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特斯拉年将迎来圆柱电池大规模量产,有望对相关大圆柱电池企业、材料的技术路线和竞争格局产生深远影响并引领产业变革。
特斯拉围绕电池打出“大电芯+全极耳+高镍高硅+CTC”的“组合拳”,同时实现了续航长:能量密度提升20%;充电快:全极耳优化了电池的热电性能,可承受4C以上高倍率电流;成本低:大电池+高能量密度摊薄单Wh成本。
未来在46系大圆柱电池制造方面,上游不可或缺的超高镍正极材料、硅碳负极材料、新型锂盐LiFSI等领域具有技术领先、产品成熟度高、海外业务与产线布局等优势的企业有望率先迎来机遇。同时,电池有望在特斯拉和头部电池厂的推动下迎来爆发拐点。#特斯拉电池#动力电池:三种封装形式动力电池专指为电动汽车辆提供动力的蓄电池。
目前已经量产的动力电池按照封装工艺主要分为圆柱、方形和软包三种。
圆柱电池早期凭借其型号统一、标准化生产在动力市场站稳脚跟。
年,由于性价比不占优势,圆柱电池转战电动工具、电动两轮车领域。年,国产特斯拉model3等车型销量带动LG以及松下的圆柱电池在国内动力电池出货量提升,圆柱重返动力市场。年松下伴随特斯拉全球崛起,海外圆柱份额快速上升。
不同封装方式电芯性对比:
资料来源:孚能科技招股书,《硅碳复合负极材料的制备及全电池工艺研究》王淑婷相比方形电池和软包电池电芯间的紧密连接,的圆柱弧形表面,能够一定程度上限制电池之间的热传递。
并且,特斯拉通过电芯的横向排布,电芯间插入液冷散热片等方法,进一步优化温控效果,从而提升车辆的续航里程。
电池包安装图示:
资料来源:InsideEVs什么是圆柱电池?电池,即直径46mm,高80mm的电池。
命名方式前两位46代表直径46mm;后两位80代表高度80mm。
46:是指从21mm到46mm,系增加单体电池尺寸可摊薄非活性物质占比,降低固定成本和BMS管理难度,46mm之后热管理难度增加,降本收益为负,故46mm即为增大电芯尺寸后降本程度最大的最优点。
80:80mm的高度相较此前70mm有所增加,可在径向散热不恶化的情况下增大单体容量。一般因各家底盘设计而异,例如宝马采用。
电池示意图:
资料来源:特斯拉电池日和第二代电芯对比电池于年9月的特斯拉电池日首次公开发布。
相较于特斯拉此前采用的第二代电芯电池,电池的电芯容量是其5倍,能够提高相应车型16%的续航里程,输出功率6倍于电池,在电池组层面每千瓦时成本降低14%。
、、电池尺寸及能量密度对比:
资料来源:特斯拉电池日圆柱电池生产流程大圆柱生产流程主要包括卷芯制造、电芯组装,以及搭载了CTC压铸创新一体化生产。
其中,大尺寸电芯+全极耳+干电池涂布+钢质外壳是核心。
由于一些结构的变化(比如全极耳),与传统圆柱对比,涂布、极耳模切、焊接等环节采用了较为明显的差异化方案。
在加工工序方面,电池比电池增加了极耳模切、揉平、激光焊集流盘、开口化成、激光焊盖板的工序。
生产流程的变化对于产线设备、加工工艺提出了更高的要求。
和生产流程对比:
资料来源:特斯拉电池日、中信证券全极耳与集流盘或壳体连接中,对激光焊接技术要求较高:从点焊(传统两个极耳)到面焊(电池全极耳),焊接工序和焊接量都变多,激光强度和焦距不容易控制,易焊穿烧到电芯内部或者没有焊,目前电池良率较低(80%)。
激光模切、激光焊等工序用量增加、高精度要求提升相关设备价值量。激光模切设备主要厂商包括海目星等、激光焊设主要厂商有联赢激光等、冲压设备代表厂商包括宁波精达等。
电池产业链核心环节电池技术革新和大规模应用,对电池产业链影响较大。
产业链中重点
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