Los fabricantes de baterías están desarrollando baterías 4680: ¿serán cilíndricas todas las baterías eléctricas del futuro?

Northvolt desarrolla con éxito 21700 baterías cilíndricas

El 18 de julio se informó de que Northvolt, fabricante sueco de baterías, había desarrollado con éxito unas baterías cilíndricas de Batería 21700 y estaba lista para la producción en serie, lo que significaba que se uniría a la competencia con las baterías cilíndricas de LG y Samsung SDI. Según el informe, Northvolt desarrolló baterías cilíndricas a petición de Volkswagen. Volkswagen se plantea utilizar baterías cilíndricas a partir de 2025, y Northvolt podría convertirse en uno de los principales proveedores de baterías cilíndricas de Volkswagen.

Fundada en 2016, Northvolt es un fabricante líder en el sector de las baterías en Europa. En junio del año pasado, Northvolt recibió una inversión de capital privado de hasta $2.750 millones. Entre sus clientes figuran Volkswagen, BMW, Volvo y otras empresas automovilísticas. La producción en serie de baterías cilíndricas 2170 ayudará a las empresas automovilísticas europeas a reducir su dependencia de los fabricantes asiáticos de baterías eléctricas.

Sin embargo, en opinión de los conocedores de Corea del Sur, la producción en masa de Northvolt de 2170 batería cilíndrica es difícil sacudir la cuota de mercado de LG, Samsung SDI y Panasonic. Según los datos, en 2021, los envíos de baterías cilíndricas de Panasonic, LG y Samsung SDI representaron 80% de la cuota mundial, con un patrón muy centralizado.

Los fabricantes de baterías de China, Japón y Corea del Sur lideran el desarrollo de las baterías 4680

En términos de 4680 batería y el desarrollo del mercado, los fabricantes de baterías chinos, japoneses y coreanos han estado a la vanguardia del sector. LG Energy Solution anunció que invertiría 580.000 millones de KRW para construir una línea de producción de baterías 4680 en su planta de Aochang (Corea del Sur), con una capacidad anual prevista de 9GWh.

Se espera que entre en producción en la segunda mitad de 2023, con la esperanza de obtener el primer pedido de baterías 4680 de TESLA. Samsung SDI está estableciendo una línea de producción de pruebas de baterías 4680 para TESLA en Tian'an (Corea del Sur). Ya se ha encargado el primer lote de equipos, con una capacidad anual prevista de 1 GWH. Si la prueba tiene éxito, Samsung SDI producirá en serie baterías 4680 en su fábrica de Malasia, con una capacidad prevista de 8-12 GWH.

Cabe señalar que Samsung SDI también está desarrollando las baterías 4695 y 46120, lo que indica que Samsung SDI está ampliando su matriz de productos de baterías de la serie 46 para satisfacer las necesidades de otros clientes internacionales. En China, fabricante de baterías de iones de litio odm incluyendo EVE、Bak、CATL、GOTION HIGH-TECH、SVOLT、Lishen, etc. también están desarrollando baterías cilíndricas. Entre ellos, EVE anunció el proyecto de ampliar la producción de baterías 4680 de 20GWh para turismos en noviembre de 2021, y desplegó baterías 4680 y 4695.

 Está previsto formar una capacidad de producción anual de baterías de la serie 4680 de 20 GWh para 2023.La ruta principal en China es principalmente baterías cuadradas, con una cuota de mercado de alrededor de 80%. La cadena industrial que responde al proceso de producción de las baterías cilíndricas es pequeña, y el coste de apoyo de la cadena de suministro es relativamente alto. Al mismo tiempo, en la actualidad, son pocos los fabricantes de automóviles que optan por la tecnología cilíndrica. El futuro espacio de desarrollo de apoyo es incierto. 

Además, en términos de progresividad tecnológica, las tres grandes rutas tecnológicas tienen sus propios méritos. CATL anunció recientemente que la batería CTP3.0 Kirin es un tipo de batería cuadrada. Con el mismo sistema químico y el mismo tamaño de batería, la potencia de la batería Kirin es 13% superior a la del sistema 4680. En la actualidad, Li Auto Inc、NETA、AVATR、Lotus y otras empresas automovilísticas han confirmado que cooperarán con CATL.

Muchos fabricantes internacionales de baterías aumentan la cuota de baterías 4680

Según el informe, Britishvolt, fabricante británico de baterías, anunció que estaba desarrollando baterías 4690. Britishvolt tiene previsto desarrollar prototipos de pilas 4690 en la fábrica que adquirió del fabricante alemán de pilas EAS, y luego llevar a cabo la producción en serie en su planta de pilas de Northumberland (Inglaterra). Considera que, en comparación con las baterías 21700, las celdas más grandes ayudan a mejorar la eficiencia de los paquetes de baterías y reducen los costes de fabricación. Britishvolt pretende personalizar las baterías según los requisitos específicos de los clientes, y tiene capacidad para desarrollar y producir 4690 baterías.

Ya en 2017, TESLA y Panasonic han desarrollado y lanzado conjuntamente las baterías 2170 que se aplicarán al modelo 3. En la actualidad, los fabricantes de baterías de cabezal están más centrados en la investigación, el desarrollo y la producción en serie de baterías cilíndricas 4680 con un mayor aumento del diámetro de la batería. En comparación con la batería cilíndrica 2170, la batería cilíndrica 4680 desarrollada por TESLA no sólo reduce el coste de producción, sino que también reduce la resistencia interna en un orden de magnitud, lo que permite disponer de celdas más seguras y de mayor capacidad.

En la actualidad, las fábricas de TESLA en California y Texas han comenzado la producción en masa de baterías 4680. Maske, CEO de TESLA, predice que a finales de 2021, la capacidad de las baterías 4680 de la empresa alcanzará los 100 GWh al año, lo que puede satisfacer el uso de más de 1,3 millones de vehículos eléctricos. Bajo el efecto TESLA, cada vez más fabricantes internacionales de automóviles siguen la ruta de la tecnología 4680, lo que atrae a muchos fabricantes internacionales de baterías a aumentar la cuota de baterías cilíndricas.

Según el informe, Rimac, fabricante croata de supercoches eléctricos, está desarrollando un módulo de batería basado en baterías de la serie 46 para mejorar la densidad energética de sus futuros paquetes de baterías. El objetivo de Rimac es suministrar no menos de 40000 baterías de aquí a 2023 y no menos de 200000 baterías de aquí a 2028. Tiene previsto lanzar un nuevo pack de baterías con baterías 46 en 2025. El objetivo de introducir la batería 4680 es reducir el peso del pack de baterías, mejorar la eficiencia de la agrupación de baterías y, a continuación, mejorar la densidad energética de la batería y el kilometraje de resistencia del vehículo, lo que coincide con el propósito de TESLA de desarrollar la batería 4680.

Además de TESLA, BMW anunció que lanzaría una nueva batería cilíndrica en su plataforma eléctrica de nueva generación Neue Klasse (nueva clase) en 2025. BMW afirmó que la solución técnica puede reducir el coste de su batería en 30%, y que la densidad energética es superior a la de la batería utilizada actualmente por TESLA. Se especula con que la nueva batería cilíndrica utilizada por BMW en la nueva plataforma sea probablemente la batería 4680 de la serie 46. En mayo de este año, se informó de que CATL había recibido la "Designated Notice" de BMW y suministraría baterías cilíndricas para los nuevos vehículos eléctricos de BMW.

Para satisfacer la demanda del mercado de baterías 4680, Panasonic planea invertir $4billion para construir su segunda fábrica de baterías de vehículos eléctricos en Kansas, EE.UU., para producir baterías 4680 para TESLA; LG ampliará su capacidad de baterías 4680 de 9 GWH en Corea del Sur y se espera que comience la producción en masa en la segunda mitad de 2023; Samsung SDI ha establecido una línea de producción de prueba de baterías 4680 en Corea del Sur, y el trabajo de prueba relevante se completará este año.

Entre los fabricantes chinos de baterías eléctricas, EVE y StoreDot, una start-up israelí centrada en la carga rápida, desarrollaron conjuntamente baterías cilíndricas 4680 y 4695, y construyeron baterías 4680 de 20GWh de capacidad, que se espera que se produzcan oficialmente en masa en 2023; Bak también espera la producción en masa en 2023; CATL, el principal fabricante de baterías cuadradas, también ha planeado una capacidad de 12GWh de baterías 4680, que se espera que comience la producción en masa en 2024.

Los conocedores del sector afirman que, en comparación con la forma cuadrada y la forma de paquete blando dominantes actualmente en el mercado, algunos fabricantes de baterías optan por tomar la ruta cilíndrica. Por un lado, hay margen para apoyar el incremento de TESLA; por otro, los fabricantes de cabecera, como CATL y BYD, han acumulado una gran cantidad de baterías cuadradas, y otros fabricantes quieren ofrecer ciertas opciones tecnológicas diferenciadas.Hay que señalar que, en términos de morfología, las baterías de potencia mundiales siguen principalmente las dos vías del envasado cuadrado y blando. 

Las baterías cilíndricas pertenecen a un nicho de mercado, que no representa la tendencia de desarrollo futura. De hecho, las baterías cilíndricas han ocupado un lugar en el mercado de las baterías de potencia gracias a la estandarización de sus productos y a sus ventajas de bajo coste. TESLA, BMW, Volkswagen y otros fabricantes de motores de cabeza liberaron la demanda del mercado de baterías 4680 en el futuro, lo que también proporcionó buenas oportunidades de desarrollo y garantías para muchos fabricantes de baterías con capacidad de desarrollo y producción de baterías 4680.