动力电池结构件专题分析空间工艺格局与

李从悠 https://jbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/

(报告出品方:中信证券)

高容量、高倍率、低成本,特斯拉引领的新一代圆柱电池

电池高能量密度、高充放电功率、低成本,具备众多“黑科技”

年特斯拉电池日上首次提出,目标是容量提升5倍、车型续航提升16%、输出功率提升6倍。电池指的是直径46mm、高度80mm的圆柱电池,于年特斯拉电池日上首次亮相。根据特斯拉的测算,46mm直径是在圆柱电池对于整车续航里程提升的最优解,并且将带来可观的成本降低。电池相比电池容量提升5倍、车型续航提升16%、功率提升6倍。

除尺寸上的变化外,电池搭载众多“黑科技”,具备高能量密度、高充放电功率的同时,单kWh成本下降56%:黑科技一:高镍正极+硅负极,提升能量密度。在年电池日活动中,特斯拉介绍了将采用高镍正极和硅负极材料。正极材料上,镍含量提升一方面能够增加电池的能量密度,另一方面相对价格昂贵的钴含量降低,正极材料的成本亦降低;负极材料上,硅拥有比现有石墨体系更高的克容量,高克容量负极可以提高电池的能量密度。

黑科技二:全极耳,减少电子流通路径长度,降低内阻,支持大电流快充。传统的圆柱电池采用单极耳结构,即电子在集流体里流过整个卷绕极片的展向长度;电池中采用全极耳设计,电子在集流体流过的路径仅为轴向长度,流通路径缩短,传导面积增加,电池内阻降低。因此在电池充放电时温升降低,支持更大电流快充放电。

黑科技三:干法电极涂布,降低电芯生产成本。年特斯拉收购掌握干法电极涂布技术的Maxwell公司,并在年电池日上展示干法电极涂布技术在上的应用。传统的电极涂布采用湿法工艺,先将电极粉末与溶剂混合制成浆料,之后均匀地涂布在箔材集流体上,最后进行烘干回收溶剂;而干法电极直接将电极粉末与粘结剂PTFE混合,通过辊压的方式涂布在集流体上,省去了高能耗的烘干环节,从而降低电芯生产成本。

黑科技四:CTC+结构化电池,降低整车成本。CTC指的是Cell-to-Chassis,电芯直接集成在底盘上,作为结构化电池(Structuralbattery)为底盘提供强度。这样做的好处是节省电池包内module级和pack级的结构件,进一步降低整车成本,提高系统集成度。

特斯拉引领新一代圆柱动力电池设计,车企、电池厂正在跟进

从到再到,特斯拉又一次引领圆柱动力电池升级,电池未来有望成为下一代圆柱动力电池标准型号。圆柱动力电池此前经历过一次升级,在早期的ModelS/X和第一批Model3中,特斯拉采用的是松下的电池;随后在年,特斯拉与松下联合研发的电池开始量产,电池相比电池能量密度更高、成本更低,随后陆续搭载于特斯拉旗下车型,完成了圆柱动力电池从到的升级换代。此次电池的提出,是特斯拉引领下的又一次圆柱动力电池升级,未来有望替代电池成为新一代圆柱动力电池标品。

兼具高能量密度、高功率密度、低成本优点,受车企青睐,打开动力圆柱电池市场空间天花板。电池不只是电池尺寸上的升级,电池配套众多科技,具备高能量密度、高功率密度、低成本优点,除一直在使用圆柱电池的特斯拉外,使用方形和软包电池的宝马集团也在


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