Una breve discusión sobre El abandono de LG Energy Solution de la investigación y el desarrollo de células prismáticas.
Índice del contenido
Desarrollo y manejo celular
Tres tipos de células: orígenes similares con diferentes funcionalidades
Fabricantes de baterías: el desarrollo de múltiples rutas técnicas.
Rutas tecnológicas: complementando y compitiendo
Conclusión
Desarrollo y manejo celular
Según un medio de comunicación coreano El elec (14 de septiembre), LG Energy Solution anunció la cancelación de sus desarrollos de celdas prismáticas, enfocándose en cambio en la producción de celdas tipo bolsa.
Basado en la forma de empaque, baterías de litio se dividen predominantemente en células de bolsa, células cilíndricas y células prismáticas. Estas tres opciones han formado una cierta escala en el mercado, pero ¿el movimiento de LG Energy Solution conducirá a cambios en el diseño de la industria?
Tres tipos de células: orígenes similares con diferentes funcionalidades
Las celdas de bolsa, las celdas cilíndricas y las celdas prismáticas se desarrollaron a partir de tecnologías de batería 3C, pero sus características difieren según la estructura.
El rollo de gelatina de la celda de la bolsa está cubierto con una estructura similar a la envoltura de película de aluminio y plástico que se encuentra en las piezas polares. Debido a esta estructura blanda, esta celda tomó el nombre de "celda de bolsa". La celda de la bolsa tiene las características de alta densidad de energía y excelente rendimiento de disipación de calor.
El nombre de la celda cilíndrica proviene del rodamiento del rollo de gelatina en una columna, donde el exterior está equipado con una carcasa cilíndrica de acero o aluminio. Esta celda cilíndrica tiene las características de tamaño pequeño y alta eficiencia de producción.
La celda prismática es el tipo de celda de batería más utilizado en litioa base de electricidad. Está envuelto por una carcasa de aluminio rectangular, tiene un paquete de baterías incorporado, está lleno de electrolitos y está sellado con una cubierta superior para formar una unidad electroquímica relativamente independiente.
Después de casi diez años de desarrollo, la dirección técnica de estas tres células se ha vuelto cada vez más clara.
La celda de bolsa ofrece ventajas inherentes en densidad de masa y energía y está constantemente rompiendo límites. Actualmente, la dirección de investigación y desarrollo de esta celda es resolver una serie de problemas causados por la producción de gas dentro de la celda de la batería.
La celda cilíndrica ofrece un diámetro y una capacidad de celda cada vez mayores. Comenzando desde el 18650 original (diámetro de 18 mm), luego progresó al 21700, luego a la última serie 34 y ahora al popular 4680.
Las ventajas estructurales de la celda prismática están saliendo a la luz gracias al continuo progreso en la investigación y el desarrollo de materiales. La carcasa de acero tradicional ha sido reemplazada por una carcasa de aluminio de alta resistencia, lo que lleva la densidad de masa y energía a un nivel superior. Los avances en la tecnología de soldadura por láser también han resuelto el problema de la resistencia de la soldadura entre la carcasa y la cubierta superior. Además, el nacimiento de las laminaciones y la tecnología de cátodo con lengüeta hacia afuera ha significado avances en los desafíos que enfrenta la utilización del espacio.
Todos los productos “gimmick” lanzados por las fábricas de baterías en los últimos años –ya sea pensando en la batería “blade”, la batería “magazine”, o la batería “Kirin”–, la base siempre ha sido la celda prismática. Esto se ha reflejado en el mercado de baterías EV, que mostró que las baterías prismáticas instaladas en 2021 alcanzaron los 121 GWh, lo que representa el 81 % (según datos del informe de mercado de baterías EV 2021 de CITIC Securities).
Fabricantes de baterías: el desarrollo de múltiples rutas técnicas.
Cada empresa de baterías elige una ruta técnica durante la planificación inicial. Por ejemplo, la ruta de celdas cilíndricas de Panasonic se originó a partir de su aplicación exitosa de las celdas 18650 en computadoras portátiles y los avances tecnológicos posteriores que la acompañaron. La ruta de la carcasa de aluminio prismático de BYD está relacionada con el uso de baterías OEM para Nokia.
Sin embargo, con la investigación en curso y el desarrollo de nuevas tecnologías, así como los cambios en los patrones de oferta y demanda del mercado, la gran mayoría de los fabricantes de baterías ahora desarrollarán múltiples rutas técnicas:
- Como el mayor proveedor de celdas cilíndricas, Panasonic ha comenzado a investigar y desarrollar celdas prismáticas de aluminio en su fábrica de Dalian;
- LG Energy Solution es conocida por sus celdas de bolsa, sin embargo, sus celdas cilíndricas también son excelentes;
- Las baterías EV de Samsung son conocidas por sus celdas prismáticas de aluminio, sin embargo, la producción en masa de las 21700 celdas cilíndricas ya comenzó en su fábrica de Tianjin;
- CATL está implementando una serie de cilindros grandes y también se ha asociado con BMW, que se espera que comience a suministrar la celda cilíndrica de la serie 46 en 2025.
Además de desarrollar múltiples rutas técnicas, empresas de baterías combinará y modificará las características de sus celdas de batería para mejorar y actualizar sus productos, o utilizará métodos no técnicos para mantener sus fortalezas.
Rutas tecnológicas: complementando y compitiendo
La elección de la ruta tecnológica depende principalmente de los desarrollos de la tecnología y la velocidad con la que se pueden lograr las actualizaciones. La elección de la dirección de desarrollo depende principalmente de los siguientes factores:
- Innovación tecnica: En el caso de que no haya innovaciones revolucionarias dentro de una ruta técnica, las celdas de bolsa, las celdas cilíndricas y las celdas prismáticas se desarrollarán simultáneamente para lograr mejoras de rendimiento y costos, de acuerdo con sus características.
- Empresas líderes: Gracias a su capital y capacidades tecnológicas adecuadas, las empresas líderes pueden influir en la industria y así evitar sus deficiencias. Hasta ahora, las empresas líderes han elegido más de una ruta tecnológica, lo que significa que las tres rutas tecnológicas ocuparán sus respectivas cuotas de mercado en el futuro previsible.
- Cambios de mercado: Es improbable que el dominio actual del mercado interno por parte de las celdas prismáticas de aluminio cambie en los próximos años. Sin embargo, el lanzamiento de la batería 4680 brinda un nuevo impulso de crecimiento para el desarrollo de la celda cilíndrica, mientras que las celdas de bolsa están ganando popularidad en algunos mercados extranjeros.
Conclusión
El aumento de la popularidad de las celdas cilíndricas y de bolsa significa que la competencia entre la celda prismática y la celda de bolsa aún es incierta. En cuanto a la elección de LG Energy Solution de continuar con la ruta de la celda de bolsa y abandonar la investigación y el desarrollo de la celda prismática, esto podría deberse a sus ya grandes inversiones en la celda de bolsa y los avances tecnológicos ya logrados en la celda prismática por parte de la batería china. empresas en los últimos diez años.
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