毫无疑问,特斯拉(Tesla)的成功极大地促进了国内18650动力电池的蓬勃开展,不只电池厂继续发力扩产能,一起也带动了上游原材料厂、设备供货商,下流特征Pack出产厂的开展,发明了不少时机,应该是大功一件。
特斯拉超级电池工厂投产后要用20700替代18650类型,国内的许多18650厂、整车厂又一次的“烦躁”起来了。
毫无疑问,特斯拉(Tesla)的成功极大地促进了国内18650动力电池的蓬勃开展,不只电池厂继续发力扩产能,一起也带动了上游原材料厂、设备供货商,下流特征Pack出产厂的开展,发明了不少时机,应该是大功一件。
Tesla在公共场所谈到超级电池工厂(Gigafactory)投产后要出产20700类型来替代现有18650,这让国内的许多18650厂,整车厂又一次的“烦躁”起来了,设备厂也摩拳擦掌,谈各种解决方案,讲20700的各种优势,但事实是这样的吗,是不是有点“醉翁之意不在酒”?,假如欠好好评论,一味的跟从更改,未必能有好的收益。
首要,咱们了解一下相关的布景:
Tesla揭露阐明挑选20700的优势:“If the new meets the same life and safety requirements, once it is produced at the same yields and at high volume, it will offer about 3-4 % increase in energy density and a 7 % reducTIon in cost”,即在到达与18650相同的良率和产能后,能带来能量密度添加和本钱下降两个优势,这从下表中也能得到充沛体现。
在此前后,Samsung揭露开发21700,LG出产20650类型(见下表)。
国际上做18650的几大巨子都在并行着“后18650电池”的开发和出产,这对国内带来影响实属必定,但面临各成体系,各有差异的尺度,咱们好像很难说出谁是谁非,咱们要不要跟,跟谁?
其次,咱们需求开始算下经济账:
Hitech Energy 曾有个测算,假如选用新尺度电池后能量或体积都有很大的改善(下图)。
上面的核算但从电池的密布堆积来算,是存在很大收支的。在是否进行调整,不能单单的核算单体电池的体积和能量密度的多寡,国内企业需求考虑以下几个问题:
1. 单体能量的添加与体系能量添加的差异性
仍是以Hitech Energy的核算为例,10S4P的18650和10S3P的21700的能量根本相同,那咱们仅考虑单体的密布堆积进行核算,能够得出:30支21700的体积是40支18650体积的1.1倍,质量则为0.97倍。
(注:21700电池的质量62.8g为按能量密度进步4%后的预算值。)
这仅仅是简略的从单体的密布堆积视点考虑,在实践规划中还存在三个问题需求进一步核定:
1) 单体电池之间的安全冗余空间的调整
因为21700 /20700 /20650电池容量的添加在实践PACK规划中需求考虑单支电池安全失控后对周围电池的影响及问题的可控性,所以需求从头核算电池之间的“安全规划间隔”,这个间隔必定要大于18650的(b 》 a),这进一步添加了体积。
2) PACK零部件削减带来的全体质量的下降和本钱的下降
选用20700 /21700 /20650后,因为平等能量下,电池数量削减(以21700为例,削减1 /3),这会带来整个Pack内部金属连接件数量的削减,这会进一步下降电池Pack的质量。
一起按Tesla供给的pack的本钱占有全体系本钱的 ~ 24% (每年按出产10万个70 kWh体系的量核算),那么零部件的削减对全体本钱的下降仍是有一些奉献的。
3) “无用”空间的“有用”运用问题
在18650体系空间排布中,必定会呈现“无用”空间,但这些空间在选用20700 /21700 /20650后可能会得到有用运用。这仅是初判,真实情况取决于整车Pack的空间布局,这对Tesla这种企业是可知的,他们必定测算过N次,这也是他们所提及的。但对国内18650电池厂而言,面临众口难调的整车厂,这点是很不确认的,或许更改后“无用”空间会更多。
2. 本钱的下降是以量和高良率为条件的
Panasonic、Samsung、LG的18650电池良率一般在98%以上(一次直通率),而国内的一般控制在90%左右,电池的本钱下降是以量和良率的不断进步为根底的,下图为Tesla电池本钱的下降图。这里边存在的潜在危险是:“Battery cost will go up slightly in 2017 due to high depreciaTIon charges, but larger capacity per cell will neutralize the increase by 2018. However, if the factory is installed and uTIlizaTIon is below, say, 70%, there will be no cost advantage over evolutionary growth, even in 2020”。
别的,关于B品电池(低容,非安全问题电池)的处理也触及本钱的核算,简略为例按年产1亿支电池为例,良率按90%核算,除掉进程损耗,一年也有约500万支的B品。现在18650电池的适配性很强,能够在3C,笔记本范畴进行消化,根本能回收本钱,但关于20700 /21700 /20650而言,尚没有构成有用的产业链来消化这些电池,这无疑会添加本钱。
3. 更改尺度的前期制备投入
在现有出产线上更改,首要触及安装和化成设备更改。假如是半自动线,安装工序的模具调整需求的投入不大;假如是全自动线,调整带来的本钱添加仍是需求考虑的;化成、分容设备,尺度的调整应该出资不大。
最终,咱们考虑体系安全的鸿沟与单体容量的关联性
国内26650电池起步也比较早,电池的体积是18650的2倍。假如非要进步容量,咱们为何不开展26650,非要舍近求远?,仅有的问题是单体电池容量添加多少会对安全带来影响,会不会呈现安全与容量联系的“拐点”?,1.3倍就能够,2倍就不可?,这个问题暂时还欠好答复,需求进行科学的核算,从Pack视点去评价。
归纳考虑这个问题,在实践中需求镇定看待:
1.Tesla是破例,电池、体系、整车一体化,全产业链掩盖,能够做到规划的闭环,这与其它企业有根本性的差异,他们能够全面评价更改的利害,这是国内18650电池厂现在所不具备的。
2.面临20700 /21700 /20650以及国内的26650,咱们不能唯“20700”论,需求与战略整车客户充沛交流,一起算好经济本钱,B品(低容,非安全问题电池)怎么消化,是否有终端客户?。
3.假如是新建出产线,能够考虑产品尺度的兼容。
所以在评价尺度是否调整时需求全方位剖析,防止“南橘北枳”。