刀片电池与4680电池的对比分析

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最近雪球上有一篇标题非常危言耸听的文章《4680电池是特斯拉血洗市场的王牌》,链接:网页链接。本人进行了质疑,提出如下三个问题:

1、为什么圆柱电芯由1865升级到2170之后,没有血洗市场?
2、如果电芯越大越好,为什么不做5690电芯,而是要做4680电芯呢?
3、4680技术能用于磷酸铁锂电池吗?如果不能,怎么颠覆磷酸铁锂电池成为主流的趋势呢?

  @ebuyzone     、    @天天追跌停    等球友对上述质疑进行了回复,并认为4680电池技术仍然可能替换磷酸铁锂电池。在此本人首先感谢这些球友的认真回复,但是本人仍然坚持认为4680电池只能算是三元锂电池通过技术升级实现结构上的优化,来提升能量密度,并没有改变电池的化学性能;而且这种能量密度的提升,仍然不能改变磷酸铁锂电池成为主流的趋势。

具体分析如下:

一、4680电池的主要优势。

能量密度几乎是4680电池唯一的优势。但是在磷酸铁锂电池续航里程达到700至800公里之后(目前已在工信部网站公示的2022款的比亚迪汉EV、唐EV的续航均超过700公里、预计后续基于e平台3.0的车型续航将超过800公里),在大功率快充技术逐步普及以及充电桩达到一定密度之后,更长续航的边际效用下降,通俗地讲,就是意义不大了。最近马斯克也说过,放弃了960公里续航的电池,因为用处不大。

二、4680电池已经被弱化的优势。

1、低温性能。一般认为,三元锂电池的低温性能优于磷酸铁锂电池。但比亚迪采用了创新的热管理技术和刀片电池的新车型海豚的实际低温性能与三元锂电池基本相同,甚至领先。参见下图(续航达成率):

2、充电性能。一般认为,三元锂电池的充电性能优于磷酸铁锂电池。但在800V大功率快充技术的加持下,磷酸铁锂电池已充电性能已经与三元锂电池接近,充电15分钟,续航几百公里成为现实。三元锂电池充电性能的优化已经弱化。

三、刀片电池的优势。

1、安全性。由于刀片电池基于磷酸铁锂技术,具有磷酸铁锂本身稳定性高带来的安全性。另外,由于刀片电池结构上的创新,比圆柱电芯具有更高的强度、更好的散热性能,因此具有更好的安全性。

2、循环次数。刀片电池的循环次数可以达到15000次,而三元锂电池普遍只能达到5000次。作为车用的动力电池,5000次也够用了,但长达15000次的循环次数,有利于电池的梯次应用(比如电动车报废之后,将电池作为储能电池)。

3、成本。磷酸铁锂电池不需要非常稀缺的钴、镍等资源,所以成本较三元锂电池低20%至30%,即使4680电池能够降低成本,但仍然不可能低于刀片电池。

4、资源可控性。磷酸铁锂电池不需要非常稀缺的钴、镍等资源,资源可控性相对较好。

5、结构强度。刀片电池的结构强度很大,可以作为结构件,加强底盘的强度。4680电芯组成的电池包,实质上是一堆小电芯,结构强度弱。

从下图就可以看出:刀片电池的单个电芯(最长可以达到2.5米)远大于4680电芯,且不需要模组,多个电芯直接组成电池包,极大地提高了能量密度;同时,刀片电池的长条型电芯结构也有利于提高结构强度,加强底盘的稳定性,实现更舒适的驾乘体验;而4680圆柱电芯由于太小需要额外的结构件进行保护,即使采用CTC技术,对于刀片电池来说,在降低车身重量上也没有优势。


总结:

本人认为,4680技术本质上是通过结构创新提高采用圆柱电芯的三元锂电池的能量密度,并降低成本、实现提高充电性能等目标,在追求超长续航的高端车型上拥有一定的优势。但这些优势被严重弱化,对于更加广阔的中低端车型来说,磷酸铁锂电池高安全性、低成本等优势已经凸显,必将成为主流的动力电池。

另外,4680技术严重依赖生产设备、生产工艺等方面上的进步,这也是为什么现在才推出4680技术,以及不能做更大的电芯的原因。所以,4680技术仍然需要较长的导入期,并且在初期将需要投入一定的额外成本来更新生产设备、优化生产工艺等。


附图:刀片电池与三元锂电池综合对比表

全部讨论

遐舉2022-06-18 15:22

新能源电池将大趋势~

smileroger2022-05-08 12:33

讨论已被 漫游中国2025 删除

smileroger2022-05-08 11:27

讨论已被 漫游中国2025 删除

黄色的石头2022-05-07 10:01

兄弟,锂,镍,钴全世界都不缺。你琢磨琢磨马斯克的第一性原理。你就会明白接下来会发生什么。

亚飞交易2022-05-02 22:43

精彩的讨论!

康康康康21132022-04-30 14:37

去查查中国镍储量与锂储量,以及这两种元素在电池中的比例,你就明白船夫坚持走铁锂路线的原因了。

ODYSSEY8882022-03-29 11:40

其实对能量密度也是有要求的,现在比亚迪和特斯拉的电网储能都在往高容量发展,争取做到一个机组6MW。电池能量密度更高可以节省空间(运输)和储能系统材料的费用,只不过是没有电动车要求那么高。刀片电池在储能上也是一绝,期待后续的应用。

漫游中国20252022-03-28 13:18

刀片电池用于储能,比三元电池就更有优势了。因为储能对于能量密度要求不高,对于成本、安全性、循环次数的要求更高,这正好是刀片电池的优势。不过,其他厂商的储能方案,应该也是磷酸铁锂电池为主,那么刀片电池在能量密度、安全性方面也有一定优势。

静静等D2022-03-28 10:30

光一个卷绕技术就要4680的命,永远PPT

漫游中国20252022-03-28 10:17

谢谢老板!