通過對技術(shù)的分析以及現(xiàn)有工藝的異同,專家除了透露硅負極、水冷板、CNT等資本市場本已關(guān)注的增量領(lǐng)域,還深入挖掘有導(dǎo)電膠、粘結(jié)劑、CMC-Li等材料。
2023年電池新技術(shù)“神仙打架”,麒麟電池、4680電池以及半固態(tài)電池輪番上陣,針對各技術(shù)的產(chǎn)品落地以及增量板塊,財聯(lián)社《蜂網(wǎng)專家電話會議》邀請動力電池行業(yè)專家進行特別解讀。
該專家表示,特斯拉的4680電池及寧德時代(300750.SZ)的麒麟電池代表目前技術(shù)中較新的方向。通過對技術(shù)的分析以及現(xiàn)有工藝的異同,專家除了透露硅負極、水冷板、CNT等資本市場本已關(guān)注的增量領(lǐng)域,還深入挖掘有導(dǎo)電膠、粘結(jié)劑、CMC-Li等材料。
4680電池“帶火”導(dǎo)電膠
據(jù)特斯拉表示,目前特斯拉得州廠已布局4條4680電池產(chǎn)線,1條線正在生產(chǎn),剩余3條處于調(diào)試安裝階段;公司還將投資新建內(nèi)華達北部工廠,新增4680電池產(chǎn)能100GWh——這還“只是開始”,特斯拉4680電池長期產(chǎn)能目標為1000GWh甚至2000GWh、3000GWh。
專家在會議中指出,4680電池作為圓柱電池,具備圓柱的的技術(shù)優(yōu)勢及特點,就是一致性非常高,但天生空間利用率不及方形硬殼電池和軟包。
兩者結(jié)合,4680電池天生更兼容硅負極,因為硅負極本身的能量密度更高,且充放電效率更快。當(dāng)然,專家也表示,出于能量密度的考慮,4680電池正極材料更多匹配的是三元材料。
針對投資者對硅負極供應(yīng)商驗證、優(yōu)劣比較的提問,專家分析,硅負極主要分為硅氧與硅碳。如天目先導(dǎo)、蘭溪致德、貝特瑞(835185.BJ)等均有硅氧的供應(yīng)。
硅碳相對技術(shù)門檻要更高一些,如石墨、硅氧不一樣,雖然客戶的需求不一樣,做出來的產(chǎn)品有差異,但本質(zhì)上是同一材料。但硅碳的技術(shù)壁壘很高,不僅是資金驅(qū)動,更多的還是技術(shù)驅(qū)動,同行難以一兩年的時間模仿,主要的供應(yīng)商有蘭溪致德、貝特瑞等。
無論是硅氧還是硅碳,由于硅負極的導(dǎo)電性非常差,因此一定會帶來碳納米管(CNT)的應(yīng)用,專家認為,4680電池產(chǎn)量提升之后,硅負極大量應(yīng)用,CNT同樣會有大的增量,國內(nèi)主要供應(yīng)商為天奈科技(688116.SH)。
另外,跟以前的小圓柱將極耳和頂蓋直接焊接不同,由于4680電池采用全極耳的設(shè)計,因此需要極耳揉平再與頂蓋連結(jié),這是相對新且復(fù)雜的工藝,也是目前的技術(shù)瓶頸之一。
如果4680電池極耳揉平后直接跟頂蓋常規(guī)焊接,會帶來很多磁性顆粒,導(dǎo)致電池微短路等安全隱患。專家介紹,因此行業(yè)在開發(fā)一種導(dǎo)電膠,使極耳與頂蓋進行比較好的粘接,并既能導(dǎo)電、又能防腐蝕,以此來避免激光焊接。
目前,行業(yè)內(nèi)寧德時代、億緯鋰能在導(dǎo)電膠上均有研究,供應(yīng)商亦在攻克,但由于技術(shù)難度較大,目前還沒有供應(yīng),行業(yè)寄托希望最大的企業(yè)為有半導(dǎo)體背景的拓迪。
麒麟電池需四倍水冷板
據(jù)介紹,在相同的化學(xué)體系、同等電池包尺寸下,麒麟電池包的電量,相比4680系統(tǒng)可以提升13%。寧德時代在互動平臺表示,麒麟電池預(yù)計將于2023年一季度量產(chǎn)。據(jù)專家預(yù)期,麒麟電池相對4680電池會更快落地,但裝車上市可能需要今年年中。
專家介紹,麒麟電池作為CTP3.0沒有模組,完全靠電芯自身的張力束縛自己,換言之,材料不能有特別大的膨脹。在此情況下,絕大多數(shù)情況下使用石墨作為負極,正極則均可兼容。
在粘結(jié)劑方面,以前基本使用的是CMC+SBR,現(xiàn)在更多的是使用PAA,CMC與SBR的使用量就會大幅降低。PAA作為線狀高分子材料,能夠?qū)㈩w粒與顆粒之間更好地粘結(jié),防止顆粒之間的反彈。目前國內(nèi)的供應(yīng)商主要是研一與璞泰來(603659.SH)旗下的茵地樂。
但是,PAA的應(yīng)用也會導(dǎo)致電池的內(nèi)阻增加,需要改善電池內(nèi)阻的材料來改進,行業(yè)以前使用CMC-Na,但由于CMC-Na會惡化性能,因此在麒麟電池上面,會將CMC-Na換成CMC-Li材料。目前,CMC-Li材料國內(nèi)僅一家公司真正實現(xiàn)量產(chǎn),為碩盈峰。
從設(shè)計方面上來說,CTP3.0從2.0升級,最直觀的差別是水冷板帶來的變化,更考驗水冷板的設(shè)計,包括加工與精細加工的能力。水冷板數(shù)量上,則是以前方案的四倍,單車價值從500~800元,上升至2000元左右。
會議上,專家還對固態(tài)電池、鈉電池的量產(chǎn)、場景應(yīng)用等進行分析。