Une brève discussion sur L'abandon par LG Energy Solution de la recherche et du développement des cellules prismatiques.
Table des matières
Développement et gestion des cellules
Trois types de cellules : des origines similaires avec des fonctionnalités différentes
Fabricants de batteries : le développement de multiples voies techniques
Les voies technologiques : complémentarité et concurrence
Conclusion
Développement et gestion des cellules
Selon un média coréen Le elec (14 septembre), LG Energy Solution a annoncé l'annulation de ses développements de cellules prismatiques, se concentrant plutôt sur la production de cellules en poche.
Basé sur la forme d'emballage, batteries à lithium sont principalement divisés en cellules de poche, cellules cylindriques et cellules prismatiques. Ces trois options ont pris une certaine ampleur sur le marché, mais la décision de LG Energy Solution entraînera-t-elle des changements dans la configuration de l'industrie ?
Trois types de cellules : des origines similaires avec des fonctionnalités différentes
Les cellules de poche, les cellules cylindriques et les cellules prismatiques ont toutes été développées à partir des technologies de batterie 3C, mais leurs caractéristiques diffèrent selon la structure.
Le jellyroll de la cellule de poche est recouvert d'une structure similaire à celle de l'enveloppe de film aluminium-plastique que l'on trouve sur les pièces polaires. En raison de cette structure souple, cette cellule a pris le nom de "cellule de poche". La cellule de poche présente les caractéristiques d'une densité d'énergie élevée et d'excellentes performances de dissipation thermique.
Le nom de la cellule cylindrique vient du roulement du jellyroll dans une colonne, où l'extérieur est équipé d'une coque cylindrique en acier ou en aluminium. Cette cellule cylindrique présente les caractéristiques de petite taille et d'efficacité de production élevée.
La cellule prismatique est le type de cellule de batterie le plus largement utilisé dans lithiumà base d'électricité. Il est enveloppé d'une coque en aluminium rectangulaire, possède une batterie intégrée, est rempli d'électrolytes et est scellé avec un couvercle supérieur pour former une unité électrochimique relativement indépendante.
Après près de dix ans de développement, la direction technique de ces trois cellules est devenue de plus en plus claire.
La pile à poche offre des avantages inhérents en matière de densité de masse et d'énergie et dépasse constamment les limites. Actuellement, la direction de la recherche et du développement pour cette cellule est de résoudre une série de problèmes causés par la production de gaz à l'intérieur de la cellule de la batterie.
La cellule cylindrique offre un diamètre et une capacité de cellule de plus en plus croissants. À partir du 18650 d'origine (diamètre 18 mm), il est ensuite passé au 21700, puis à la série 34 ultérieure, et maintenant au populaire 4680.
Les avantages structurels de la cellule prismatique se révèlent grâce aux progrès continus de la recherche et du développement des matériaux. La coque en acier traditionnelle a été remplacée par une coque en aluminium à haute résistance, qui porte la densité d'énergie de masse à un niveau supérieur. Les développements de la technologie de soudage au laser ont également résolu le problème de la force de soudage entre la coque et le capot supérieur. De plus, la naissance des laminations et de la technologie des languettes latérales cathodiques a signifié des percées dans les défis auxquels est confrontée l'utilisation de l'espace.
Tous les produits « gimmick » lancés par les usines de batteries ces dernières années – qu'il s'agisse de la batterie « blade », de la batterie « magazine » ou de la batterie « Kirin » –, la base a toujours été la cellule prismatique. Cela s'est reflété sur le marché des batteries EV, qui a montré que les batteries prismatiques installées en 2021 ont atteint 121 GWh, soit 81 % (d'après les données du rapport sur le marché des batteries EV de CITIC Securities 2021).
Fabricants de batteries : le développement de multiples voies techniques
Chaque entreprise de batteries choisit un itinéraire technique lors de la planification initiale. Par exemple, la voie des cellules cylindriques de Panasonic est née de son application réussie des cellules 18650 dans les ordinateurs portables et des avancées technologiques ultérieures qui l'ont accompagnée. La route du boîtier en aluminium prismatique de BYD est liée à son utilisation de batteries OEM pour Nokia.
Cependant, avec les recherches en cours et le développement de nouvelles technologies, ainsi que l'évolution de l'offre et de la demande du marché, la grande majorité des fabricants de batteries développeront désormais de multiples voies techniques :
- En tant que plus grand fournisseur de cellules cylindriques, Panasonic a commencé la recherche et le développement de cellules prismatiques en aluminium dans son usine de Dalian ;
- LG Energy Solution est connu pour ses cellules en poche, cependant, ses cellules cylindriques sont également excellentes ;
- Les batteries EV de Samsung sont connues pour leurs cellules prismatiques en aluminium, cependant, la production de masse des 21700 cellules cylindriques a déjà commencé dans son usine de Tianjin ;
- CATL déploie une série de gros cylindres et s'est également associé à BMW, qui devrait commencer à fournir la cellule cylindrique de la série 46 en 2025.
Parallèlement au développement de multiples voies techniques, entreprises de batterie combineront et modifieront les caractéristiques de leurs cellules de batterie pour améliorer et mettre à niveau leurs produits, ou utiliseront des méthodes non techniques pour maintenir leurs points forts.
Les voies technologiques : complémentarité et concurrence
Le choix de la voie technologique dépend principalement de l'évolution de la technologie et de la rapidité avec laquelle les mises à jour peuvent être réalisées. Le choix de la direction de développement dépend principalement des facteurs suivants :
- Innovation technique: En l'absence d'innovations révolutionnaires dans une voie technique donnée, les cellules en poche, les cellules cylindriques et les cellules prismatiques seront toutes développées simultanément pour réaliser des améliorations de performances et de coûts, en fonction de leurs caractéristiques.
- Entreprises leaders: Grâce à leur capital et à leurs capacités technologiques adéquates, les entreprises leaders peuvent influencer l'industrie et ainsi éviter leurs lacunes. Jusqu'à présent, les principales entreprises ont choisi plus d'une voie technologique, ce qui signifie que les trois voies technologiques occuperont leurs parts de marché respectives dans un avenir prévisible.
- Changements du marché: La domination actuelle du marché intérieur par les cellules prismatiques en aluminium ne devrait pas changer dans les prochaines années. Cependant, le lancement de la batterie 4680 donne un nouvel élan de croissance pour le développement de la cellule cylindrique, tandis que les cellules en poche gagnent désormais en popularité sur certains marchés étrangers.
Conclusion
La popularité croissante des cellules cylindriques et des cellules à poche signifie que la concurrence entre la cellule prismatique et la cellule à poche est encore incertaine. Quant au choix de LG Energy Solution de continuer sur la voie des cellules de poche et d'abandonner la recherche et le développement de la cellule prismatique, cela pourrait être dû à leurs investissements déjà importants dans la cellule de poche et aux avancées technologiques déjà réalisées dans la cellule prismatique par la batterie chinoise. entreprises au cours des dix dernières années.
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