация на процеси, ефективност на производство и дизайн на пакет, големи цилиндрични батерии се очаква да донесат 56% разходи намаляване.
Приложението на технология сух електрод, ефективното производство ефективността на цилиндрични батерии, потенциалът намаляване на разходите донесен от широкомащабното масово производство поради стандартизираните размери, и всеобхватното подобрение в производителността внесено от технологията на пълния раздел направиха серията 46 големи цилиндрични батерии широко популярни по света и станаха най-високо ниво след като бяха лансирани.
Въпреки това, четири години по-късно, голямата цилиндрична батерия е все още заседнала на линията за масово производство: не само то се провали да постигне очакваната цел за намаляване на разходите, то е дори по-трудно и по скъпо от текущото основно квадратна батерия производствена технология.
През май тази година, Тесла направи остро изявление към отдела 4680 батерии: Ако целта намаляване на разходите не може да бъде постигната от в края на годината, Тесла може да се откаже от проекта 4680.
Трябва да се посочи че целта намаляване на разходите към това време не е 56% намаляването на разходите предложено през 2020, но да бъдат по-евтини от подобни батерии закупени от доставчици като Panasonic и LG енергия Решение. Очевидно, Тесла също е направил компромис с цената намаляване цел.
01
От "на индустриален's отгоре поток" до "замъци в въздуха"
Откакто Тесла пусна батерията 4680 през 2020, особено с появата на иновативни технологии като без таб (пълни таб) и сухи електроди , големите цилиндрични батерии постепенно се превърнаха в технически път, който компаниите за батерии се съревновават да разработят, и се превърнаха в индустрията's призната "горнище изход" от 2021 до 2023. Почти всяка година от 2021 до 2023 се определя като първата година на масово производство на големи цилиндрични батерии.
Въпреки това, серията 46 голямата цилиндрична батерия приема иновативен структурен дизайн, добавяне на процеси като като формиране на цяло ухо, сплескване, лазерно заваряване на пълно ухо и колекторна плоча или обвивка, отваряне формиране, и лазерно заваряване на покривна плоча . Новият дизайн структура донася огромни предизвикателства в процеса, производство и постоянство. Досега 2c коефициентът на производителност на големите цилиндрични линията за производство на батерии винаги е била препятствие което много компании трябва да преодолеят.
Например, серията 46 цилиндрична батерия приема дизайн без езичета, и стъпките на процеса като като рязане на батерии и лазерно заваряване варират много. Процесът е силно сложен, и по-високи изисквания са поставени към точността и ефективността на оборудването.
На производствено ниво, все още съществуват несигурности при големите цилиндрични батерии, например, дали методът на обработка на таб е пълен таб% 2c щамповано езиче или скосено езиче. Технологията за обработка включва процеси на сплескване и пресоване. Заваряването на колекторна плоча и полюс, колекторна плоча и черупка/долен капак е също по-труден проблем.
Всъщност, тъй като Тесла, която донесе голямата цилиндрична батерия от серията 46 в индустрията, е многократно усъвършенствана в ключова технология изследвания и развойна и инженерна оптимизация през последните няколко години. Според медийни съобщения, от юни тази година, през почти четири години, Тесла's супер фабриката в Остин, Тексас, е произвела само 50 милиона 4680 големи цилиндрични батерии. Сред тях, около 40 милиона 4680 батерии са били произведени през миналата година. Тесла също е прекарала много време в ключови технологични изследвания и процес на разработка, оптимизация, и подобрение добива на производствена линия.
Струва си да отбележим че на този етап, поради трудността при подобряването на процесите, добивите и производителността, гледайки на глобалната батерия компании, производителността на всяка компания е все още сравнително ограничена, и големите цилиндрични батерии не демонстрират конкурентни предимства по отношение на разходи и производителност.
Не само че 2c високите цени на материали от 21700 на 46 серия цилиндрични батерии също правят по-трудно намаляването на разходите за 46 серия цилиндрични батерии.
Вземайки за пример стоманената обвивка и долния капак материали използвани в големите цилиндрични батерии, текущият никелиран стоманен материал има относително предимства при проводимост, вътрешно съпротивление, и заваряемост, и може сравнително посреща изискванията по отношение на корозионна устойчивост, но този материал е основно внесен от чужбина. "В сравнение с традиционните 21700 цилиндрични батерии, цената на никелирани стоманени черупки използвани в 4680 цилиндрични батерии се увеличи с 8 до 10 пъти." Сю Дао, генерален мениджър на Гуанджоу Донгши Чуанджан енергия технология Co., ООД., каза батерия Китай.
Първоначално, големите цилиндрични батерии се гледаха като на инструмент за намаляване на разходите поради изключителната ефективност, безопасност, и производство, и бяха предпочитани от редица автопроизводители включително Тесла, BMW, GM, Порше, и NIO. Въпреки това, днес, поради трудността в пробив през тесните участъци в процеса, производство, и добив, както както както нарастващите разходи за материали, повечето автопроизводители на вътрешния пазар са вече не толкова ентусиазиран от цилиндричните батерии.
02
Как да прекъснем безизходицата?
"Изминаха четири години от пускането на голямата цилиндрична батерия през 2020 г. Всички компании са инвестирали много от R&усилвател;D средства и човешка сила, но все още има тесни места в процеса (производство) на батерия 46 серия. Цената на масово произведена 46 цилиндрична батерия клетки е все още сравнително високо." Сю Дао вярва че това е главно защото индустрията е фокусирана върху приложението на цилиндричната батерия от серията 46 само на автомобила от началото , и е ориентиран към монтиране в автомобил. "Превозното средство има много високи изисквания за качество на батерията, и цикълът на разработка и проверка е относително дълъг. Това е довело до малък мащаб на голямо цилиндрично производство в ранен етап, и много проблеми са разкрити сравнително бавно. Отнема много време за разбиване на процеса и получаване."
Липсата на мащабно масово производство означава че всички проблеми на големите цилиндрични батерии не могат да бъдат напълно изложени за кратък период от време% 2c и много процесни проблеми продължават да се появяват в малки и средни производствени линии. Компаниите за акумулатори и автомобилните компании трябва да проверят и разрешат тях многократно.
Сю Дао вярва че за постигане на зрялост на технология и на големи цилиндрични батерии и процеси, както както бързото подобряване на добив, цялата индустрия трябва да има достатъчен мащаб и обем за големи цилиндрични батерии масово производство, излага всички потенциални проблеми колкото скоро като възможно, и след това, със сътрудничеството на индустриалната верига, пробив свързани технологии, процеси и производствени трудности в сравнително бърз период от време, и наистина постигат бързо намаляване на разходите и подобряване на производителността на големи цилиндрични батерии.
В сравнение с високите изисквания качество на големите цилиндрични батерии и огромните инвестиции в производствени линии за завършени автомобили, Сю Дао вярва че " разработването на големи цилиндрични батерии не трябва да е насочено към монтиране в превозно средство. Има също много място за сценарии други отколкото инсталация на превозно средство, като като дългосрочно съхранение на енергия . Чрез използване на предимствата на големите цилиндрични акумулатори в полета, които са различни от изискванията качество за монтиране на автомобил, като високо безопасност, висок капацитет, гъвкаво групиране, и рециклиране, ние ще поемем водещата в реализацията на мащабно масово производство на 46 серии цилиндрични батерии. В този процес, проблемите на големите цилиндрични батерии ще бъдат напълно изложени, и решения ще постепенно намерени и подхранвани обратно към качеството на цялото превозно средство. Аз вярвам това ще е от голяма помощ за зрелостта на технологията на големите цилиндрични батерии и оптимизиране на разходи."
Според батерии Китай, компании за батерии включително ЕВА енергия, Пенхуей енергия, Хайчен енергия Съхранение, китайско-белгийски Нов енергия, Космонавтика литий Батерия, и Лихуа Мощност Снабдяване проучиха или пуснаха големи цилиндрични литиево железни фосфатни батерии подходящи за пазара за съхранение на енергия.
Наскоро, медиите съобщиха че Тесла е усвоила процеса на сух електрод и се очаква да произведе масово и инсталира 4680 батерии които използват пълно сухи електроди преди края на годината. Очаква се намаляването на оборудване и производствени материали,донесено от сухите електроди да намалее цената на 46 серия големи цилиндрични батерии.
От гледна точка на намаляването на разходите за материали, Сю Дао каза че в момента големите цилиндрични акумулаторни материали стоманена обвивка се предимно внасят, и няма почти няма място за оптимизиране на разходите. В бъдеще, като свързаните материали са постепенно локализирани, разходите се очакват да намалят с около 30%-40%. Съобщава се , че от 1999, Донгши Чуанджан е сътрудничи с Япония's Nippon Стомана корпорация за разработване на, производствен, процес и разпространение "специални материали за акумулатори стоманени черупки". В областта на материалите за цилиндрични батерии стоманена обвивка, компанията си сътрудничи задълбочено с много местни водещи компании за батерии в продължение на много години и е водеща разработката на индустрията за батерии стоманени обвивки. В настоящем, компанията ускорява строителството и непрекъснато подобрява изследванията и развойната и оптимизация на разходите за материали от висок клас за цилиндрични батерии.
Може да се предвиди че в бъдеще, тъй като повече полета започват мащабно масово производство и компаниите в индустрията на батериите работят заедно за непрекъснато пробиване на свързани процеси и добив точки на болка, скоро ще дойдат широкомащабно масово производство и монтиране на големи цилиндрични батерии.
Хуатай Ценни книжа Проучване Докладвай прогнозира че до 2027, глобалният инсталиран капацитет на големите цилиндрични батерии се очаква да достигне 429GWh, с a съответен пазарен размер от 214,48 милиарда юана, и съставен годишен растеж от 110,7% от 2023 до 2027. Като големи цилиндрични батерии се използват в съхранение на енергия и други пазари за енергия, големи цилиндрични батерии с върховна производителност, върховна безопасност, и върховна производителна ефективност може наистина печелете повече пазарен дял на крайната цена.