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松下的動(dòng)力電池技術(shù)路線

2021/09/26
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松下發(fā)布了一個(gè)電池技術(shù)路線和制造的視頻介紹《Evolution of Battery Technology and Manufacturing at Panasonic》。

在這個(gè)視頻里面,松下確定了一些有趣的內(nèi)容:

松下確認(rèn)動(dòng)力電池開發(fā)的下一階段是轉(zhuǎn)向更大容量的電池,特斯拉所提出的4680 型(直徑為 46 毫米,高度為 80 毫米),也是松下認(rèn)同的方向。目前開發(fā)正在進(jìn)行中,松下后期將進(jìn)行大資金的投資。在正極材料方面,松下分了NCA和NCM兩條路線往高鎳方向走,負(fù)極往低成本高容量和低成本高功率的兩個(gè)方向再走。在技術(shù)路線方面,松下是繼續(xù)采用自己的無(wú)鈷電池也在進(jìn)行,性能和當(dāng)前的NCA相當(dāng)。

圖1 松下的迭代方向目前從電池?cái)?shù)量來(lái)看,松下還是制造動(dòng)力電池的王者。一年能生產(chǎn)58億顆圓柱電池,方殼電池1.38億顆方殼電池。

 

圖2 松下的數(shù)據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)是第一次看到,能明顯看到21700電池的快速上量,在2020年CY就快速接近甚至要有超過(guò)2170電池的勢(shì)頭。

 

圖3 松下的21700的起量在MY2021年的版本中,松下對(duì)21700的電池容量進(jìn)行升級(jí),提升了5%的容量,如下所示。在2023年的方案中,還有20%的改進(jìn)空間。

 

圖4 松下電芯的迭代電池能量密度的提升并不是松下研發(fā)的唯一的目標(biāo),隨著總量需求的提升,松下目標(biāo)是提高動(dòng)力電池材料的可持續(xù)性(降低正極中的鈷含量)并降低成本。目前松下 NCA 電池的鈷含量低于 5%,該公司正在開發(fā)無(wú)鈷版本,基于原有的NCA和NCM兩條路線都在往前走。備注:基于NCM的路線適宜于儲(chǔ)能和UPS的應(yīng)用,和NCA的版本有10%的能量密度差異。

從當(dāng)前來(lái)看,隨著寧德時(shí)代在特斯拉的比例逐步提高,松下所堅(jiān)持的高能量密度路線和特斯拉的性價(jià)比路線是有差異的。所以我個(gè)人認(rèn)為,以后高鎳的真實(shí)成本如果能有效降下來(lái),還是可以對(duì)鐵鋰形成挑戰(zhàn)的。

圖5 松下的正極技術(shù)路線按照下面的說(shuō)法,松下的無(wú)鈷路線,能在2023年左右出來(lái),從正極來(lái)看,短期內(nèi)已經(jīng)接近天花板了。

 

圖6 松下的技術(shù)路線,和當(dāng)前主要的811和NCMA的能量密度差異當(dāng)然下一個(gè)突破方向是實(shí)現(xiàn)低成本高容量和低成本高功率的負(fù)極材料的開發(fā),主要是基于石墨的摻雜,主要產(chǎn)品包括硅碳(Si/C)負(fù)極材料及硅氧(SiO/C)負(fù)極材料兩種。

 

圖7 松下的負(fù)極材料的開發(fā)松下的總體技術(shù)路線,是面向無(wú)鈷的高鎳方向和硅負(fù)極方向,其實(shí)是和特斯拉的高能量密度方向完全吻合的。

 

圖8 松下的無(wú)鈷正極和高容量硅基負(fù)極松下其實(shí)之前高度捆綁特斯拉的戰(zhàn)略取得了非常大的成功,但是隨著特斯拉對(duì)于成本下降和需求量提升的預(yù)期,松下有段時(shí)間制定了降低依賴特斯拉的策略,總體來(lái)看把自己日本的運(yùn)營(yíng)和豐田捆綁,但產(chǎn)量并沒(méi)有得到大的提升。隨著新任CEO賣掉特斯拉股票賺了不少錢以后,松下打算2022財(cái)年(2021年4月1日至2022年3月底)在日本安裝用于特斯拉4860電池生產(chǎn)的設(shè)備。從下一步的里程提升和皮卡需求來(lái)看,相信4680電池的需求量還是非常大的。這一波投資如果成功的話,將有效提高美國(guó)的供給量,特別是在美國(guó)市場(chǎng),特斯拉可能重新獲得7500美金補(bǔ)貼。

小結(jié):短期來(lái)看,磷酸鐵鋰的確在中國(guó)和全球的低端市場(chǎng)可能獲取很大的市場(chǎng)份額,但是從2022年開始4680供給后,將會(huì)在2023-2024年帶動(dòng)圓柱高鎳電池的部署,這對(duì)于下一步產(chǎn)品靈活性和安全性的要求,將會(huì)有進(jìn)一步的提高。

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電子產(chǎn)業(yè)圖譜

筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學(xué)的是測(cè)試和電路,從汽車電子硬件開始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè),不過(guò)我相信未來(lái)衣食住行中的行,汽車仍是實(shí)現(xiàn)個(gè)人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見解。