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4680电芯核心技术与国内外产业化现状!

正极资料采用811三元高镍系统,负极是人制石墨,后期负极能够会向硅负极转化;使命电压正在2.8伏到4.2伏,疾充时刻是20分钟充至80%,重量大意是355克(21700 70g),0.33C轮回寿命可能做到1500度轮回(80%容量连结率)。质料能量密度做到280瓦时每公斤,钢壳构造。

目前处于良率优化阶段。目前良率为70%众,和T公司存正在差异,T公司做到80%众的良率。咱们碰到的题目要紧是工艺的完婚和主动化配置的完婚。4680与21700比拟工艺有极少差别,比如涂布方面,因为是全极耳带有必定的弧形,于是对配置的严谨度哀求更高。再如点焊方面,全极耳激光点焊焊点扩大。咱们正正在和配置厂家做相对应工艺的优化,完工优化后,良率可能降低到90%以上,宗旨是2022年上半年。

降低良率后第二阶段咱们会把电池分娩出来,负极用硅正极用811做一批电池给下搭客户做测试,第三阶段通过测试后实行量产。

A:目前没有实行合营,但不消除后续实行代工分娩。T公司正在国内寻常必要两三家代工场,于是有很大能够后续实行合营

送过A样,宗旨来岁岁晚送B样,做了一百众个样品,后续倘若有合营的话,后续车企会供应SOR。宁德期间也能够给T公司送过样本。有能够咱们供电池,也有能够咱们做代工场。

A:前期和BMW有方形以及48V定点的合营,现正在BMW企图不才一代车型上利用4695的电池,然而BMW还未颁发整个是哪一类车型。目前咱们要紧促进良率的开展,后续BMW很大能够跟咱们做极少测验合营。

目前一经送过A样,来岁岁晚宗旨送B样,做了一百众个样品,后续倘若有合营的话,后续车企会供应SOR。2024年之后供产。

A:目前国内根基上没有客户来接触。要紧由于国内以方形为主,高端车企优先探讨4680。咱们还与以色列storedot公司有合营,这家公司可能做到10分钟疾充疾放(10~80%),T公司是15分钟,上风彰着。咱们宗旨先把良率降低,后续和以色列公司合伙筑厂,再和T公司BMW合营分娩。松下也只可做到15min。咱们本人做的是20min。

以色列公司供应资料系统,正极高镍负极硅氧等资料系统的优化,咱们后续能够采用他们的电池配方系统,譬喻涂布的厚度等参数。咱们优化好良率后再和他们的系统实行完婚。

A:咱们宗旨2022年上半年把良率做到90%以上,2023岁晚摆布把4680做的对照成熟、批量分娩。比来松下发表通告2022年会极少量产产物出来,他们能够会疾极少。

要紧正在于两个方面:第一,涂布工艺方面,对配置精度哀求较高。外圈留白比内圈留白会越来越众,况且它是一个弧形构造,于是对涂布相仿性精度哀求更高。对分切哀求也更高,倘若边不齐,变成极耳贴合涌现裂缝,于是对工艺有更高哀求。

第二激光点焊方面,4680的焊点数目比拟21700降低五倍以上,于是对焊点相仿性哀求更高、精度哀求更高,况且还众了一个集流盘。激光焊接后是很薄的一层,带有一点粘性的高分子,和下面的全极耳,焊3个点,把集流盘和极耳焊接正在一道,使它愈加牢固。

全极耳有良众种构造,现正在根基都是跟T公司计划,先模切后焊接的计划。这么长的时刻正在打磨计划计划,花了很长时刻。

通过策动,正在卷绕之前就把留白切成良众份,结果卷绕的功夫,切开的局部即是一条直线,然后再焊接玉成极耳。

A:卷绕后再对留白铜箔激光模切,对精度哀求很高。这是目前的利用计划。倘若表里两层卷绕之间的极耳不精细,激光能量对照大,会变成差别铜箔之间的间隙不雷同,另有能够切到资料,变成内阻不雷同。

4680和4695产线各一条,判袂利用策动和模切的工艺。后面大意率会采用模切工艺,要紧是分娩效果高,良率高。

A:523、622用当升的对照众,811系统与当升、深入锂科、容百都有接触。后期8系应当是和深入锂科实行合营。

要紧区别正在于做先驱体的工艺有些不雷同,,涉及到氨水的PH值、浓度、温度等。深入锂科正在倍率和容量上有较好的平均,咱们后续会抉择和他们合营。当升和容百能够倾向于容量型资料。当升倾向能量型。

隔阂方面,之前是双面陶瓷或者一壁陶瓷一壁PVDF,利用硅负极后能够有一壁用陶瓷,一壁正在陶瓷的根蒂上涂一层1μm的PVDF。如此做也是为了禁止硅负极的膨胀,PVDF可能保存离子的传输通道,同时降低极片上负极粉的牢固性,预防零落,扩大轮回;4680利用1100平米的隔阂。

A:有这种本事能够性,然则实行分娩的话仍是必要实行本事验证的,希奇是倍率性隔阂,对隔阂的粘结性和孔隙率等都有哀求,调换的话猜度要一年的时刻。

电解液方面,利用硅负极增加的电解液会比高镍更众,大意有6个点;能够正在电解液方面略有影响,然则总体来说能量密度降低了,因此全部来说本钱影响不大。

LiFSi用量:5系是0.5-1%,8系是1-2%,9系是2.5%。倘若利用硅碳的线%。倘若本钱消浸的话,性价比更高,增加量会进一步晋升。

A能量密度没有变革,崎岖温能改革,轮回本能也会高极少。6F最高温区55℃,LiFSI的温区更高,热牢固性会更好的。

箔材方面,正极没有太大变革。集流体由于全极耳必要留白的尺寸更大了,归纳起来没有大的变革。8μm铜箔和16μm铝箔。

A:正极用铝箔、负极用铜箔,这要紧是电位的题目,正负极用雷同的铝箔或铜箔,电化学有氧化用意。

正极:导电剂以碳管为主,根基没变革,但正极还未利用单壁碳管,单壁碳管正在三元产物中不对用,由于铁离子析出会刺穿隔阂。

要紧用众壁碳管和SP来实行配合;用量正在1%摆布,811系统对碳管纯度哀求高,倘若存正在铁金属杂质的话,正在利用流程中会有金属析出,变成个人短道,影响资料平和和电化学本能。

A:掺入5%的硅氧,单壁碳管的增加量很少,正在0.05%摆布,万分之五。SP列入量为0.5%,千分之五,因此本钱正在采纳规模内。咱们测试浮现单壁碳管正在硅负极有很大上风;国内根基上都做不出来单壁碳管,惟有俄罗斯的一家公司供应单壁碳管。

粘结剂方面,石墨系统利用分CMC和SBR,换成硅极后能够利用鼎新的SBR。即CMC加的少极少,正在SBR上加极少羧基的官能团,如此和硅可能造成极少化学键,也许牢固充放电流程中的体积变革。其它一种计划是利用PA,聚丙烯酸,然而PA还不可熟;

A:咱们后续应当是会采用硅氧基,硅碳的体积膨胀比硅氧大良众,担心全。咱们和天目先导实行合营。

倘若采用单壁碳管,相应的用量能够会节减。众壁碳管寻常是0.5个点,0.5的SP和0.05的单壁碳管与硅负极完婚使咱们的最优的配方。

箔材方面,比拟201700会用的少极少。由于隔阂双方都有留白。大致有10%—15%的箔材撙节,隔阂节俭15%。

正极方面,咱们采用811系统,91系统良众方面还不可熟。负极采用硅氧,硅氧比硅碳膨胀小一点,容量抉择400、420以下的容量,石墨大意369摆布,这种硅氧增加量正在5%。95%的石墨、5%的硅氧来做成负极。

A:咱们也测试了贝特瑞,璞泰来,天目先导,测下来天目标氧化亚硅更优上风。天目先导是陈立泉院士的学生的学生。他们也是日本买的氧化亚硅,然后本人包碳。

A:也是的,征求宁德也是的,业内广泛共鸣,硅氧正在低能量密度上好用,他们用的是信越化学的。日韩用的也是国产硅氧。

A:起初电池是扁的,各个偏向的曲率,极片卷绕的曲率不雷同,况且良众方形利用铝壳,因此如此的构造用硅基一朝发作膨胀电池某些地方就会凸得很高,如此对所有电池包体例的平和性很难局限。

况且比拟于Si资料,SiO资料具有愈加优异的倍率本能,是由于Li+正在SiO资料中具有更大的扩散系数

A:要紧用先导智能的配置。点焊方面,联赢激光、巨室激光,咱们和他们也有极少接触,不消除采用极少日本的配置。目前都是半主动的,没有全主动的。

模切为5份,集流盘3个焊点,因此单极耳就有8个,21700没有转接盘仅1-2个焊接点。方形仅2个焊接点。

A:根基和21700雷同的工艺,根基都是并联的,没有改成串联的。比亚迪一经改了,可能节减检测配置。

A:21700寻常有4个模组,两个大模组,两个小模组,模组构造件和线众个电池一道陈设,没有模组,构造件重量惟有12公斤。

21700电池重量大意是312公斤,利用4400众个电池,每个大意70克。4680有336公斤,由于它是960个电池,每个大意350克。21700的有两个上下壳体,大意115公斤,4680大意惟有90公斤,由于它正在壳体上有极少优化。电池包的重量,21700是474公斤,4680大意惟有438公斤摆布。

21700pack是170wh/kg,4680是215wh/kg,倘若上T公司的91高镍硅碳+干电极本事,能量密度可能抵达270wh/kg(T公司的理念化形态,宣扬的)。

A:21700滚装阵势存正在凹槽,咱们现正在利用压铸,上面的极耳和盖帽局部是持平的,没有21700的滚槽。壳体相对21700来说没有留超群余的地方。密封方法也不雷同,21700没有盖板,惟有壳体,4680加上了盖板。

为了上硅碳,铝壳耐受不了膨胀,相信用钢壳。倘若两轮的LFP版本,能够会用铝壳。目前采用科达利的钢壳。

A:21700单体重量大致为70克,18650单体大意为45克,4680单体重量大意为350克摆布。容量方面,18650可能做到3安时,21700能够做到4.8安时摆布,4680咱们现正在可能做到26安时,后续会靠近30安时。能量密度方面,18650单体的能量密度为230瓦时每公斤摆布,21700为250瓦时每公斤摆布,4680为280瓦时每公斤摆布。

做成电池包时,21700的面积为2.7平方米,4680的面积为2.57平方米,由于4680没有模组会比21700面积更小极少。电池见谅量,21700可能做到82个千瓦时,4680为95千瓦时。因为21700是474公斤,4680为438公斤,体例能量密度21700为170瓦时每千克摆布,4680为217瓦时每公斤摆布,相较于21700降低25%,后续正负极资料鼎新,4680的体例能量密度能做到270瓦时每公斤。

A:良率晋升后本钱会例如形低极少,然则归纳其他部件来当作本相差不大。良率倘若抵达21700程度,本钱稍微更低极少,要紧正在于用到的留白、构造件更小极少,然则钢壳的质料更重极少。

良众资料的本钱都没确定,然则遵循与21700的对照的话,隔阂利用量的都邑有相应节减5%,铜箔铝箔根基雷同,钢壳本钱未确定。这么算的线有上风,卷绕和注液效果都邑更高。激光焊接配置更众,归纳算下来的线本钱更低极少。

A:人制石墨和三元完婚的4680做到97-98%的良率单瓦时本钱为6.5毛,95%良率的方形是6毛,贵正在铜铝箔资料上的扩大。60-70%良率的4680单瓦时本钱是8、9毛一瓦时。

4680和方形比拟,铜铝箔用量是扩大的,隔阂是差不众的。4680和21700比拟,铜铝箔用量是根基雷同的,隔阂用量消浸5-10%。和21700比,4680本钱上有上风,和方形比,4680本钱上没有上风。

A:分两期做投产。2022年下半年少量试产量产两三个GWh,后续成熟时再做到20GWh,大致是2023年2024年。

A:40个GWh摆布(动力20Gwh)。软包和戴姆勒合营,大意12个GWh,方形和BMW合营,大意12个GWh。储能出货10个GWh.两轮车2Gwh

A:10几个GWh。BMW和戴姆勒5个GWh,储能3、4个GWh,其他加起来10个众一点。两轮大意1Gwh

和方壳比较,正在雷同体积的情形下,4680没有能量密度上的上风,然则4680的钢壳对硅碳的膨胀有更强的承袭本领,于是后续可能搭配硅负极和高镍来完婚,如此其能量密度会高于方壳。后续工艺成熟后,4680的良率会高于方壳和软包。

方壳和软包利用硅碳行动负极,这对目前的本事来说是达不到的,4680的钢壳构造可能利用硅负极。

正在同样巨细的要求下,4680比拟软包和方形能量密度能够还要低极少。但4680最大的上风正在于利用钢壳,它耐受硅极膨胀的本领更强,保持牢固性的本领更强,于是务必做到和硅负极的完婚。

A:良率降低后、配置主动化国产化后壁垒不是很高,正在高镍配硅碳的系统里有必定本事难度,资料系统壁垒更高。

A:本钱没上风,能量密度没上风,兼容性更好一点,正在两轮上利用磷酸铁锂的4680,量占比对照小。

A:什么电池都做,倘若4680良品率晋升上来、本钱消浸的话,能够对高端的方形抢一局部市集。但正在他日很长一段时刻,仍是以方形为主

T公司是把座椅和电池焊接正在一道,素质也是减小占用的空间。T公司是后续能够有如此的计划,BMW和国内且则没有传说。

湿法::PVDF正在NMP中打散成浆料,PVDF重量占比1%,再加碳管,结果再加主材,主材寻常是50%的固含量,低转速-高转速-剪切。

戴姆勒项目:亚历山大的博士,之前做三元软包,英语很好,让他和BMW做疏导,口才也很好,结果拿到了戴姆勒的项目。622系统的,单体能量密度230wh/kg,倘若是8系的线wh/kg以上。

BMW:国内选二供,咱们只占了10%的份额,和戴姆勒项目标合营,晋升了咱们的本事,客户也对照承认。

A:一、正在于能量密度。做成硅基负极跟高镍完婚例如形的能量密度要高,由于用的是钢壳圆形构造,对硅基的膨胀承袭本领强于方形。二、正在于良率。工艺成熟后,良率会例如形高(97%VS95%)。三、全极耳计划充放电电流时刻能够正在20分钟以内,方形能够正在25分钟-30分钟,因此正在倍率、疾捷充放电方面有上风。

复合铝箔没测,复合铜箔咱们测试过。工艺流程是先溅射,再水电镀,对平均性哀求很高。协同铜箔(惠州)送的样品,前期有打皱、掉粉、面密度不服均等题目,二次送样后都处理了,目前一经做成电池正在做电化学测试(高温存储之类的,数据还没出来)。觉得还不是很成熟,相仿性还不是很高,本钱上也没有上风。

A:PET铜箔,PET铝箔成熟领域化后可能消浸本钱,对单体电芯的能量密度晋升有很大助助,箔材质料占电芯质料的比例会大大消浸,如此可能降低单体电芯的能量密度,同时可能降低电芯平和性,即对电芯针刺测验可能较好的应对,由于中央是绝缘的。PET正在中央四个微米,双方镀一个微米的铜箔。正在PET双方涂一层纳米级的金属,再正在这上面用水做介质电镀一层铜。

A:联赢激光和巨室,惟有1μm的金属资料,对激光的能量冷静均性都邑更高。对箔材哀求也更平均极少。

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作者: sheep

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