解決方案|“4680熱潮”下，精密加工未來前景大爆發(fā)！
精密加工行業(yè)：未來前景大猜想！
咱們先來放大招，揭秘精密加工行業(yè)的發(fā)展趨勢和獨特工藝分析！
小編表示，這個行業(yè)可不是吃素的！精密加工行業(yè)正在以驚人的速度崛起，并展現(xiàn)出無限可能性！
這個行業(yè)可謂是技術(shù)與創(chuàng)新的完美結(jié)合。它蘊含著先進的工藝和高精度的設(shè)備，使得各種產(chǎn)品在制造過程中達到了難以想象的精準度！
隨著科技的不斷進步，精密加工行業(yè)將成為各個領(lǐng)域的翹楚！
無論是航空航天、電子通訊、醫(yī)療器械，還是汽車制造，都離不開精密加工的貢獻。它不僅讓產(chǎn)品更加精美，也提高了產(chǎn)品的性能和可靠性！????????
而且，隨著人們對生活品質(zhì)的追求日益增加，精密加工行業(yè)也將迎來更廣闊的市場需求。產(chǎn)品的個性化定制和高品質(zhì)要求，將驅(qū)動行業(yè)的快速發(fā)展！
無論你是對這個行業(yè)感興趣，還是想了解更多相關(guān)信息，小編在這里告訴你，精密加工行業(yè)將是未來的風(fēng)口！
讓我們一起期待精密加工行業(yè)的美好未來吧！
特斯拉率先實現(xiàn)4680電池量產(chǎn)裝車
引發(fā)動力電池企業(yè)競相崛起趕超
一“池”激起了千層浪
市場將步入新賽道？
未來企業(yè)該往何處發(fā)力？
動力電池市場的新賽道，離不開精加工技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品升級和工藝革新。未來，整車和電池領(lǐng)域的最大變革可能并非來自汽車本身，而是源自技術(shù)的持續(xù)進步。
——PME觀點
動力電池
進入大圓柱時代
2020年9月，特斯拉在“電池日”上向全球展示了一款全新的大圓柱電池—4680無極耳電池，自此帶動動力電池行業(yè)進入大圓柱時代。2023年1月，特斯拉首次宣布不僅將4680電池應(yīng)用于電動汽車領(lǐng)域，還要將其拓展到儲能領(lǐng)域。
作為全球電動車領(lǐng)導(dǎo)者和新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新的“風(fēng)向標”，特斯拉在4680電池上的積極推進將帶動整個電池上下游產(chǎn)業(yè)鏈的變革。
此外，4680新解決方案的出現(xiàn)也與市場對電動行業(yè)在安全性、續(xù)航里程和充電能力等方面的關(guān)注指標密不可分。未來，4680電池有望成為動力電池市場的新賽道，并成為圓柱動力電池的標準型號，逐步取代部分軟包和方形電池的市場份額。
4680電池展示
整車和電池領(lǐng)域的企業(yè)競相布局大圓柱電池，加速推進其研發(fā)和生產(chǎn)，共同掀起了“4680熱潮”。寶馬、沃爾沃、通用、保時捷、蔚來等國內(nèi)外多家車企已公開宣布將使用或考慮使用大圓柱電池。億緯鋰能、鵬輝能源、海辰儲能等電池企業(yè)自2022年起已經(jīng)規(guī)劃或開始布局適用于儲能市場的磷酸鐵鋰大圓柱電池。
2023年，特斯拉宣布將擴產(chǎn)100GWh的4680電池；2022年，寶馬分別與億緯鋰能、寧德時代、遠景動力達成46系列圓柱電池供貨協(xié)議，并計劃從2024年至2025年開始大規(guī)模生產(chǎn)搭載4680電池的電動車。根據(jù)華泰證券預(yù)測，到2027年，全球46系列大圓柱電池的裝機量有望達到407.3GWh，對應(yīng)市場規(guī)模將達到2036.6億元。
中國方形&圓柱結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模
各電池廠4680電池研發(fā)進展
大圓柱電池
降本增效的最優(yōu)選擇
4680大圓柱電池究竟有什么優(yōu)勢？
它是一種直徑為46mm、高度為80mm的新一代圓柱型電池，采用了新型極耳電極設(shè)計。根據(jù)特斯拉在“電池日”公開的數(shù)據(jù)，相較于21700電池，4680電池的單顆電芯容量提升5倍，功率提升6倍。在整車層面，它可以實現(xiàn)16%的續(xù)航里程提升，成本可降低14%，并且每GWh的投資成本可以降低7%。
與傳統(tǒng)電池相比，4680電池在尺寸、單體和系統(tǒng)層面都進行了創(chuàng)新升級。特別是實現(xiàn)了全極耳連接，直接從正極/負極上剪出極耳，大大增加了電池的能量密度，降低了電池電阻。隨著單體電池容量的提升，整體電池組的空間利用率和成組效率也相應(yīng)提高，從而帶來電池功率性能的提升和成本的下降。此外，直徑為46mm是圓柱電池兼顧高能量密度和高功率密度的最佳選擇，無論是提升續(xù)航能力、降低成本還是回收利用價值，都具有明顯的優(yōu)勢。
圓柱電池尺寸與性能變化
4680電池尺寸及能量密度與1865、2170對比
4680電池并非絕對的“完美”，其良率突破是實現(xiàn)量產(chǎn)的關(guān)鍵，而在工藝層面進行革新是提高良率的關(guān)鍵。例如，極耳模切、無極耳與集流盤激光焊接等環(huán)節(jié)，是安全性面臨的最大挑戰(zhàn)，也是未來降本增效的商機所在。
隨著全球新能源汽車行業(yè)步入高速發(fā)展階段，動力電池等核心部件的需求將不斷上漲。工藝環(huán)節(jié)的精密加工領(lǐng)域已經(jīng)蓄勢待發(fā)，技術(shù)的提升將成為未來“卷”的關(guān)鍵。這是市場透露的信號，也是產(chǎn)業(yè)規(guī)模量產(chǎn)發(fā)展的趨勢所在。
4680機械件的核心要求
4680帶動產(chǎn)業(yè)鏈革新
精加工技術(shù)迎來新機遇
2022年1月，特斯拉成功生產(chǎn)了100萬顆4680電池，其平均良率達到了92%，最高良率更是達到了97%，這意味著該技術(shù)已經(jīng)達到了可量產(chǎn)的水平。相比之下，國內(nèi)電池廠的良率相對較低。
不過，據(jù)方正證券預(yù)測，到2025年，圓柱結(jié)構(gòu)件市場空間將達到156億元。其中，4680電池將占據(jù)超過80%的市場份額，對應(yīng)的4680結(jié)構(gòu)件市場空間將達到125億元。預(yù)計在未來四年內(nèi)，該市場的復(fù)合增長率將達到約64%。
2025年圓柱結(jié)構(gòu)件市場空間預(yù)測
4680電池的量產(chǎn)將帶來精密結(jié)構(gòu)件材料、工藝和設(shè)計方面的重大變化和升級。例如，在生產(chǎn)過程中涉及到的磨削、去毛刺、工業(yè)清洗、表面處理等多個精密加工細分領(lǐng)域，都是保證電池性能和安全性的關(guān)鍵因素。
電芯制造工藝
精密磨削技術(shù)
精密磨削是一種注重精度的磨削形式，用于獲得高質(zhì)量表面的光潔度和公差，它在很大程度上決定著部件的最終功能特性。作為全球動力電池最大的技術(shù)來源國，我國在市場占有率、供應(yīng)鏈完整性和技術(shù)領(lǐng)先方面都占有優(yōu)勢。然而，隨著電動化發(fā)展的趨勢，零件復(fù)雜性對磨削技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。
例如，4680電池的磨削方式可以通過臥式拉伸技術(shù)實現(xiàn)。將正極片、隔膜和負極片按照順序疊好，然后通過卷繞的方式將這些部件卷成圓柱形。接下來，將卷好的電池組件放入壓模中，通過壓力將電池組件壓縮成預(yù)定的形狀和尺寸。最后使用專用的磨床對電池進行精密磨削，來去除電池表面的毛刺和不平整部分，達到電池表面光潔度和尺寸精度的高要求。
臥式拉伸技術(shù)在尺寸精度、生產(chǎn)成本和尺寸兼容性方面具有更大的潛力，有望取代傳統(tǒng)的立式?jīng)_壓技術(shù)。根據(jù)東方證券預(yù)測，臥式拉伸技術(shù)將成為4680電池的主流制造方法，到2025年市場空間預(yù)計將超過120億。
傳統(tǒng)圓柱電池&4680電池解卷結(jié)構(gòu)
電解去毛刺技術(shù)
4680電池采用了無極耳設(shè)計，與傳統(tǒng)圓柱電池相比，對工藝精度和效率的把控十分嚴格。例如，在極片分切環(huán)節(jié)，經(jīng)常會在極片的集流體上產(chǎn)生毛刺。尺寸較大的金屬毛刺有可能刺破電池隔膜，導(dǎo)致正負極之間的短路，對電池的產(chǎn)品性能和安全性構(gòu)成威脅。
因此，相關(guān)生產(chǎn)廠商需要提前采取措施，通過生產(chǎn)控制或設(shè)計預(yù)防措施來避免電極毛刺導(dǎo)致的內(nèi)部短路問題。
極耳是電池在充放電過程中最容易過熱的地方
電解去毛刺是一種化學(xué)去毛刺方法，可去除機械加工、磨削加工后的毛刺，并使金屬零件尖邊倒圓或倒棱，然后利用電解作用去除金屬零件毛刺。其工作原理是，工具電極接在直流電源的負極，有毛刺的零件接在電源的正極，中間通過一定壓力和流速的電解液，然后接通直流電源，作為陽極的金屬就逐漸發(fā)生電化學(xué)溶解，達到去除毛刺的目的。
激光清洗技術(shù)
4680電池采用了全極耳+集流盤的焊接方式，焊點數(shù)量相比21700提高了五倍以上，焊接設(shè)備數(shù)量也增加了3倍，包括極耳焊接、極帶的點焊接、電芯入殼的預(yù)焊、外殼頂蓋密封焊接、注液口密封焊接等。這樣一來，虛焊的風(fēng)險會增加，同時金屬箔帶的污物、粉塵等也成為清洗難點。
為了解決這些問題，激光清洗技術(shù)被廣泛應(yīng)用于極片制造、電芯制作以及電池組裝等主要動力電池生產(chǎn)制程。作為“21世紀最具有發(fā)展?jié)摿Φ木G色清洗技術(shù)”，激光清洗可以在不損傷基體表面的前提下提高綜合性能。
在電焊焊接前，進行激光清洗可以有效去除電芯導(dǎo)電桿內(nèi)孔的廢棄物、煙塵等。在涂覆電極材料時，正負集流體也可以進行極片激光清洗。常見的正極集流體是鋁箔，負極集流體是銅箔。傳統(tǒng)清洗技術(shù)可能會對其他部件造成損傷，而激光清洗技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)控和清洗結(jié)果量化判定，還能提高極片批產(chǎn)生產(chǎn)的一致性。
激光極耳切割&激光極片清洗
干冰清洗技術(shù)
對于電池整體的清洗，干冰清洗是現(xiàn)代工業(yè)清洗門類中最環(huán)保的清洗方式之一。首先，它對環(huán)境友好，干冰清洗的介質(zhì)是固態(tài)二氧化碳，最終會揮發(fā)成二氧化碳氣體回歸大自然。其次，干冰清洗對電池和工作人員都友好，它不需要拆解電池，不會磨損電池結(jié)構(gòu)，并且不使用腐蝕性化學(xué)品，對操作人員無毒、安全，符合當下綠色環(huán)保的政策。再者，干冰清洗速度快，效果穩(wěn)定，能夠最大程度地達到理想效果。
蘇州科銳德節(jié)能環(huán)境科技有限公司，針對新能源鋰電池殼開發(fā)了一套超聲波分油型清洗劑，該技術(shù)不僅降低了廢水處理成本，還能使企業(yè)凈利潤提高15%以上。
只有通過嚴格控制生產(chǎn)過程中的各個精加工技術(shù)環(huán)節(jié)，才能更好地滿足市場需求。隨著技術(shù)的不斷進步和動力電池市場的不斷擴大，整車廠商需要加快對關(guān)鍵零部件的產(chǎn)業(yè)鏈布局，而傳統(tǒng)零部件制造則需要不斷進行技術(shù)革新。
未來，我們將看到更高效、環(huán)保的精加工技術(shù)被應(yīng)用到電池制造過程中，精密加工行業(yè)也將迎來更廣闊的發(fā)展前景。
“在動力電池領(lǐng)域，市場永遠忠誠于技術(shù)”
決方案|“4680無極耳電池?zé)岢薄毕?，精密加工未來前景大爆發(fā)！
10-27-2023
