早在2017年初的投資者見面會(huì)上，特斯拉宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的新型21700電芯開始量產(chǎn)，特斯拉稱這款電池將在 Gigafactory超級(jí)電池工廠生產(chǎn)，并強(qiáng)調(diào)這是目前可量產(chǎn)的圓柱電芯中能量密度最高且成本最低的產(chǎn)品。隨后，國(guó)內(nèi)的企業(yè)紛紛涌入21700的大軍：
6月28日，億緯鋰能宣布其21700電池成品在湖北金泉下線，2019年正式投放市場(chǎng)；
7月3日，智慧能源正式公布其21700電池生產(chǎn)計(jì)劃，智慧能源將新建6條21700產(chǎn)品生產(chǎn)線；
7月20日，蘇州力神年產(chǎn)4GWh 21700動(dòng)力電池項(xiàng)目正式宣布投產(chǎn)。
出于電池材料性能的限制，通過(guò)增加體積來(lái)提高能量密度成為企業(yè)重點(diǎn)考慮的對(duì)象；然而，圓柱電池的物理尺寸增加同時(shí)也會(huì)降低循環(huán)壽命、倍率和安全性；雖然對(duì)于生產(chǎn)18650電池到企業(yè)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)線通用生產(chǎn)變更成本較低，但一味的增大電池尺寸并不是長(zhǎng)久之計(jì)。
21700有何神奇之處
21700與18650電池最直觀的區(qū)別就是尺寸變大了。
由于電池材料性能的限制，通過(guò)增加體積來(lái)提高能量密度成為企業(yè)重點(diǎn)考慮的對(duì)象。我國(guó)明確提出要在2020年動(dòng)力電池單體能量密度突破300Wh/kg，動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到260Wh/kg；2025年動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度要達(dá)到350Wh/kg。動(dòng)力鋰電池持續(xù)提升的能量密度要求勢(shì)必持續(xù)助推動(dòng)力鋰電池型號(hào)的變革。
今年初特斯拉披露的信息來(lái)看，在現(xiàn)有條件下，其生產(chǎn)的21700電池系統(tǒng)的能量密度在300Wh/kg左右，比其原來(lái)18650電池系統(tǒng)的250Wh/kg約提高20%。電池單體電池容量的提升意味著同等能量下所需電芯的數(shù)量減少約1/3，如此以來(lái)降低了系統(tǒng)管理難度、簡(jiǎn)化金屬結(jié)構(gòu)件等配件數(shù)量，雖然單個(gè)電芯的重量和成本提升了，但是電池系統(tǒng)PACK的重量和成本卻得到了降低。
電池真的越大越好嗎？
“大號(hào)”電池是物理性與經(jīng)濟(jì)性綜合均衡的結(jié)果。
有研究人員稱，圓柱電池的物理尺寸增加不止提升能量密度，同時(shí)會(huì)降低循環(huán)壽命和倍率等性能。據(jù)測(cè)算，容量每提升10%，電池循環(huán)壽命大約會(huì)降低20%；充放電倍率降低30~40%；同時(shí)電池會(huì)有20%左右的溫升。如持續(xù)增大尺寸大話，就將面對(duì)犧牲安全性所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，這就是為什么26500、32650圓柱電池等未能規(guī)模化占據(jù)動(dòng)力電池主流市場(chǎng)的原因。
7月12日，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)了電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，其中就包括GB/T 34013-2017《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》，將于2018年2月1日實(shí)行。
但是，按照2016年10月征求意見稿中的尺寸要求，21700電池并不在此標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。因此，為了規(guī)范市場(chǎng)秩序，還需要關(guān)部門需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文件進(jìn)行相應(yīng)的修訂。
對(duì)于21700，國(guó)內(nèi)企業(yè)怎么看
目前為止，國(guó)內(nèi)的億緯鋰能、智慧能源和蘇州力神都已經(jīng)布局21700電池產(chǎn)品。蘇州力神表示，在剛剛結(jié)束的項(xiàng)目發(fā)布會(huì)上，包括北汽常州、南京金龍、東風(fēng)特汽、陜西重汽、江蘇卡威、江森自控在內(nèi)的10家國(guó)內(nèi)外整車企業(yè)與力神公司簽署戰(zhàn)略合作意向書，意向采購(gòu)金額超過(guò)50億元。看來(lái)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)還是比較接受這種技術(shù)突破的。
現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)電池企業(yè)產(chǎn)線基本以18650圓柱為主，產(chǎn)線改造主要涉及中后段的分切、卷繞、裝配、化成等環(huán)節(jié)，針對(duì)半自動(dòng)線的模具調(diào)整費(fèi)用較低。電池廠商由原來(lái)的主流18650轉(zhuǎn)型到21700較為便利，不會(huì)投入太高的設(shè)備技改費(fèi)用及新增設(shè)備投資，未來(lái)21700電池將可能會(huì)迎來(lái)增長(zhǎng)期。
