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1. 第一代18650电池
量产时间2003-2017年
优势点,当时商业化最早,生产自动化程度最高,成本相对较低的动力电池,良品率和一致性有较高保证
不足之处,该款电池并非专为电动车的驱动电池而生,电池成组后能量密度不高,因为体积小电池组动则5000+的数量让BMS管理工作更加复杂
装配车型主要为特斯拉第一代Roadster、Model S、Model X
2. 第二代2170电池
量产时间为2017-2022年
优势点,相比于18650电池,2170电池的整包能量密度提高,新增的多极耳提升其充电速度。由于体积大,可用更少的电芯组成相同容量的电池包,BMS的控制管理和保护算法更简单
不足支出,能量密度依然与方形电池有些许差距,只能算是4680的过渡产品
装配车型主要为特斯拉Model3和ModelY
3. 第三代4680电池
量产时间为2022年以后
优势点,直径46mm是续航提升和降低成本的最优解,在负极石墨中加入硅,提高能量密度和充电速度,体积增大且无极耳的加入,让BMS控制管理大大简化,制造成本再创新低
不足之处,高镍会让电池内部更活泼,控制单体热失控发生率是一项考验,且目前良品率和产能还在爬升阶段,实现大规模量产还需时日
装配车型主要为未来的特斯拉Model Y、电动皮卡Cybertruck、电动卡车Semi1
成本优势分析
电芯设计方面,依靠电芯设计的升级(大电芯+无极耳),预计电池能量提升5倍,续航里程提升16%,功率提升6倍,使得电池成本下降14%
电芯工厂方面,干电机技术路线简化工艺流程,单位GWh对应的工厂建设成本和产线面积分别下降86%和75%,带来18%的电池成本优化
正极材料方面,坚持高镍无钴技术路线探索,垂直布局正极上游金属环节,提高废旧电池回收利用率,减少80%的运输成本,66%的工程投资和76%的生产成本,节约电池整体成本12%
负极材料方面,通过对生硅重新设计,用高弹性材料、覆膜材料进行涂膜实现和解决硅材料的膨胀性问题,最终将成本降至1.2美元/KWh,同时能够提升20%的续航里程并贡献电池5%的降本
整车整合方面,电池包设计用更好的方式粘合,使得结构更加紧凑,另一方面采取结构化电池的方案重量成组效率在90%以上,空间利用率在70%以上
4680电池产能进展
汽车方面,2022年底周产能达到1000台,预计接下来3条生产线持续投产,其中内华达工厂计划新建一座4680电池工厂,预计在2023年Cybertruck量产前完成产能爬坡
储能方面,增加100GWh的电池产能,长期目标要做1000GWh的4680电池用于储能
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