億緯鋰能袁中直：圓柱動(dòng)力電池從18650到21700的可行性分析與探討

編者按

從高能量密度來(lái)看，袁中直認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)單體動(dòng)力電芯>250Wh/Kg的技術(shù)方案方向，材料體系將走向高鎳-硅碳系。而從市場(chǎng)已成熟的產(chǎn)品看，高鎳-硅碳系高能量密度電池主要集中于圓柱電池。

2018年1月8-10日，以“中國(guó)鋰電業(yè)稱雄全球全球電動(dòng)車逐鹿中國(guó)”為主題的2017高工鋰電&電動(dòng)車年會(huì)將在東莞?觀瀾湖度假酒店會(huì)議中心舉行。從組委會(huì)發(fā)布的參會(huì)名單來(lái)看，有60家電動(dòng)車及動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)軍企業(yè)發(fā)表主題演講?，F(xiàn)場(chǎng)匯聚包括材料、設(shè)備、電芯、BMS、PACK、電機(jī)電控、整車廠、運(yùn)營(yíng)租賃在內(nèi)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈超800位業(yè)內(nèi)人士參與其中。

2017高工鋰電&電動(dòng)車年會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

1月8日開幕式專場(chǎng)上，惠州億緯鋰能股份有限公司首席技術(shù)官袁中直發(fā)表“圓柱動(dòng)力電池從18650到21700的可行性分析與探討”主題演講。

▲億緯鋰能首席技術(shù)官袁中直

袁中直認(rèn)為，決定或影響中國(guó)動(dòng)力電池發(fā)展路線圖的兩個(gè)最重要因素：

①國(guó)家政策引導(dǎo)(國(guó)際對(duì)標(biāo))——高能密度是重要的發(fā)展方向；

②與燃油車的性能、成本對(duì)比趨勢(shì)(市場(chǎng)接受程度)——低成本是重要的發(fā)展方向。

而21700在能量密度和成本兩個(gè)方面都具備比較優(yōu)勢(shì)。

從高能量密度來(lái)看，袁中直認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)單體動(dòng)力電芯>250Wh/Kg的技術(shù)方案方向，材料體系將走向高鎳-硅碳系。而從市場(chǎng)已成熟的產(chǎn)品看，高鎳-硅碳系高能量密度電池主要集中于圓柱電池。

相比18650電池，21700電池電池容量提升>50%，能量密度提升7~10%；成組數(shù)量減少30%~35%，能量效率提高約5%。

在會(huì)上，袁中直以40.2KWh裝電量項(xiàng)目分別對(duì)18650、21700電池作了對(duì)比，具體如下圖：

從成本角度來(lái)看，動(dòng)力電池模塊同等能量密度下，三元系21700電池要比18650電池低。詳見下圖：

袁中直表示，圓柱電池通過(guò)材料設(shè)計(jì)、高直通率、低人間費(fèi)用實(shí)現(xiàn)高效率的最低成本制造。而相比18650體系，21700制造效率同水平，是最具設(shè)計(jì)成本潛力的標(biāo)準(zhǔn)化型號(hào)。

從電極制作——卷芯制作——電芯裝配——電芯化成整個(gè)電芯生產(chǎn)流程來(lái)看，18650與21700的制造過(guò)程差異主要體現(xiàn)在裝配設(shè)計(jì)上，21700與18650的產(chǎn)能效率幾乎相同。

以年產(chǎn)1GWh計(jì)算，億緯鋰能圓柱動(dòng)力電池直通率高達(dá)96%，但生產(chǎn)人員大約只有200人。相比其他圓柱企業(yè)以及方形、軟包企業(yè)，億緯鋰能已經(jīng)占據(jù)相對(duì)優(yōu)勢(shì)。

目前億緯鋰能40E21700電池單體能量密度能夠達(dá)到210Wh/Kg，系統(tǒng)能量密度達(dá)到142Wh/Kg。具備兩大優(yōu)勢(shì)：高產(chǎn)品一致性指標(biāo)，每顆單體動(dòng)力電芯容量相差范圍在±30mAh；高循環(huán)一致性，批次500周差異<2%。

值得一提的是，億緯鋰能已于2017年在國(guó)內(nèi)首次量產(chǎn)21700電池。而在動(dòng)力電池行業(yè)，億緯鋰能選擇多方位技術(shù)路線布局，除了研發(fā)新型圓柱產(chǎn)品，在方形、軟包電池方面也有布局。目前，億緯鋰能擁有廣東惠州、湖北荊門兩大生產(chǎn)基地，2017年已完成9GWh產(chǎn)能建設(shè)。