2023年以來,大圓柱電池的產業發展呈現出提速、提質兩大特征。
其一,大圓柱電池大規模量產新節點到來。
2023年6月,特斯拉第1000萬塊4680電池下線;10月,特斯拉宣布其4680電池產量突破2000萬塊。這意味著,特斯拉在過去四個月的生產速度已達到了250萬塊/月,4680電池的大規模量產已進入新的階段。
其二,電池企業重金、加速布局大圓柱電池的同時,上游設備企業的協同作用也不斷發揮,助力提高良率。
據不完全統計,特斯拉、松下、LG新能源、三星SDI、寧德時代、億緯鋰能、比克電池、AESC等8家動力電池企業,截至2025年的大圓柱電池產能規劃已超過600GWh。
巨大市場空間驅動下,大圓柱電池的產業化進程不斷提速。
為幫助產業鏈企業更好了解大圓柱市場發展趨勢,把握市場機會,高工產業研究院(GGII)研究成果《2023年中國大圓柱鋰電池行業發展藍皮書》將于11月21-23日在2023高工鋰電年會【大圓柱技術沙龍】上首發。
屆時,億緯鋰能、國軒高科、比克電池作為聯合主編,逸飛激光作為聯合編寫,深圳中基、海目星激光、互贏科技、烽禾升集團等作為參與編寫企業,共同見證藍皮書的發布。
當前,國內電池企業、裝備企業在大圓柱電池的布局上已取得顯著進展。
其中,億緯鋰能在產品技術、產能建設和市場擴展方面都已經建立起了一定的優勢。
技術方面,億緯鋰能大圓柱電池已進入C樣階段,已公布的良率達到92%。截止今年6月份,電芯下線數量達到100萬支,9月實現翻倍達到200萬支,大圓柱生產效率顯著提高。
生產效率提高的同時,相關產能的規劃、建設和落地也在加速。自2022年底建成第一條大圓柱產線以來,億緯鋰能已在今年Q3實現了批量交付,目前產品裝車。
公司預計,年底將新增2條大圓柱產線,合計20GWh產能,2024年下半年出貨規模會明顯增加,25年開始大規模生產記否。此外,億緯鋰能還規劃了沈陽、成都、匈牙利等地超50GWh產能的建設安排,以階段性滿足國內外客戶需求。
基于上述進展,億緯鋰能大圓柱電池已累計取得了海內外客戶未來5年合計472.31GWh的意向性訂單。
此外,國軒高科也于去年年底展出其46系列三元圓柱電芯,能量密度均達到310Wh/kg。今年3月,國軒高科年產10GWh的4695新能源電池項目落地安徽合肥,大圓柱電池量產在即。
比克電池則在今年年初投資130億元建設常州生產基地,該基地包括大圓柱電池產線及國際化研發中心,建成后總產能為30GWh。根據規劃,比克未來將在海內外擴充80GWh的電池產能。
大圓柱電池體系的量產,也對生產工藝和設備、材料體系等都提出更高的要求。行業數據顯示,46系電芯與2170電芯超過95%的良品率仍有一定差距。而影響46系電池良品率的主要因素在于,全極耳成型、集流盤焊接、激光封口、干法徒步等新生產工序的技術尚未完全成熟。
因此,隨著鋰電設備企業對產品和工藝進行升級,大圓柱電池的量產進入攻堅階段。
目前,逸飛激光、海目星激光、深圳中基、互贏科技、烽禾升等鋰電設備企業都針對大圓柱電池進行了特定的設備工藝改革。
例如,逸飛激光已完成150-360PPM高速裝配線研發,并實現同類產品客戶交付。公司圓柱全極耳電芯自動裝配線的良品率為99.8%,在行業中處于領先地位。
具體來看,核心工藝系統上,逸飛激光在全極耳成型方面針對揉平和切折,提供了兩套不同的系統;在集流盤焊接方面,可提供過脈沖激光焊和連續激光焊兩種設備路徑;電芯的封口設備也可選擇激光焊接封口或者機械封口。
海目星激光則推出了圓柱切卷一體機率先攻克工藝技術難點,產能效率達到15PPM(極片長度5.5m),張力波動≤±5%,激光切割速度1.5m/s(全極耳狹縫工藝)。
公司還突破性采用凹凸模設計的專利結構,對極耳進行預折及撫平拍平(經過多次角度逐級成型),并通過6維度DOE技術優化,進一步防止了極耳成型后產生翻折和倒插,保障了卷繞電芯的安全性。
深圳中基也開展了4680大圓柱電池的智能高速裝配線研發,其首條交付的120PPM 4680智能高速裝配線,搭載了多項自主研發的革新技術,使產線具有結構緊湊穩定,產品一致性好,效率、良品率和稼動率高,故障率和能耗低等特點,實現全過程自動檢測監控和智能化、數字化生產。該裝配線整線品質控制良率>99%,產能效率≥120PPM,稼動率≥96%。可廣泛適用于46系列(4680-46120)不同規格的大圓柱電池。
此外,還有互贏科技圓柱全極耳智能裝配線已成功交付,大圓柱注液機實現量產出貨。公司可以為客戶提供兼容10-60直徑系列型號的圓柱電池裝配段全智能高速生產線。同時,公司已具備50ppm-300ppm圓柱全極耳組裝線及包裝線的量產實力。
依托在高速星輪聯動線技術、圓柱凸輪連續裝配技術、高精度激光焊接技術的創新設計,結合先進的智能制造工業4.0控制技術,烽禾升目前已具備1PPM46系大圓柱中試裝配線、120PPM鋁殼大圓柱高速裝配線、240PPM鋼殼大圓柱高速裝配線生產能力。
高工產業研究院GGII預測,到2025年大圓柱電芯預計會占30%以上的份額(約480GWh)。另據機構測算,2025年4680相關設備市場規模將達到46.50億元。在鋰電上下游產業鏈協同效應的發揮之下,大圓柱產業化將進一步提速。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:高工年會 | 《2023年中國大圓柱鋰電池行業發展藍皮書》重磅發布
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