Non seulement la batterie tesla 4680, mais aussi les fabricants de batteries qui sont à l'origine de la 4680.
2022 sera une année critique pour le développement de l'industrie des batteries d'énergie, et une année charnière pour les entreprises de batteries qui devront libérer des capacités de production et améliorer leur technologie de manière itérative. L'une des principales préoccupations du marché est de savoir si la batterie 4680 peut être produite en masse afin de réduire davantage les coûts des batteries.
En ce qui concerne les batteries, Tesla prendra la tête de la production de masse en 2022. Et la batterie 4680 de Tesla ne sera pas seule sur le marché des batteries, divers fabricants de batteries accélèrent également leur déploiement actif en préparation de la production de masse des batteries 4680.
Pour suivre le rythme de la production de masse en aval, les entreprises de matériaux et d'équipements à l'extrémité de la chaîne d'approvisionnement se préparent également à l'avance à la production de masse à grande échelle des batteries 4680.
Accumulateur 4680 vs 18650 et 21700, pourquoi l'accumulateur 4680 est-il plus puissant ?
Tout d'abord, l'utilisation à grande échelle de batteries cylindriques est aussi celle de Tesla. Les constructeurs automobiles européens tels que Daimler, Nissan, Renault, Volkswagen et Hyundai utilisent principalement des batteries souples. Les constructeurs automobiles chinois utilisent principalement des batteries carrées.
La nouvelle batterie 4680 lancée par Tesla lors de la Journée de la batterie l'année dernière, le chiffre 46 fait référence au diamètre de la batterie cylindrique de 46 mm, et 80 signifie que la hauteur de la batterie est de 80 mm.
Le 4680 est toujours essentiellement une cellule à enroulement cylindrique, et la structure globale est la même que celle du 21700 et du 18650. Il s'agit simplement d'une cellule en "papier rouleau". Le métal à l'extérieur de la cellule et la partie centrale du diaphragme interne sont des composants ternaires/LFP/graphite couramment utilisés pour stocker l'énergie électrique. En termes de volume, si les piles 2170 et 18650 sont similaires aux 7e et 5e piles que nous utilisons couramment dans notre vie quotidienne, la 4680 est une "grosse pile" qui est encore plus grande que la 1ère pile !
Nous avons mentionné dans Batterie 4680 vs 18650, 2Batterie 1700 vs 18650 Par rapport aux batteries cylindriques au lithium 18650 et 21700 utilisées auparavant par Tesla, les avantages de la batterie 4680 se reflètent dans la capacité de la batterie, le coût de production et l'efficacité.
L'augmentation de la capacité des cellules 4680 s'explique par l'augmentation de leur taille. Il ne s'agit pas d'un cas particulier du 4680 lui-même. L'ancien accumulateur 21700 a une capacité supérieure de 50% à celle de l'accumulateur 18650.
La capacité de la cellule 4680 est 5 fois supérieure à celle de la 21700 (et non 5 fois supérieure à la densité énergétique). L'augmentation de la capacité de la cellule 4680 entraînera également une augmentation de l'autonomie en croisière (jusqu'à 16%) et une augmentation de 4 fois les performances maximales.
L'amélioration de l'efficacité de la production et la réduction du coût (moins 14%) se reflètent dans les grandes cellules, qui sont également utilisées dans les véhicules électriques de 75KWh. L'ancienne version de la batterie 18650 nécessite environ 7100 cellules, et la batterie 21700 plus de 4400 cellules. La nouvelle batterie 4680 adopte une conception sans module.
Seulement 950 cellules sont nécessaires, et le nombre réduit de cellules signifie que le taux d'utilisation de l'espace pendant le PACK est amélioré, que la difficulté de la gestion thermique de la batterie et le coût de fabrication sont considérablement réduits, et que le temps nécessaire à la production et à l'assemblage est réduit, de sorte que l'efficacité du regroupement est grandement améliorée.
Quelles sont les entreprises qui déploient actuellement des batteries 4680 ?
Tesla
Parmi les entreprises de batteries de l'industrie qui prônent la 4680, Tesla est l'une des meilleures. La batterie tesla 4680 idéale, en plus des oreilles sans électrode, des électrodes sèches, des anodes en silicium, des nouveaux matériaux de cathode sans nickel ni cobalt et des solutions d'intégration CTP/CTC.
La solution d'oreille sans électrode de Tesla laisse directement une partie du matériau sur la feuille de cuivre et la feuille d'aluminium pour l'oreille de l'électrode, qui est enroulée en cercle et soudée directement à la plaque de recouvrement, comme le montre la figure suivante :
La dernière est la technologie des électrodes sèches, qui est également une technologie très peu connue à l'heure actuelle. Elle permet d'économiser le solvant et de transformer directement la poudre en un film que l'on presse sur des feuilles de cuivre et d'aluminium pour préparer des feuilles d'électrodes positives et négatives. Le processus a changé et l'équipement correspondant peut être différent.
En termes de capacité de production, Tesla prévoit une capacité de production globale de 100 GWh pour la batterie tesla 4680. Le délai de livraison initial était fixé à 2022, mais la livraison à grande échelle a été reportée à 2023.
Il y a quelques jours, le PDG de Tesla, Elon Musk, a confirmé la nouvelle selon laquelle la batterie tesla 4680 a été déployée sur un prototype. Il a précisé que dans l'usine texane de Tesla, les batteries tesla 4680 sont déjà utilisées pour produire la Model Y, mais qu'elles doivent encore être certifiées avant de pouvoir être livrées sur le marché.
Selon des informations antérieures, l'usine de soutien de Tesla au Texas produira également ce nouveau type de batterie et, lorsque la technologie de production aura atteint sa maturité, elle augmentera encore le nombre d'usines produisant des batteries. D'autres fournisseurs, dont Panasonic, fourniront également à Tesla des cellules 4680.
Par conséquent, lors de la conférence sur les résultats, le vice-président de Tesla chargé de l'ingénierie, Drew Baglino, a déclaré que l'offre de batteries 4680 ne serait pas limitée cette année et qu'il prévoyait de livrer la première Model Y équipée de tesla 4680 d'ici la fin du trimestre.
En d'autres termes, les premiers modèles de Tesla équipés de batteries tesla 4680 seront produits en série au cours du premier trimestre.
En novembre 2021, le taux de rendement des cellules 4680 de Panasonic et LG New Energy était d'environ 80-90%, et le rendement de deux autres entreprises atteignait également environ 80%.
Selon le plan d'amélioration, le taux de rendement des principales entreprises qui ont investi massivement dans le développement des batteries 4680 au stade initial devrait passer à plus de 90% avant le mois de juin de cette année.
Le rendement global de 90% accélérera sans aucun doute le processus de production de masse de la batterie tesla 4680.
Panasonic
Les dernières nouvelles de Panasonic montrent que la production d'essai des 4680 batteries qui seront fournies à Tesla devrait commencer au Japon en mars 2022, mais la production de masse devra attendre que Tesla passe commande, ce qui est prévu pour la fin de l'année 2022.
Panasonic a également déclaré qu'étant donné que Tesla a une forte demande pour cette batterie, elle donnera la priorité à la satisfaction des exigences de Tesla après la production de masse. L'activité de Tesla représente environ 60 % du chiffre d'affaires de l'activité énergie de Panasonic, qui a gagné 1,69 milliard de tonnes au cours du dernier trimestre de l'année dernière, selon les données financières de Panasonic. Tesla a contribué au chiffre d'affaires à hauteur de 1,4 milliard de tonnes.
Panasonic prévoit d'investir 80 milliards de yens (environ 700 millions de dollars américains) dans la construction d'une usine de fabrication de batteries 4680 dans la préfecture de Kayama, au Japon. La production à petite échelle débutera cette année et, après confirmation de la sécurité technique et de l'efficacité, la production de masse commencera en 2023. Une fois que la batterie 4680 pourra être livrée, Panasonic fournira d'abord Tesla, et c'est aussi la première fois que Panasonic produit en masse la batterie 4680.
L'objectif de capacité de production n'a pas encore été confirmé, mais la capacité de production annuelle devrait être d'environ 10 GWh, ce qui équivaut à la demande de 150 000 batteries de voiture.
Actuellement, la capacité de production mensuelle totale des batteries cylindriques de Panasonic est de 50 GWh/an (dont 2170 batteries provenant de l'usine du Nevada et 1865 batteries provenant du Japon).
Les 10 GWh susmentionnés pourraient n'être qu'un plan de capacité de production initiale, et l'entreprise prévoit de construire des usines dans d'autres pays, tels que les États-Unis, afin d'étendre l'échelle de la production de masse.
LG
Selon certaines informations, Samsung SDI et LG Energy Solutions ont achevé le développement d'échantillons de cellules de batterie "4680". La "4680" est la cellule de batterie que Tesla a lancée pour la première fois l'année dernière, et les deux sociétés de batteries sud-coréennes tentent apparemment de remporter les commandes de Tesla.
LG Energy a également fait allusion au développement de cellules 4680 lors d'une conférence téléphonique l'année dernière. LG Energy a ensuite annoncé son intention d'investir plus de 5 000 milliards de won dans la construction d'au moins deux nouvelles usines de batteries aux États-Unis d'ici à 2025, afin de produire des batteries à poche et des batteries "cylindriques", ainsi que des batteries pour les systèmes de stockage d'énergie.
LG Energy fournit actuellement 2170 cellules pour les véhicules Tesla Model 3 et Model Y fabriqués en Chine. Le délai d'approvisionnement prévu par LG est 2023, et la société envisage de fournir Tesla à partir d'usines situées aux États-Unis et en Europe.
EVE
En ce qui concerne la batterie 4680, EVE suit principalement la voie des batteries 4680 et 4695, dont la 4680 est une batterie standardisée, et la 4695 devrait être un produit personnalisé pour les constructeurs automobiles.
Le développement conjoint d'EVE et de StoreDot prévoit de produire en masse des batteries 4680 en 2024. La capacité de production de 20 GWh de batteries 4680 commencera à être construite en 2022 et sera expédiée par petits lots. Elle ne sera pas entièrement achevée avant la seconde moitié de 2023.
Sur la base de la batterie 4680, EVE a optimisé le pôle, l'enveloppe, le noyau d'enroulement et la plaque de recouvrement. Afin d'appliquer le CTP et le CTC, les pôles positif et négatif se trouvent du même côté, et la connexion électrique et le canal de décompression sont séparés.
La coque à haute résistance est utilisée pour assurer la solidité et réduire l'expansion de la cellule. La structure de l'oreille omnipolaire réduit l'impédance de 10 fois par rapport à la batterie cylindrique traditionnelle et améliore la conductivité thermique.
La plaque de recouvrement est dotée d'une conception VENT à haute efficacité pour permettre un accès rapide à la décharge de pression. Du point de vue de ces conceptions optimisées, Yiwei Lithium Energy est essentiellement différente de la batterie cylindrique 4680 que Tesla veut construire.
BAK
BAK Battery est le fournisseur numéro un dans le domaine des batteries cylindriques en Chine, avec trois lignes parallèles : petite cylindrique, grande cylindrique et carrée. En ce qui concerne la planification de la capacité de production de la batterie 4680, la construction du parc industriel à côté de l'usine de BAK Battery à Zhengzhou est pratiquement achevée, et cette ligne de production entrera officiellement en service au cours du second semestre de l'année prochaine.
BAK devrait parvenir à une production de masse de 4680 batteries au cours des deux prochaines années. Le premier lot de lignes de production de masse sera situé dans l'usine n° 2 de Zhengzhou, avec une capacité de production globale de 15 Gwh. Si la coopération avec l'usine automobile atteint le stade de la plate-forme désignée, la capacité de production d'une seule plate-forme est estimée à plus de 10 Gwh.
Lors de la China International Battery Technology Exhibition qui s'est tenue en mars 2021, BAK a déclaré qu'elle coopérait avec des clients pour développer des batteries 4680 avec des onglets complets. À l'heure actuelle, les batteries 4680 de BAK sont principalement personnalisées et développées en collaboration avec les équipementiers.
Lin Jian, scientifique en chef de BAK Battery, a révélé que la série 46X0 de batteries cylindriques de grande taille de BAK Battery couvre les dimensions de 80 mm à 120 mm, et que 4680 batteries devraient être produites en masse en 2022.
Selon BAK, la batterie 4680 n'est pas limitée à 4680, et la hauteur peut être de 90 ou 100 mm, mais elle est plus encline à la taille de 4680, car si la plupart des entreprises de l'industrie fabriquent des batteries 4680, il est préférable de normaliser, mais aussi de favoriser la promotion.
De même, BAK a également déployé la technologie "all-tab" sur la batterie 4680. La batterie cylindrique de grande taille "all-tab" pour les modèles haut de gamme deviendra le produit principal dans le domaine des applications électriques automobiles de BAK.
CATL
CATL a actuellement produit en série deux grandes batteries cylindriques de 34 (diamètre) * 200 (hauteur) mm.
En fonction de cette taille, deux batteries lithium-phosphate de fer différentes ont été fabriquées et utilisées dans les modèles de glace MINI et QQ de Hongguang.
Il semblerait que CATL développe également un projet de batterie 4680, le nom du projet étant "Golden Hoop Bar". L'entreprise a prévu 8 lignes sur la batterie 4680, avec un total de 12GWh. À l'heure actuelle, la batterie 4680 de CATL dans le domaine des deux-roues a été mise hors ligne pour application.
CATL a signé un contrat avec le gouvernement municipal de Shanghai pour construire une usine de super batteries à Lingang, qui produira les batteries 4680 de Tesla, ce qui signifie que CATL deviendra bientôt le plus grand fournisseur de batteries électriques de Tesla dans le monde.
GOTION High Tech
GOTION a déjà appliqué plusieurs grandes batteries cylindriques différentes des 2170 et 18650, d'une taille de 32*135 et d'une puissance de 38Wh à 50Wh.
Guoxuan a divulgué certaines informations sur la batterie cylindrique 4680 en août 2021, et l'a affinée jusqu'à l'étape de la conception structurelle, mais on ne sait pas quelles technologies seront appliquées et s'il existe une capacité de production correspondante.
SVOLT
SVOLT a présenté une batterie 4680 de 23Ah au salon de l'automobile de Shanghai 2021, avec une électrode positive NCM. La densité énergétique prévue est de 235Wh/kg, et la durée de vie du cycle est supérieure à 1200 fois pour les véhicules purement électriques.
BMW Brilliance participera à la recherche et au développement de sa batterie 4680.
Samsung SDI
Selon les dernières informations, Samsung SDI a commencé la production expérimentale de batteries 4680 de nouvelle génération dans son usine de Cheonan, dans la province de Chungcheong du Sud, et en est au stade final de la mise au point des normes du nouveau produit. Le produit est similaire à une batterie 4680, mais les spécifications exactes n'ont pas encore été déterminées.
Pour cette batterie 4680, Samsung SDI prévoit d'ajouter des usines en Malaisie, en Hongrie et aux États-Unis. Outre les commandes de Tesla, Samsung SDI et Hyundai développent également des batteries cylindriques de nouvelle génération, plus grandes que la 2170 mais plus petites que la 4680, principalement pour les véhicules hybrides.
Vision CESA
Vision AESC dispose également d'une batterie 4680, qui est actuellement en phase de vérification expérimentale.
LISHEN
LISHEN a également présenté des échantillons correspondants au salon de l'automobile de Shanghai 2021, et on ne sait pas encore à quel stade il en est.
Outre les entreprises susmentionnées, les avantages de la batterie 4680 en termes de capacité individuelle, de puissance de sortie, de coût, etc. attirent davantage d'entreprises de batteries, ce qui favorise la transformation et l'amélioration de la technologie de la batterie 4680 et encourage davantage le processus de production de masse de la batterie 4680.
La batterie 4680 a un impact sur le modèle de l'industrie
Du point de vue de la durée de la production de masse, la véritable production de masse des batteries 4680 pourrait encore avoir lieu en 2023. Toutefois, on peut constater que, d'une part, les entreprises japonaises et coréennes se battent pour obtenir le droit de fournir Tesla, et que Panasonic devrait obtenir une part de l'offre.
D'autre part, la R&D et la production de diverses entreprises chinoises de premier plan dans le domaine des batteries aideront les batteries cylindriques à revenir sur la voie des véhicules électriques et à augmenter la part de marché des batteries cylindriques. Aujourd'hui, de nombreuses entreprises chinoises de batteries au lithium affichent de bonnes performances. Vous pouvez consulter notre 10 premiers fabricants de batteries lithium-ion en Chine article permettant aux lecteurs d'en savoir plus sur les entreprises chinoises spécialisées dans les batteries au lithium
Du point de vue de la chaîne industrielle de soutien, les principales technologies innovantes de la batterie 4680 sont : le mode d'oreille sans électrodes, la technologie des électrodes sèches et l'application d'électrodes négatives à base de silicium. Avec l'accélération de la production de masse, les piles 4680 stimuleront l'amélioration itérative des équipements et des matériaux dans la chaîne industrielle.
En ce qui concerne les matériaux cathodiques, selon les plans annoncés par diverses usines de batteries, les batteries 4680 sont actuellement dominées par les batteries à forte teneur en nickel. En 2021, la batterie lithium-fer-phosphate est en feu, et le marché s'inquiète du remplacement total du NCM par le LFP, tandis que le 4680 encourage davantage le développement du nickel élevé et du nickel ultra-élevé.
Cependant, avec la maturité de la technologie de la batterie 4680, la version fer-lithium de la batterie 4680 sera probablement lancée, et elle sera utilisée dans les modèles à bas prix, les véhicules légers, le stockage de l'énergie et d'autres domaines, en mettant l'accent sur les performances de cycle élevé.
Par exemple, CATL / EVE a annoncé la mise au point d'une grande batterie cylindrique au lithium-fer-phosphate pour les véhicules à deux roues et promeut actuellement sa capacité de production.
En ce qui concerne le matériau de l'électrode négative, lorsque la batterie 4680 sera officiellement commercialisée, la perméabilité de l'électrode négative à base de silicium continuera d'augmenter. À l'heure actuelle, les fabricants chinois d'anodes ont augmenté leurs investissements dans les anodes en carbone silicium, et Biteray, Shanshan, Guoxuan Hi-Tech et Zhengtuo Energy sont en mesure de réaliser une production de masse.
Parmi eux, l'anode de carbone silicium Beitri fournit les batteries d'énergie de Panasonic et entre dans la chaîne industrielle de Tesla. Certaines entreprises de batteries telles que CATL, BYD, Guoxuan Hi-Tech, BAK et Lishen se déploient activement dans le domaine du carbone silicium.
En outre, en ce qui concerne les matériaux de haute performance, les batteries 4680 favoriseront également la croissance de la demande de nanotubes de carbone et de LiFSI, et les entreprises leaders telles que Tianna Technology et Tianci Materials devraient continuer à en bénéficier.
En ce qui concerne les équipements, les progrès et les changements dans le processus de fabrication de la coque de la batterie 4680 et le soudage des languettes entraîneront également une augmentation de la demande d'équipements connexes.
Yinghe Technology a déclaré que la société était devenue la première entreprise en Chine à fournir un équipement de bobinage à haut rendement pour les grands cylindres, et qu'elle avait commencé à fournir aux clients, par lots, un équipement clé qui répond à la production de 4680 batteries à grand cylindre.
Huaguan Technology a déclaré que l'entreprise avait développé avec succès un équipement de bobinage pour les batteries 4680.
Le 7 février, Ningbo Jingda a déclaré sur la plateforme interactive des investisseurs que la première ligne de production chinoise d'emboutissage de coques 4680 de l'entreprise avait été livrée.
Lian Ying Laser a déclaré que l'entreprise disposait de réserves de technologie pour le processus de soudage du 4680. Le rapport semestriel 2021 de Hangke Technology a révélé que le modèle 4680 et d'autres modèles cylindriques de grande taille ont achevé la production de prototypes.
