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解密21700
特斯拉的一马当先,国内巨头的争先恐后,这一切都让诞生不久的21700电池充满了神秘色彩。
根据特斯拉披露的信息,在现有条件下,特斯拉生产的21700电池单体比能量达到了300wh/kg,比原来的18650电池能量密度提升20%以上、单体容量提升35%、系统成本降低9%达到155美元/Wh、在同等能量下所需电池数量可减少约1/3,系统重量减轻了10%。
21700电池在能量密度、制造成本、系统优化和轻量化等方面均优于18650电池。特斯拉CEO马斯克也表示,21700型电池的电量密度是目前世界上最高的,售价也将更平易近人。
数据来源于公开资料整理
工信部发布的2017年新能源汽车前6批推广目录分析可知,新车型搭载电池的能量密度不同程度地提升。第一批目录中能量密度超过115Wh/Kg的车型仅占13.11%到第五批目录中的73%,应该说能量密度的提升已是大势所趋。主流电动车企业配套的动力电池也逐步向三元锂转型,续航里程基本上都能够达到300公里的水平。
进一步提高续航里程的关键就卡在了动力电池能量密度,而21700的出现则满足了这一目标。
力神电池副总工程师苏金然在此前的一次行业会议上就表示,力神量产的21700圆柱型锂离子动力电池对比传统的18650电池具有四大优势:单体能量密度更高,电池系统成本更低,整车电池包重量更轻,更易于自动化生产。
“电池单体电池容量的提升意味着同等能量下所需电芯的数量减少约1/3,如此以来降低了系统管理难度、简化金属结构件等配件数量,虽然单个电芯的重量和成本提升了,但是电池系统PACK的重量和成本却得到了降低。”有动力电池企业负责人告诉新材料在线®。
在政策层面,此前《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》国家标准在征求意见稿中,圆柱电池的规格尺寸仅有两款——18650和32650,其他类型一概取消。但正式稿取消了32650款型,同时又增加了21700、26650、26700、32700和32134。
“21700从电池原材料选用、制作工艺和技术流程等方面,都和技术较成熟的18650电池相似。”林文华告诉新材料在线®,从这一点上18650与21700的产线大部分可以兼容,原有18650产线小规模改造即可转产21700电池。
这也是21700电池被广泛看好的重要原因之一。
车企冷看21700
与动力电池企业前赴后继高调宣布进入21700电池领域所不同的是,新能源汽车厂商却显得有些出乎意料的“冷静”。
“特斯拉的21700电池毕竟才刚刚应用,具体的使用情况还有待观察,不能只看到其优势。”有不愿具名的车企人士表示,导入新型号电池对车企来说是很慎重的事情,必须要经过充分的验证。
资料显示,特斯拉Model3为了适配全新的21700电池,专门为Model3设计了全新的电池模块、全新的PACK架构和底盘结构。而这无疑会导致新能源汽车研发成本的上升。
国内动力电池企业技术上的不足也可能导致21700电池的未来不会那么一帆风顺。
“松下在动力电池领域的技术研发实力和积累不是国内企业一时之间可以追赶上的。”有业内人士认为,松下21700电池所能达到的指标,国内企业还存在着一定的差距。
“整体国产电池与松下尚有一定的质量差距,国内企业在追赶中。”林文华表示。
这些因素也让车企面对21700电池的热潮得以冷静对待。
南京金龙产品总监黄福良认为,尽管21700替代18650在技术上没有太大的难度,但是更换电池型号之后会导致电池模组、PACK、箱体和整车底盘等在结构设计方面做出相应的改变,这必然会增加整车企业的负担。
“下游市场对21700电池的接受度才刚刚起步,还需要一段时间逐步过渡。首先,改变PACK企业的习惯就需要一段适应期,他们需要针对新产品设计新的工艺。”宋志新也坦言下游市场逐渐上量将集中在2018年中或年底。
同时有研究者表示,圆柱电池的物理尺寸增加不止提升能量密度,同时会降低循环寿命和倍率等性能。据测算,容量每提升10%,电池循环寿命大约会降低20%;充放电倍率降低30~40%;同时电池会有20%左右的温升。
这对于追求动力电池更轻、更安全、循环寿命更长、价格更低的新能源汽车来说也是必须考虑的问题。
业界普遍认为,21700电池对于动力电池企业来说是挑战但也是不能错过的机遇。正如光大证券新能源行业研究员韩晨所言,“21700电池被特斯拉应用之后,肯定会成为趋势。”
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