Uma breve discussão sobre Abandono da LG Energy Solution da pesquisa e desenvolvimento de células prismáticas.
Conteúdo
Desenvolvimento e gerenciamento de células
Três tipos de células: origens semelhantes com diferentes funcionalidades
Fabricantes de baterias: o desenvolvimento de múltiplas rotas técnicas
Rotas tecnológicas: complementares e concorrentes
Conclusão
Desenvolvimento e gerenciamento de células
De acordo com a mídia coreana The Elec (14 de setembro), a LG Energy Solution anunciou o cancelamento de seus desenvolvimentos de células prismáticas, concentrando-se na produção de células tipo bolsa.
Com base na forma de embalagem, baterias de lítio são predominantemente divididas em bolsas, células cilíndricas e células prismáticas. Essas três opções já ganharam certa escala no mercado, mas será que o movimento da LG Energy Solution levará a mudanças no layout da indústria?
Três tipos de células: origens semelhantes com diferentes funcionalidades
Células de bolsa, células cilíndricas e células prismáticas foram todas desenvolvidas a partir de tecnologias de bateria 3C, mas suas características diferem dependendo da estrutura.
O jellyroll da célula da bolsa é coberto com uma estrutura semelhante à do invólucro de filme plástico de alumínio encontrado nas peças polares. Devido a essa estrutura mole, essa célula recebeu o nome de “célula de bolsa”. A célula tipo bolsa tem as características de alta densidade de energia e excelente desempenho de dissipação de calor.
O nome da célula cilíndrica vem do rolamento do jellyroll em uma coluna, onde o exterior é equipado com uma casca cilíndrica de aço ou alumínio. Esta célula cilíndrica tem características de tamanho pequeno e alta eficiência de produção.
A célula prismática é o tipo de célula de bateria mais amplamente utilizado em lítioeletricidade de base. Ele é envolto por um invólucro retangular de alumínio, possui uma bateria embutida, é preenchido com eletrólitos e é selado com uma tampa superior para formar uma unidade eletroquímica relativamente independente.
Após quase dez anos de desenvolvimento, a direção técnica dessas três células tornou-se cada vez mais clara.
A célula tipo bolsa oferece vantagens inerentes em densidade de massa e energia e está constantemente quebrando limites. Atualmente, a direção de pesquisa e desenvolvimento dessa célula é resolver uma série de problemas causados pela produção de gás dentro da célula da bateria.
A célula cilíndrica oferece um diâmetro e capacidade de célula cada vez maiores. A partir do 18650 original (diâmetro de 18 mm), progrediu para o 21700, depois para a série 34 posterior e agora para o popular 4680.
As vantagens estruturais da célula prismática estão surgindo graças ao progresso contínuo na pesquisa e desenvolvimento de materiais. O invólucro de aço tradicional foi substituído por um invólucro de alumínio de alta resistência, que eleva a densidade de massa-energia a um nível superior. Os desenvolvimentos na tecnologia de soldagem a laser também resolveram o problema da resistência da soldagem entre o invólucro e a tampa superior. Além disso, o nascimento das laminações e da tecnologia catod tab side-out significou avanços nos desafios enfrentados pela utilização do espaço.
Todos os produtos “gimmick” lançados pelas fábricas de baterias nos últimos anos –seja pensando na bateria “blade”, na bateria “magazine” ou na bateria “Kirin”–, a base sempre foi a célula prismática. Isso se refletiu no mercado de baterias EV, que mostrou que as baterias prismáticas instaladas em 2021 atingiram 121GWh, representando 81% (dos dados do relatório de mercado de baterias EV CITIC Securities 2021).
Fabricantes de baterias: o desenvolvimento de múltiplas rotas técnicas
Cada empresa de baterias escolhe uma rota técnica durante o planejamento inicial. Por exemplo, a rota de célula cilíndrica da Panasonic originou-se de sua aplicação bem-sucedida das células 18650 em laptops e os avanços tecnológicos subsequentes que vieram com ela. A rota de invólucro de alumínio prismático da BYD está relacionada ao uso de baterias OEM para a Nokia.
No entanto, com a pesquisa contínua e o desenvolvimento de novas tecnologias, bem como as mudanças nos padrões de oferta e demanda do mercado, a grande maioria dos fabricantes de baterias desenvolverá agora várias rotas técnicas:
- Como o maior fornecedor de células cilíndricas, a Panasonic começou a pesquisar e desenvolver células prismáticas de alumínio em sua fábrica de Dalian;
- A LG Energy Solution é conhecida por suas células tipo bolsa, no entanto, suas células cilíndricas também são excelentes;
- As baterias EV da Samsung são conhecidas por suas células prismáticas de alumínio, no entanto, a produção em massa das células cilíndricas 21700 já começou em sua fábrica de Tianjin;
- A CATL está implantando uma série de grandes cilindros e também fez parceria com a BMW, que deve começar a fornecer a célula cilíndrica da série 46 em 2025.
Paralelamente ao desenvolvimento de múltiplas rotas técnicas, empresas de baterias irá combinar e alterar suas características de células de bateria para melhorar e atualizar seus produtos, ou usar métodos não técnicos para manter seus pontos fortes.
Rotas tecnológicas: complementares e concorrentes
A escolha da rota tecnológica depende principalmente dos desenvolvimentos da tecnologia e da velocidade com que as atualizações podem ser alcançadas. A escolha da direção do desenvolvimento depende principalmente dos seguintes fatores:
- Inovação técnica: Caso não haja inovações revolucionárias dentro de qualquer rota técnica, as células tipo bolsa, células cilíndricas e células prismáticas serão todas desenvolvidas simultaneamente para obter melhorias de desempenho e custo, de acordo com suas características.
- empresas líderes: Graças ao seu capital e capacidades tecnológicas adequadas, as empresas líderes podem influenciar a indústria e assim evitar suas deficiências. Até agora, as empresas líderes escolheram mais de uma rota de tecnologia, o que significa que as três rotas de tecnologia ocuparão suas respectivas participações de mercado no futuro próximo.
- Mudanças de mercado: É improvável que o atual domínio do mercado doméstico por células prismáticas de alumínio mude nos próximos anos. No entanto, o lançamento da bateria 4680 fornece um novo impulso de crescimento para o desenvolvimento da célula cilíndrica, enquanto as células tipo bolsa estão ganhando popularidade em alguns mercados estrangeiros.
Conclusão
O aumento da popularidade das células cilíndricas e bolsas significa que a competição entre a célula prismática e a célula bolsa ainda é incerta. Quanto à escolha da LG Energy Solution de continuar na rota da célula bolsa e abandonar a pesquisa e desenvolvimento da célula prismática, isso pode ser devido aos seus já grandes investimentos na célula bolsa e aos avanços tecnológicos já alcançados na célula prismática pela bateria chinesa empreendimentos nos últimos dez anos.
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