No sólo tesla 4680 batería, que los fabricantes de baterías están en el diseño de 4680
2022 será un año crítico para el desarrollo de la industria de las baterías eléctricas y un punto de inflexión para que las empresas de baterías liberen capacidad de producción y mejoren iterativamente la tecnología. Una de las principales preocupaciones del mercado es si la batería 4680 podrá fabricarse en serie para reducir aún más sus costes.
Desde el proceso del lado de la batería, Tesla tomará la delantera en la producción en masa de en 2022. Y tesla 4680 batería no estará solo en el mercado de las baterías, varios fabricantes de baterías también están acelerando su despliegue activo en la preparación para la producción en masa de 4680 baterías.
Para seguir el ritmo de la producción en serie, las empresas de materiales y equipos de la cadena de suministro también se están preparando con antelación para la producción en serie a gran escala de baterías 4680.
4680 batería vs 18650 y 21700, ¿por qué 4680 batería es más fuerte?
En primer lugar, el uso a gran escala de baterías cilíndricas de potencia también es Tesla. Las empresas automovilísticas europeas como Daimler, Nissan, Renault, Volkswagen y Hyundai utilizan principalmente baterías blandas. Las empresas automovilísticas chinas utilizan sobre todo baterías cuadradas.
La nueva batería 4680 lanzada por Tesla el Día de la Batería el año pasado, el número 46 se refiere al diámetro de la batería cilíndrica de 46 mm, y 80 significa que la altura de la batería es de 80 mm.
La 4680 sigue siendo esencialmente una pila cilíndrica enrollada, y la estructura general es la misma que la de la 21700 y la 18650. Puede entenderse simplemente como una célula de "papel enrollado". El metal del exterior de la célula y la parte central del diafragma interno son componentes comunes ternarios/LFP/grafito utilizados para almacenar energía eléctrica. En términos de volumen, si las pilas 2170 y 18650 son similares a las pilas 7ª y 5ª habituales en nuestra vida diaria, ¡entonces la 4680 es una "pila gorda" que es incluso mayor que la 1ª pila!
Mencionamos en Batería 4680 vs 18650, 2Batería 1700 vs 18650 artículos anteriores, en comparación con las baterías cilíndricas de litio 18650 y 21700 utilizadas por Tesla anteriormente, las ventajas de la batería 4680 se reflejan en la capacidad de la batería, el coste de producción y la eficiencia.
La razón del aumento de la capacidad de la célula 4680 es el aumento de tamaño. No se trata de un caso especial de la 4680 en sí. La batería 21700 anterior tiene 50% más capacidad que la batería 18650.
La capacidad de la célula 4680 es 5 veces superior a la de la 21700 (no 5 veces la densidad energética), el aumento de la capacidad de la célula 4680 también supondrá un aumento de la autonomía de crucero (hasta 16%) y un aumento de 4 veces el rendimiento máximo.
La mejora de la eficiencia de producción y la reducción del coste (hasta 14%) se reflejan en las grandes celdas, que también se utilizan en vehículos eléctricos de 75KWh. La versión antigua de 18650 necesita unas 7100 celdas, y la de 21700 más de 4400. , mientras que la nueva batería 4680 adopta un diseño sin módulos.
Sólo se necesitan 950 celdas, y el menor número de celdas significa que se mejora la tasa de utilización del espacio durante el PACK, se reducen enormemente la dificultad de la gestión térmica de la batería y el coste de fabricación, y se reduce el tiempo necesario para la producción y el montaje, por lo que se mejora enormemente la eficiencia de la agrupación.
Qué empresas utilizan actualmente baterías 4680
Tesla
Entre las empresas de baterías del sector que abogan por impulsar la 4680, Tesla se encuentra entre las mejores. La batería tesla 4680 ideal, además de orejas sin electrodos, electrodos secos, ánodos de silicio, nuevos materiales para cátodos con alto contenido en níquel y sin cobalto, y soluciones de integración CTP/CTC.
La solución de oído sin electrodos de Tesla deja directamente una parte del material en la lámina de cobre y la lámina de aluminio para el oído del electrodo, que se enrolla en un círculo y se suelda directamente a la placa de cubierta, como se muestra en la siguiente figura:
La última es la tecnología de electrodos secos, que también es una tecnología muy desconocida en la actualidad. Ahorra el disolvente y forma directamente el polvo en una película y lo presiona sobre una lámina de cobre y otra de aluminio para preparar láminas de electrodos positivos y negativos. El proceso ha cambiado, y el equipo correspondiente puede ser diferente. .
En términos de capacidad de producción, Tesla tiene una capacidad de producción global prevista de 100 GWh para la batería tesla 4680. El plazo de entrega original estaba fijado para 2022, pero la entrega a gran escala se ha retrasado hasta 2023.
Hace unos días, el CEO de Tesla, Elon Musk, confirmó la noticia de que la batería tesla 4680 se ha desplegado en un prototipo. Dijo que en la fábrica de Tesla en Texas, tesla 4680 ya se están utilizando para producir el Modelo Y, pero necesitan completar la certificación de producto pertinente antes de que puedan ser entregadas al mercado.
Según noticias anteriores, la fábrica de apoyo de Tesla en Texas también producirá este nuevo tipo de batería, y cuando la tecnología de producción madure, aumentará aún más el número de fábricas productoras de baterías. Otros proveedores, entre ellos Panasonic, también suministrarán células 4680 a Tesla.
Por ello, en la conferencia sobre resultados, el vicepresidente de ingeniería de Tesla, Drew Baglino, afirmó que el suministro de baterías 4680 no será limitado este año, y espera entregar el primer Model Y con tesla 4680 a finales del trimestre.
Es decir, los primeros modelos de Tesla equipados con baterías tesla 4680 se fabricarán en serie en el primer trimestre.
En noviembre de 2021, la tasa de rendimiento de las células 4680 de Panasonic y LG New Energy se sitúa en torno a 80-90%, y el rendimiento de otras dos empresas también ha alcanzado alrededor de 80%.
Según el plan de mejora, antes de junio de este año, se espera que la tasa de rendimiento de las principales empresas que han invertido mucho en el desarrollo de baterías 4680 en la fase inicial aumente a más de 90%.
El rendimiento global de 90% acelerará sin duda el proceso de producción en masa de la batería tesla 4680.
Panasonic
Las últimas noticias de Panasonic muestran que la producción de prueba de las baterías 4680 que se suministrarán a Tesla está programada para comenzar en Japón en marzo de 2022, pero la producción en masa tendrá que esperar hasta que Tesla haga un pedido, que se espera para finales de 2022.
Panasonic también dijo que, dado que Tesla tiene una fuerte demanda de esta batería, dará prioridad a satisfacer los requisitos de Tesla después de la producción en masa. El negocio de Tesla representa alrededor del 60% de los ingresos del negocio energético de Panasonic, que ganó $1.690 millones en el último trimestre del año pasado, según los datos financieros de Panasonic. Tesla aportó 1.400 millones de PTT de ingresos.
Panasonic tiene previsto invertir 80.000 millones de yenes (unos 700 millones de dólares) en la construcción de una planta de baterías 4680 en la prefectura japonesa de Kayama. Comenzará la producción a pequeña escala este año y, tras confirmar la seguridad técnica y la eficiencia, se pondrá en producción en masa en 2023. Una vez que la batería 4680 pueda ser entregada, Panasonic suministrará primero a Tesla, que es también la primera vez que Panasonic ha producido en masa la batería 4680.
El objetivo de capacidad de producción aún no se ha confirmado, pero se espera que la capacidad de producción anual sea de unos 10 GWh, lo que equivale a la demanda de 150.000 baterías de coche.
En la actualidad, la capacidad total de producción mensual de baterías cilíndricas de Panasonic es de 50 GWh/año (incluyendo 2170 baterías de la planta de Nevada y 1865 baterías de Japón).
Los 10 GWh mencionados podrían ser sólo un plan de capacidad de producción inicial, y la empresa tiene previsto construir fábricas en otros países, como Estados Unidos, para ampliar la escala de producción masiva.
LG
Según los informes, Samsung SDI y LG Energy Solutions han completado el desarrollo de muestras de la célula de batería "4680". La "4680" es la célula de batería que Tesla lanzó por primera vez el año pasado, y al parecer las dos empresas surcoreanas de baterías están intentando hacerse con los pedidos de Tesla.
LG Energy también insinuó el desarrollo de pilas 4680 durante una conferencia telefónica el año pasado. Posteriormente, LG Energy anunció sus planes de invertir más de 5 billones de wons en la construcción de al menos dos nuevas fábricas de baterías en EE.UU. de aquí a 2025 para producir baterías de bolsa y "cilíndricas" y baterías para sistemas de almacenamiento de energía.
LG Energy suministra actualmente 2170 celdas para los vehículos Tesla Model 3 y Model Y fabricados en China. El plazo de suministro previsto por LG es 2023, y está considerando suministrar a Tesla desde fábricas de Estados Unidos y Europa.
EVE
En cuanto a la batería 4680, EVE sigue principalmente el camino de la 4680 y la 4695, de las cuales la 4680 es una batería estandarizada, y la 4695 debería ser un producto personalizado para las empresas automovilísticas.
El desarrollo conjunto de EVE y StoreDot planea producir en masa baterías 4680 en 2024. La capacidad de producción de 20 GWh de baterías 4680 comenzará a construirse en 2022 y se enviará en pequeños lotes. No estará totalmente terminada hasta la segunda mitad de 2023.
Sobre la base de la batería 4680, EVE ha optimizado el polo, la carcasa, el núcleo de bobinado y la placa de cubierta. Para aplicar CTP y CTC, los polos positivo y negativo están en el mismo lado, y la conexión eléctrica y el canal de alivio de presión están separados.
La carcasa de alta resistencia se utiliza para garantizar la solidez y reducir la dilatación de la pila. La estructura de la oreja omnipolar reduce la impedancia 10 veces en comparación con la batería cilíndrica tradicional y mejora la conductividad térmica.
La placa de cubierta presenta un diseño VENT de alta eficiencia para proporcionar un acceso rápido de alivio de presión. Desde la perspectiva de estos diseños optimizados, Yiwei Lithium Energy es esencialmente diferente de la batería cilíndrica 4680 que Tesla quiere construir.
BAK
BAK Battery es el proveedor nº 1 en el campo de las baterías cilíndricas en China, con tres líneas paralelas de pequeña cilíndrica, gran cilíndrica y cuadrada. Entre ellas, en lo que respecta a la planificación de la capacidad de la batería 4680, la construcción civil del parque industrial junto a la fábrica de BAK Battery en Zhengzhou se ha completado básicamente, y esta línea de producción entrará oficialmente en la fábrica en la segunda mitad del próximo año.
Se espera que BAK alcance la producción en masa de 4680 baterías en los próximos dos años. Entre ellas, el primer lote de líneas de producción en masa se ubicará en la planta n.º 2 de Zhengzhou, con una capacidad de producción global de 15Gwh. Si la cooperación con la fábrica de automóviles alcanza la fase de designación de plataformas, se estima que la capacidad de producción de una sola plataforma será superior a 10Gwh.
BAK declaró en la Exposición Internacional de Tecnología de Baterías de China, celebrada en marzo de 2021, que está cooperando con los clientes para desarrollar baterías 4680 con fichas completas. En la actualidad, la batería 4680 de BAK se personaliza y desarrolla principalmente junto con el OEM.
El Dr. Lin Jian, científico jefe de BAK Battery, reveló que la serie 46X0 de baterías cilíndricas de gran tamaño de BAK Battery abarca de 80 mm a 120 mm, de las cuales se espera producir en serie 4680 baterías en 2022.
En la comprensión de BAK, la batería 4680 no se limita a 4680, y la altura puede ser de 90 o 100 mm, pero se inclina más por el tamaño de 4680, porque si la mayoría de las empresas en la industria hacen 4680 baterías, es mejor para estandarizar , sino también propicio para la promoción.
Del mismo modo, BAK también ha desplegado la tecnología all-tabs en la batería 4680, y la batería cilíndrica de gran tamaño con all-tabs para modelos de gama alta se convertirá en el producto principal en el campo de las aplicaciones eléctricas de BAK para automoción.
CATL
En la actualidad, CATL ha producido en serie dos grandes baterías cilíndricas, ambas de 34 (diámetro) * 200 (altura) mm de tamaño.
De acuerdo con este tamaño, se fabricaron dos baterías diferentes de litio hierro fosfato que se utilizaron en los modelos de helado Hongguang MINI y QQ.
Se ha informado de que CATL también está desarrollando un proyecto de batería 4680, cuyo nombre es "Golden Hoop Bar". La empresa ha planificado 8 líneas de la batería 4680, con un total de 12GWh. En la actualidad, la batería 4680 de CATL en el campo de las dos ruedas ha estado fuera de línea para su aplicación.
CATL ha firmado un contrato con el Gobierno Municipal de Shanghai para construir una fábrica de superbaterías en Lingang, que producirá las baterías 4680 de Tesla, lo que significa que CATL se convertirá pronto en el mayor proveedor de baterías eléctricas de Tesla en el mundo.
GOTION Alta tecnología
GOTION ya ha aplicado varias baterías cilíndricas grandes diferentes de las 2170 y 18650, con un tamaño de 32*135 y un rango de potencia de 38Wh a 50Wh.
Guoxuan reveló cierta información sobre la batería cilíndrica 4680 en agosto de 2021, y la perfeccionó hasta el paso del diseño estructural, pero se desconoce qué tecnologías se aplicarán y si existe la correspondiente disposición de la capacidad de producción.
SVOLT
SVOLT exhibió una batería 23Ah 4680 en el Salón del Automóvil de Shanghái 2021, electrodo positivo NCM, la densidad de energía prevista es de 235Wh/kg, y la vida útil del ciclo es superior a 1200 veces para vehículos eléctricos puros.
Además, BMW Brilliance participará en la investigación y el desarrollo de su batería 4680.
Samsung SDI
Las últimas noticias indican que Samsung SDI ha iniciado la producción de prueba de la próxima generación de baterías 4680 en su planta de Cheonan, provincia de Chungcheong del Sur, y está en la fase final de ultimar las normas del nuevo producto. El producto es similar a una batería 4680, pero aún no se han determinado las especificaciones exactas.
Para esta batería 4680, Samsung SDI tiene previsto añadir fábricas en Malasia, Hungría y Estados Unidos. Además de conseguir los pedidos de Tesla, Samsung SDI y Hyundai también están desarrollando baterías cilíndricas de nueva generación, cuyo tamaño es mayor que la 2170 pero menor que la 4680, principalmente para vehículos híbridos.
Visión AESC
Vision AESC también cuenta con un diseño de batería 4680, que actualmente se encuentra en fase de verificación experimental.
LISHEN
LISHEN también expuso las muestras correspondientes en el Salón del Automóvil de Shanghái de 2021, y aún no se sabe en qué fase se encuentra.
Además de las empresas mencionadas, las ventajas de la batería 4680 en términos de capacidad única, potencia de salida, coste, etc. están atrayendo a más empresas de baterías a unirse, impulsando la transformación y actualización de la tecnología de la batería 4680, y promoviendo aún más el proceso de producción en masa de la batería 4680.
La batería 4680 impacta en el modelo de la industria
Desde la perspectiva del tiempo de producción en masa, la verdadera producción en masa de baterías 4680 todavía puede estar en 2023. Sin embargo, se puede observar que, por un lado, las empresas japonesas y coreanas están luchando por el derecho a suministrar a Tesla, y se espera que Panasonic gane la cuota de suministro.
Por otro lado, la I+D y la producción de varias empresas chinas líderes en baterías ayudarán a que las baterías cilíndricas vuelvan a la senda del vehículo eléctrico y aumenten la cuota de mercado de las baterías cilíndricas. Actualmente, muchas empresas chinas de baterías de litio tienen un buen rendimiento. Puede consultar nuestra 10 principales fabricantes de baterías de iones de litio en China artículo para que los lectores conozcan mejor las empresas chinas de baterías de litio.
Desde la perspectiva de la cadena industrial de apoyo, las principales tecnologías innovadoras de la batería 4680 son: el modo de oído sin electrodos, la tecnología de electrodos secos y la aplicación de electrodos negativos basados en silicio. Con la aceleración de la producción en masa, las baterías 4680 impulsarán la actualización iterativa de equipos y materiales en la cadena industrial.
En cuanto al material del cátodo, según los planes anunciados por varias fábricas de baterías, las baterías 4680 están dominadas actualmente por el alto contenido en níquel. En 2021, la batería de litio hierro fosfato está en llamas, y el mercado está preocupado por la sustitución completa de NCM por LFP, mientras que 4680 promueve aún más el desarrollo de alto níquel y ultra alto níquel.
Sin embargo, con la madurez de la tecnología de la batería 4680, es probable que se lance la versión de hierro-litio de la batería 4680, que se utilizará en modelos de bajo coste, vehículos ligeros, almacenamiento de energía y otros campos, centrándose en el rendimiento de ciclo alto.
Por ejemplo, CATL / EVE ha anunciado la solución de batería cilíndrica grande de litio hierro fosfato para vehículos de dos ruedas, y actualmente está promoviendo la capacidad de producción.
En cuanto al material del electrodo negativo, cuando se lance oficialmente la batería 4680, la permeabilidad del electrodo negativo basado en silicio seguirá aumentando. En la actualidad, los fabricantes chinos de ánodos han ampliado sus inversiones en ánodos de silicio-carbono, y Biteray, Shanshan, Guoxuan Hi-Tech y Zhengtuo Energy pueden alcanzar la producción en masa.
Entre ellas, el ánodo de carbono de silicio de Beitri suministra a las baterías eléctricas de Panasonic y entra en la cadena de la industria de Tesla. Algunas empresas de baterías como CATL, BYD, Guoxuan Hi-Tech, BAK y Lishen están desplegando activamente en carbono de silicio.
Además, en términos de materiales de alto rendimiento, las baterías 4680 también promoverán el crecimiento de la demanda de nanotubos de carbono y LiFSI, y se espera que empresas líderes como Tianna Technology y Tianci Materials sigan beneficiándose.
En cuanto a los equipos, los avances y cambios en el proceso de fabricación del armazón de la batería 4680 y la soldadura de las lengüetas también impulsarán el aumento de la demanda de equipos relacionados.
Según Yinghe Technology, la empresa se ha convertido en la primera de China en suministrar equipos de bobinado de alta eficiencia para grandes cilindros, y ya ha empezado a suministrar a los clientes por lotes equipos clave que satisfacen la producción de 4680 baterías de gran cilindrada.
Huaguan Technology afirma que la empresa ha desarrollado con éxito equipos de bobinado para baterías 4680.
Ningbo Jingda comunicó el 7 de febrero en la plataforma interactiva para inversores que se ha entregado la primera línea de producción de estampación de carcasas 4680 de la empresa en China.
Lian Ying Laser dijo que la empresa tiene reservas de tecnología de proceso de soldadura 4680. El informe semestral 2021 de Hangke Technology reveló que 4680 y otros estilos cilíndricos grandes han completado la producción de prototipos.
