Alors que Tesla annonçait la livraison prochaine de la batterie modèle y 4680 aux utilisateurs nord – américains, la grande batterie cylindrique a de nouveau pris le dessus.
Liu Jincheng, Président de Eve Energy Co.Ltd(300014) Depuis que 4680 batteries ont été présentées pour la première fois à Tesla Battery Day en septembre 2020, les entreprises de batteries électriques au pays et à l’étranger semblent sentir de nouvelles opportunités d’affaires, allant de Panasonic, LG New Energy et Samsung SDI à Eve Energy Co.Ltd(300014) ( Eve Energy Co.Ltd(300014) .sz), bike et Honeycomb Energy en Chine.
Pourquoi 4680 a – t – il attiré l’attention par rapport aux 18650 piles cylindriques plus petites? Liu Jincheng pense même que les grandes piles cylindriques peuvent être la direction technique ultime des piles électriques en raison de leur « sécurité absolue et de leur avantage sur le plan des coûts ».
C’est vrai?
La coopération entre Tesla et Panasonic a été témoin du développement de la batterie cylindrique.
Les piles cylindriques sont apparues pour la première fois vers 1991 et ont été développées par Sony au Japon en 18650, c’est – à – dire des piles cylindriques au lithium d’un diamètre de 18 mm et d’une longueur de 65 mm. Il s’agit de la première batterie lithium – ion commerciale au monde et du modèle de batterie cylindrique le plus courant sur le marché, principalement utilisée dans l’industrie et la consommation.
Tesla a ensuite ouvert l’ère de la commercialisation des batteries au lithium cylindrique pour véhicules.
er.由于当时动力电池方案并不十分成熟，而松下18650电池有深厚的技术积淀，安全性和一致性都达到了非常高的水准，于是特斯拉首次用它作为车辆的动力电池，每块动力电池大约包含6831节松下18650电池。此后，松下将18650的电池容量从2Ah提升到4Ah，开始在Model S上大规模使用。’, ‘dstEn 2008, Tesla a lancé son premier Roadster. Étant donné que le système de piles électriques n’était pas très mature à l’époque et que les piles Panasonic 18650 avaient une accumulation technologique profonde, une sécurité et une cohérence très élevées, Tesla l’a utilisé pour la première fois comme batterie électrique d’un véhicule, chacune contenant environ 6831 piles Panasonic 18650. Par la suite, Panasonic a augmenté la capacité de la batterie de 18650 de 2ah à 4Ah et a commencé à l’utiliser à grande échelle sur le modèle S.
Afin d’améliorer encore la densité d’énergie des cellules et de réduire les coûts, la batterie cylindrique 21700 développée conjointement par Tesla et Panasonic a été lancée avec succès en 2017 et appliquée au modèle 3. La batterie cylindrique 21700 adopte le schéma NCA (nickel – Cobalt – aluminium) + silicium – carbone, ce qui augmente l’énergie de 50% par rapport à 18650. Entre – temps, le prix de vente du système 21700 est d’environ 170 $/ Wh, en baisse d’environ 9% par rapport à 185 $/ Wh pour les systèmes à piles 18650.
Depuis lors, Tesla a poursuivi ses efforts pour agrandir les batteries cylindriques. En 2019, Tesla a déposé une demande de brevet pour 4680 grands cylindres. En septembre 2020, Tesla a pris l’initiative de publier 4680 batteries sans électrode, silicium négatif et sans cobalt sur le site de l’assemblée générale des actionnaires et de la Journée des batteries. L’expérience a montré qu’il ne faut que 15 minutes pour charger la batterie 4680 de 10% à 80% et 25 minutes pour charger la batterie 21700 à 70%. On s’attend à ce que la batterie 4680 soit 5 fois plus puissante, 16% plus longue et 6 fois plus puissante.
En mai 2022, Tesla a annoncé qu’elle avait l’intention de livrer officiellement la version 4680 du modèle y aux utilisateurs ordinaires. Le modèle y est équipé de batteries Tesla 4680 et d’un ensemble de batteries structurales et n’est actuellement livré qu’aux utilisateurs près de l’usine de Dezhou. Tesla demande également à Panasonic d’accélérer le développement de ses 4680 batteries.
Pourquoi Tesla a – t – elle choisi 4680? Les principales raisons en sont la densité énergétique, l’amélioration de la sécurité et la réduction des coûts.
En ce qui concerne la densité d’énergie, la densité d’énergie du noyau monomère 4680 peut atteindre 300 Wh / kg, ce qui est plus élevé que celui du monomère Lithium – fer actuel (160 – 200 Wh / kg) et du monomère ternaire (200 – 300 Wh / kg).
Les matériaux officiels de Tesla Battery Day montrent que le volume de la batterie a augmenté de 448% entre 21700 et 4680, mais la surface n’a augmenté que de 180%, c’est – à – dire que la proportion de la masse de la structure par rapport au poids total de la batterie a diminué avec l’augmentation du diamètre de la batterie, et la densité d’énergie de la batterie a augmenté pour les grandes batteries cylindriques.
En ce qui concerne les matériaux d’application, les principaux fabricants de cathodes adoptent encore le schéma ncm811 à haute teneur en nickel utilisé dans les batteries TERNAIRES. L’accent est mis sur le matériau de l’électrode négative. Actuellement, la plupart des batteries utilisent l’électrode négative en graphite. La capacité spécifique en graphite dans l’application pratique est d’environ 330 – 370 MAH / G et a atteint le plafond de la capacité spécifique théorique de 372 MAH / G. La capacité spécifique du silicium est 10 fois supérieure à celle du graphite et peut atteindre 4200 MAH / G. Tesla a introduit la technologie « dopée au silicium» dès 2017, lorsqu’elle a transporté 21700 batteries, avec environ 5 à 6% d’alliage de silicium, ce qui représente une faible proportion. En raison de la grande résistance mécanique de la coque en acier inoxydable 4680, la force de dilatation du silicium dans le processus de charge et de décharge peut être complètement absorbée. Le rapport de dopage du silicium dans le futur est supérieur à 10%.
Toutefois, l’application de nouveaux matériaux pose également certains problèmes. Selon Chen Xiao, chef de la nouvelle énergie et de l’automobile de Huaan Securities Co.Ltd(600909) , l’investissement initial en immobilisations, l’investissement unitaire et les coûts de traitement seront relativement élevés, ce qui prendra un certain temps pour faire fonctionner l’ensemble de la ligne de production et améliorer le rendement.
La sécurité de la batterie cylindrique se reflète principalement dans la perte de chaleur. La surface de la batterie carrée et molle est sector et droite, et il n’y a presque pas d’écart après la formation du module, ce qui entraîne un transfert de chaleur évident lorsque la chaleur est hors de contrôle. La surface de l’Arc de la cellule cylindrique présente encore de grandes fissures et une faible énergie monomère, ce qui peut empêcher le transfert de chaleur entre les cellules dans une certaine mesure.
Selon les experts techniques de la batterie au lithium, la caractéristique la plus importante de la conception de la batterie cylindrique est que lorsque la spécification de la batterie cylindrique est donnée au fournisseur, tant que l’Ingénieur de la batterie se concentre sur les caractéristiques de la batterie, la proportion conventionnelle et l’augmentation de la capacité, l’Ingénieur du module et de l’emballage de suivi peut tester différents systèmes de gestion de la chaleur sur cette spécification, de sorte que la batterie cylindrique a une forte plasticité en matière de sécurité.
En ce qui concerne les coûts, 4680 a été réduit principalement par l’élargissement de la taille de la batterie et la conception de la CCT (technologie d’intégration du châssis de la batterie).
« le coût d’investissement d’une coque cylindrique peut être réduit de 30 à 40% sur l’ensemble de la ligne d’emballage. Selon les experts en piles au lithium. Le nombre de piles de 4680 peut être réduit de plus de 6000 dans 18650 à 960, ce qui signifie une utilisation accrue de l’espace pack et une réduction des difficultés de contrôle du BMS (Battery Management System).
Du point de vue du coût de la batterie, l’avantage de la batterie cylindrique a été démontré. Actuellement, le coût de la batterie 21700 est d’environ 0698 yuan / Wh, et le coût de la batterie 4680 est estimé à 0323 yuan / wh en 2025. Et le coût du noyau carré est de 0,75 yuan / wh en 2022, China Industrial Securities Co.Ltd(601377) estimé à 0,55 yuan / wh en 2025.
En raison de sa double structure, le 4680 peut être utilisé non seulement comme équipement d’alimentation en énergie, mais aussi comme élément structural, qui peut être utilisé de façon flexible dans la conception CTC de divers modèles de véhicules. 4680 réduit le nombre de pièces de 370 par rapport à 21700 piles.
Tesla est confiante dans la réduction de 56% du coût unitaire de 4 680 unités, dont 14% pour la conception des piles, 18% pour les usines de piles, 5% pour les matériaux cathodiques, 12% pour les matériaux cathodiques et 7% pour l’intégration des châssis des piles, selon les informations publiques quotidiennes sur Les piles Tesla.
Cependant, en ce qui concerne la situation réelle, les experts estiment que la courbe de coût des batteries cylindriques est encore relativement élevée à l’heure actuelle, et qu’il faudra peut – être plus de temps pour atteindre le coût cible de Tesla, en particulier le prix actuel des matériaux à haute teneur en nickel et la formule liée aux batteries sont encore trop chers.
Après 2017, en raison de la baisse des subventions pour les nouveaux véhicules énergétiques, les modèles bas de gamme à courte durée de vie initialement équipés de batteries cylindriques n’ont pas pu être subventionnés. Les batteries cylindriques ont été comprimées par des batteries carrées, et la part de marché a chuté de 27,2% en 2017 à 9,7% en 2020. Bick, qui est principalement sur la route cylindrique, a été plongé dans une crise de la dette, et watma a récemment déclaré faillite.
Avec l’avènement du 4680, les fabricants chinois se sont de nouveau tournés vers les piles cylindriques.
« ce que vous pouvez faire, c’est que la ligne de production de piles cylindriques s’agrandit plus rapidement, coûte moins cher en capital et est plus facile que la production de piles carrées. Selon un nouveau gestionnaire de fonds énergétiques.
Eve Energy Co.Ltd(300014) En juin 2022, la société a annoncé un certain nombre d’investissements importants dans des projets de batteries, dont un investissement total de 4375 milliards de RMB dans le « projet de batterie lithium – ion pour voitures particulières». Une fois le projet terminé, la capacité de production annuelle de batteries lithium – ion de stockage d’énergie de la Série 46 de grands cylindres de 20 GWh sera formée.
Liu Jincheng, Président de Eve Energy Co.Ltd(300014) À l’heure actuelle, Eve Energy Co.Ltd(300014)
Récemment, il a été annoncé que Contemporary Amperex Technology Co.Limited(300750) ( Contemporary Amperex Technology Co.Limited(300750) .sz) a reçu un avis de point fixe du client BMW, qui fournira une batterie cylindrique pour le nouveau modèle de véhicule électrique de BMW Pour réduire les coûts des batteries, BMW envisage d’utiliser des batteries cylindriques sur de nouvelles sectorformes électriques à partir de 2025.
Selon les initiés de l’industrie, Contemporary Amperex Technology Co.Limited(300750) a une ligne de production cylindrique à Liyang, avec une production d’environ 2 – 3gwh en 2021. Pour Contemporary Amperex Technology Co.Limited(300750)
En outre, Anhui Jianghuai Automobile Group Corp.Ltd(600418)
En février 2021, Anhui Jianghuai Automobile Group Corp.Ltd(600418) En 2021, Honeycomb Energy est entrée dans le domaine des grands cylindres. L’entreprise a présenté les r ésultats de la R & D de 4680 noyaux électriques lors de la journée de l’innovation au salon de l’automobile de Shanghai, en utilisant la même structure d’oreille sans pôle que Tesla; Bick est le premier fabricant chinois de batteries à avoir lancé 4680 batteries cylindriques à pleine oreille, après avoir prévu que les échantillons de 4680 piles seraient mis hors service en masse d’ici 2021.
Selon les initiés de l’industrie, Eve Energy Co.Ltd(300014) , Contemporary Amperex Technology Co.Limited(300750) Depuis la construction de l’usine de batteries jusqu’à sa mise en service, la Chine a maintenu un record d’efficacité de 8 à 10 mois. Les avantages de la Chine sont évidents dans la mise en place de l’usine, la construction sur place et le temps de mise en service de l’équipement. Par conséquent, le taux de production de la Chine est plus rapide que celui des pays étrangers, peut – être dans deux ou trois ans.
Mais à l’heure actuelle, les nouvelles forces et certaines entreprises établies font principalement des recherches préliminaires sur les batteries cylindriques, et la conception et la fabrication des modules de suivi doivent encore être évaluées. En outre, il n’est pas certain de savoir combien de ces entreprises planifient réellement, combien de fournisseurs fiables produisent de l’énergie et combien d’expéditions stables peuvent être effectuées.
À en juger par la tendance des grands fabricants à accélérer la mise en page 4680, il n’y a aucun doute quant au choix de Tesla au niveau de la batterie.
Avec la livraison par Tesla de véhicules à batterie 4680, Everbright Securities Company Limited(601788) Dans le contexte des ventes élevées de Tesla et de la maturité continue de la technologie 4680, on s’attend à ce que la capacité installée mondiale de 4680 batteries atteigne 264 GWh d’ici 2025, et que la perméabilité de la capacité installée mondiale de batteries électriques et de batteries cylindriques atteigne respectivement 22% et 68%.
Selon les prévisions les plus prometteuses de la commercialisation, il est probable que 4680 deviendra la forme ultime de la batterie cylindrique. Mais de nombreux initiés de l’industrie ont dit à la première économie que cette affirmation n’était probablement pas vraie.
« Il est difficile de dire ce qui est technique, c’est de faire un pas en avant et de se sentir (4680 devient la forme finale de la batterie cylindrique) peu probable. Selon le gestionnaire de fonds susmentionné.
Bien que 4680 piles cylindriques soient très populaires aujourd’hui, tous les fabricants de piles ne se précipitent pas pour faire de grands cylindres. Chen Xiao a dit que la forme finale est un peu absolue, parce que certains fabricants ne sont pas pressés de se diriger vers le nickel élevé, d’autres ne font que des coquilles carrées ou de petits cylindres. À l’heure actuelle, l’industrie en est encore au stade du développement, tout est possible, tout le monde explore.
En fait, non seulement la technologie des piles cylindriques progresse, mais les piles carrées accélèrent le changement.
Il y a Byd Company Limited(002594) ( Byd Company Limited(002594) .sz) piles à puces qui ont augmenté l’utilisation du volume de plus de 50%. Après la mise à niveau, il a une vitesse de charge rapide de 30% à 80% en seulement 20 minutes et une puissance de décharge externe de 6kw. Ensuite, il y a la technologie CTP de troisième génération introduite par Contemporary Amperex Technology Co.Limited(300750) Dans le même système chimique et la même taille de batterie, la batterie Kirin peut augmenter sa puissance de 13% par rapport au système 4680.
Lin shuwen, chercheur à l’East China Institute of Automotive New Materials Technology, a déclaré qu’à l’avenir, les grandes batteries cylindriques pourraient coexister avec des batteries carrées. Tout comme les batteries au lithium ternaire coexistent avec des batteries au phosphate ferrique – lithium, il est utile d’explorer diverses technologies pour réduire l’anxiété des utilisateurs.
