21700型电池掀起动力电池产品更迭浪潮

作者: | 发布日期: 2018 年 05 月 18 日 15:44 | 分类: 产业资讯

一、为何市场选用圆柱形电池?

首先从电池性能和生产成本的角度分析不同形状电池的特点。

圆柱形电池是最传统的电池形态,它的优点包括生产工艺成熟,产品良率高,电池结构稳定,应用范围广,综合性能突出,整体成本有优势。其缺点也比较明显,圆柱形电池一般采用钢壳或铝壳封装,会比较重,比能量相对较低。而且安全性较差,电池循环寿命较短。而且因为体积小巧可以在很多范围内使用。

随着动力电池兴起,方形电池在国内应用普及率越来越高。相对于圆柱形电池,方形电池结构简单,重量较轻比能量较高。由于方形可依需求定制尺寸,故市场上型号较多,工艺难以统一,对成本来说是个挑战。

目前市场上还有软包电池,与圆柱形及方形相比,其安全性能更高、重量更轻便、电池容量更大、内阻更小、寿命更长,且可以依据需求定制形状。但是软包电池目前型号较少,开发成本较高。

二、21700与18650电池的博弈

为了提升电池系统能量密度和减少电芯数量、从而降低成本,无论是方形、圆柱还是软包电池都出现了单体电芯尺寸扩大化的发展趋势。比较明显的是,当前圆柱电池领域出现了18650向21700/26650升级的现象。

18650和21700是目前两种主流型号。新型21700具有四大显著的优势:

(1) 电池单体容量提升35%。以特斯拉生产的21700电池为例,从18650型号切换至21700型号后,电池单体电池容量可以达到3~4.8Ah,大幅提升35%。

(2)电池系统能量密度提升约20%。特斯拉公开数据显示,早期使用的18650电池系统能量密度约250Wh/kg,后来其生产的21700电池系统能量密度在300Wh/kg左右,21700电池的体积能量密度比原有的18650高出近20%。

(3)系统的成本预计下降9%左右。从特斯拉披露的电池价格信息分析,21700电池的动力锂电池系统售价为170美元/Wh,而18650电池系统的售价为185美元/Wh。在Model3上使用21700电池后,仅电池系统成本就可以下降约9%。

(4)系统的重量预计下降10%左右。综合前文可知,21700整体体积大于18650,随着单体容量提升后,单体能量密度更高,所以同等能量下所需电池单体的数量可减少约1/3,在降低系统管理难度的同时也将减少电池包采用的金属结构件及电气配件的数量,这进一步降低了电池的重量。三星SDI改用一套新型21700电池之后,发现系统相比目前的电池减少10%重量。

在保有18650型电池所具有的高可靠性和稳定的性能的基础上, 21700电池性能在各方面均比18650有较大提升。此外,相较于其他电池型号,21700从电池原材料选用、制作工艺和技术流程等方面,都和技术较成熟的18650电池相似。因此18650与21700的产线大部分可以兼容,部分企业比较稳妥的办法是在生产线上做文章,将生产线向21700和18650兼容上靠拢。一些企业的生产线从国外进口,但组装上都是自己进行,因此可以投入较少的成本实现18650向21700的转化。

三、21700型电池掀起行业产品更迭浪潮

2017年1月4日,特斯拉宣布与松下联合研发的新型21700电池开始量产,并介绍这是当时可量产电池中能量密度最高且成本最低的电池。

2017年1月9日,三星SDI在松下之后适时推出了相同规格的新型电池21700。LG也表示21700电池将在2021年量产。由此21700掀起电池产品改革热潮,国内外企业趋之若鹜研发生产21700动力电池,宣告全球动力电池正式进入21700时代。

亿纬锂能:2017年6月28日,4条21700与18650兼容的、年产能3.5GWh的全自动化生产线便建成投产,这是国内首条21700电池产线,这标志着我国圆柱电池正式迈入21700时代。

比克电池:18650-2.75Ah动力电池电芯能量密度已经达到240Wh/Kg,正致力于研发高能量比的21700圆柱动力电池电芯。据悉目前已具备量产能力,预计在2018年能实现大批量生产。

智慧能源:三元18650型锂电池已有产能超3GWh, 2017年重点布局21700型电池,新建6条21700-5Ah的自动化生产线,21700总规划规模达7GW。目前已和国内主流新能源智能汽车企业形成配套合作关系,并持续拓展战略客户新兴互联网车企等。

江苏力神:2017年7月20日宣布其21700产线正式投产,这是国内首家为21700产品定制的产线。

猛狮科技:在诏安生产基地实现第一条18650生产线顺利达产后,公司投入研发力量开发了21700型圆柱电芯。2017年8月16日,猛狮科技2GW产能的21700电池产线开始建设,预计2019年上半年全部达产。

业内人士表示,21700型号只是一个起点,未来但市场应用上会更倾向重量更轻、能量密度更高方向继续发展,电池制造企业在此需求基础上也会在成本上追求突破点,以获得更大收益。

来源:北极星储能网

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