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图5:特斯拉全极耳技术 , 资料来源:锦锻研究院
值得一提的是 , 宁德时代的“前身”消费锂电池龙头ATL早在2015年就有锂电池多极耳专利技术降低电池内阻 。
这个全极耳/无极耳技术 , 也是4680电池内部结构最大的变化 , 能有效解决当前快充发热的难题 。 但随之而来的 , 就是其制造难度同样成倍提高了 , 电池企业需要用激光将极耳焊接 , 实际生产中对制造能力和设备要求极高 。
截止目前 , 特斯拉也没有完全解决极耳加工的良率上问题 , 这也是为什么宣传的量产时间要等到2022年了 。
对于全极耳技术 , 另外的一层意义可能在于 , 当圆柱电池做成全极耳后 , 其柱体绕制过程不需要频繁的启动停止(当电池在生产系统中流转时 , 它必须实时停止的极耳的位置上) , 可以实现真正意义上的流水线生产 , 这将显著提高生产效率 , 降低生产成本 。

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图6:圆柱电池生产过程 , 资料来源:特斯拉
【2】电极干法工艺
正常电池生产的湿法工艺是将电级材料与溶剂、水等混合成浆料 , 再涂在铝箔、铜箔上面 , 经过数十米的烘干设备后再压实成需要的厚度 。 而特斯拉的干法工艺是直接把材料干混 , 不经过溶剂混合 , 然后将混合好的粉末压在金属泊上面 , 好处就是省去了烘干和溶剂回收流程 。 干湿法的切换 , 对于熟悉工业制造的朋友 , 应该都不陌生 。
不过上述看起来简单的事情要完成却非常难 , 干混如何达到材料均匀性 , 压实后如何确保附着度 , 这些对工艺、设备都是严峻考验 。 如果这项技术实现 , 其流程的简化让4680电池的制造成本和环保成本都减小了 , 同时工厂的初始投资成本和占地成本也相应减少(烘干产线长达数十米) , 将有利于新能源汽车行业的进一步发展 , 这种创新确实是值得肯定的 。
事实上 , 特斯拉早前也一直无法实现干法制造工艺 , 直到特斯拉在2019年溢价收购了超级电容公司Maxwell 。 马斯克的目的很明确 , 就是看中这家公司的知识产权 。 这同样印证了我们开篇所谈的 , 不要神话特斯拉 , 饭要一口一口的吃 。

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图7:干电池涂层工艺 , 资料来源:国信证券
松下的东山再起 , 不能单压4680电池
【1】技术进步有望带来圆柱电池的复兴
回顾我国动力电池的发展 , 最开始是磷酸铁锂的天下 , 那几年专攻磷酸铁锂的比亚迪曾是国内动力电池的带头大哥 , 后来由于政策等因素三元电池强势崛起 , 直接把磷酸铁锂按在地上摩擦 。 在大家觉得磷酸铁锂要熄火的时候 , 磷酸铁锂奇迹般逆袭了 , 其装机占比从2020年2月的13%跃升至今年9月的60.8% , 至今已连续数月超过三元材料 。
磷酸铁锂之所以能回潮 , 应该归功于宁德时代CTP和比亚迪刀片电池带来的技术进步 , 让低能量密度的磷酸铁锂重回生机 。 毕竟磷酸铁锂的安全性和低成本早已为人所知 , 这些只是加速了回潮的过程 。
从2019年至今的两年时间 , CTP技术、刀片电池、钠离子电池、4680圆柱电池相继面世 。 在大家觉得某条路线走不通的时候 , 动力电池企业一次次的极限制造突破和材料体系创新让难以置信的事情成为理所当然 。
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