21700電池的發展
回望21700的發展之路,可以用“迅速”一詞來概括。在今年1月4日的投資者見面會上,特斯拉宣布與松下聯合研發的新型21700電池開始量產,特斯拉稱這款電池將在 Gigafactory超級電池工廠生產,并強調這是目前可量產電池中能量密度最高且成本最低的電池。特斯拉CEO馬斯克表示,21700型電池的電量密度是目前世界上最高的,售價也將更平易近人。
2017年的北美國際汽車展上,三星SDI也針鋒相對的展示了旗下號稱“具有相同規格”的新型電池21700。三星SDI稱,新電池的能量密度是當時在產電池的兩倍,并且新電池組成的電池組在20分鐘內可以充進續航里程達370英里(600公里)的電池容量。
至目前,三星SDI方面還沒有量產21700的消息傳出。而國內的億緯鋰能的21700生產線已正式竣工投產。
其實,在國內市場上,億緯鋰能只是先走了一步,據了解,當前已經布局21700的企業,還有比克、猛獅新能源、福斯特、天鵬等。
2017年3月3日,比克電池研發副總裁林建在“2017(第五屆)中國鋰電產業峰會”上表示,比克18650電池量產后能量達到3.5Ah,下一步將開發21700電池,通過結合高鎳與硅碳,實現21700電池量產能量達6.0Ah。
遠東福斯特更為實在,其在4月10日進行21700鋰電池中段生產設備采購招標。具體招標內容為:高效、安全、高精、節能、全自動21700鋰電池(兼顧18650)中段生產設備,產能200PPM二條線。
猛獅新能源則表示,福建基地二期工程將在今年投產,三期將上21700生產線。
據悉,天鵬二號生產基地已裝備的設備生產21700型商品,商品能量密度可達200-240Wh/Kg。
21700電池的優勢
電池能量密度提升20%以上
21700電池的能量密度要優于18650電池。從特斯拉披露的信息看,在現有條件下,其生產的21700電池系統的能量密度在300Wh/kg左右,比其原來18650電池系統的250Wh/kg約提高20%。從松下的動力鋰電池單體的測試數據來看,其21700電池的體積能量密度遠高于18650型電池單體。單體電芯能量密度的提升要遠高于成組后提升的20%幅度。
電池系統成本下降9%左右
鋰電大數據根據Tesla披露的電池價格信息,預計21700的動力鋰電池系統售價為170美元/Wh,相比18650的售價185美元/Wh,價格下降幅度可達8.1%左右。18650的系統的成本約為171美元/Wh,改用21700后,系統成本約能實現9%左右的降幅,達到155美元/Wh。
單體容量提升后,PACK所需配件數同比例減少帶動PACK成本下降。從18650型號切換至21700型號后,電池單體電池容量可以達到3~4.8Ah,大幅提升35%,同等能量下所需電池的數量可減少約1/3,Tesla Models電動汽車使用7104節18650電池串并聯成電池組,在新款Models 3上,采用21700后,電池節數必將大幅減少。在降低系統管理難度的同時將同比例的減少電池包采用的金屬結構件及導電連接件等配件數量,特斯拉的Pack成本占總系統成本約24%,預計電池包成本降幅較為可觀。
輕量化的貢獻
三星提到在其改用新型21700電池之后,系統相比目前的電池能減少了10%的組件和重量,從而進一步降低電池Pack的重量,整車的能量密度將得到部分提升。
21700電池的硬傷
下游市場是否接受改變?
電池企業生產何種型號的電池,要受多種因素影響。目前新能源汽車界所強調的“正向研發”,要求從功能入手設計結構,這也決定了必須從使用入手去反推電池型號和規格,因此,電池型號是否更換主要還是看下游市場。
上海德朗能動力電池有限公司總經理陳瑤認為,特斯拉的方式并不一定適合國內所有的電池企業,電池尺寸要不要更改主要看下游應用終端有沒有市場需求。目前國內18650還有很大的市場空間和應用范圍,因此國內圓柱電池尺寸大規模更改還需要很長的時間。
“18650的適配性很強,除了在電動汽車外,還可以在3C數碼、無人機、電動工具等其它領域消化。但對于21700 而言,尚沒有形成有效的產業鏈來消化這些電池,這無疑會增加成本。”
設備與工藝,是否做好了準備?
21700電池的生產設備、生產工藝等并非一朝一日就能準備好,如何布局還要看電池生產企業的競爭策略。
電池的成本降低是以產量和良品率為基礎的。起點研究(SPIR)的數據顯示,松下、三星SDI的18650電池良品率一般在98%以上,國內的良品率一般在95%以上,但這仍意味著會有較多的B品電池需要處理,這對于21700而言是個嚴峻的挑戰。
政策是否支持?
除了市場需求不明顯和電池企業制造工藝不足之外,國家在電池尺寸標準方面的相關政策也對國內電池尺寸的選擇存在重大影響。
“工信部制定的《電動汽車用動力蓄電池產品規格尺寸》征求意見稿中,推薦的圓柱電池型號只有18650和32650兩種,一旦強制統一則會對其它型號的電池不利。”江蘇索爾新能源科技股份有限公司董事長季偉源認為,21700等型號的圓柱電池在未來會形成趨勢,但如果國家制定的電池尺寸標準中沒有明確支持,這一類型號的發展前景將沒有看上去那么美好。
