大圓柱電池在動(dòng)力戰(zhàn)場(chǎng)有望重新占據(jù)一席之地

摘要

全極耳技術(shù)的突破，三元/鐵鋰技術(shù)并行，使得大圓柱在性能、成本、安全方面優(yōu)勢(shì)更加明顯。應(yīng)用場(chǎng)景邊界的拓寬，以及頭部電池企業(yè)的跟進(jìn)，也讓大圓柱電池在動(dòng)力戰(zhàn)場(chǎng)有望重新占據(jù)一席之地。

特斯拉現(xiàn)象級(jí)效應(yīng)下，在汽車(chē)市場(chǎng)逐漸式微的圓柱電池重新“騷動(dòng)”起來(lái)。

特斯拉電池日之后， 4680無(wú)極耳（又稱全極耳）大圓柱技術(shù)路線被提出。緊跟其后，多家主機(jī)廠和電池企業(yè)加快大圓柱電池領(lǐng)域的動(dòng)作。

高工鋰電注意到，在應(yīng)用端，特斯拉、保時(shí)捷、江淮、東風(fēng)嵐圖等乘用車(chē)企相繼釋放出明確的大圓柱電池應(yīng)用信號(hào)。在供應(yīng)端，LG、松下、比克、力神、億緯鋰能、蜂巢能源等電池企業(yè)積極跟進(jìn)包括4680在內(nèi)的大圓柱電池。

作為特斯拉的三大動(dòng)力電池供應(yīng)商之一，寧德時(shí)代也在積極布局大圓柱電池，主要瞄準(zhǔn)兩輪車(chē)市場(chǎng)，同時(shí)，不排除其將大圓柱電池導(dǎo)入到乘用車(chē)領(lǐng)域。

過(guò)去幾年，18650電池在乘用車(chē)市場(chǎng)逐漸邊緣化，此后特斯拉采用2170圓柱電池方案也未獲得市場(chǎng)廣泛認(rèn)可，圓柱電池在動(dòng)力市場(chǎng)日漸式微。

18650和2170市場(chǎng)都未能在新能源汽車(chē)市場(chǎng)站穩(wěn)的核心原因在于，一是彼時(shí)國(guó)內(nèi)電池企業(yè)在高鎳材料技術(shù)上突破不深，疊加預(yù)鍍鎳鋼殼材料核心技術(shù)為日本企業(yè)掌控，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈配套能力不足。二是國(guó)內(nèi)方形電池競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，軟包奮起突圍，圓柱面臨巨大的市場(chǎng)蠶食。三是除了特斯拉之外，其他車(chē)企終端并未形成規(guī)?；袌?chǎng)需求，配套車(chē)型也屈指可數(shù)，導(dǎo)致電池端驅(qū)動(dòng)力不足。

相比于此前圓柱電池面臨的“窘境”，全極耳技術(shù)的突破，三元/鐵鋰技術(shù)并行，使得大圓柱在性能、成本、安全方面優(yōu)勢(shì)更加明顯。應(yīng)用場(chǎng)景邊界的拓寬，以及頭部電池企業(yè)的跟進(jìn)，也讓大圓柱電池在動(dòng)力戰(zhàn)場(chǎng)有望重新占據(jù)一席之地。

應(yīng)用邊界拓寬

應(yīng)用場(chǎng)景及市場(chǎng)需求是技術(shù)路線、產(chǎn)品迭代的風(fēng)向標(biāo)。而大圓柱電池在高端乘用車(chē)市場(chǎng)、海外商用車(chē)市場(chǎng)、二輪車(chē)/低速車(chē)市場(chǎng)已經(jīng)釋放出需求。

高端乘用車(chē)方面，大圓柱除了擁有特斯拉的市場(chǎng)背書(shū)之外，保時(shí)捷也明確表示，圓柱電池是動(dòng)力電池未來(lái)的重要方向，其正在研究大功率、高密度的電池。

高工鋰電獲悉，在電動(dòng)賽車(chē)和超級(jí)跑車(chē)的電池選擇上，保時(shí)捷更傾向于選擇圓柱電池，國(guó)內(nèi)一家圓柱電池企業(yè)透露，其就在和保時(shí)捷做相應(yīng)的前期研發(fā)配套。

作為圓柱電池?fù)碥O，江淮也在堅(jiān)持圓柱電池的應(yīng)用，并向大圓柱方向迭代邁進(jìn)，開(kāi)發(fā)車(chē)規(guī)級(jí)4680電池。

江淮汽車(chē)新能源汽車(chē)研究院電池系統(tǒng)部技術(shù)副總監(jiān)秦李偉表示，全極耳高鎳圓柱4680電池可以兼顧能量密度、安全性及功率性能，符合車(chē)規(guī)級(jí)動(dòng)力電池的要求。目前江淮汽車(chē)正在進(jìn)行基于46系列的全新平臺(tái)規(guī)劃。未來(lái)將開(kāi)發(fā)4680/46105系列電芯，并實(shí)現(xiàn)整包CTP。

從而實(shí)現(xiàn)A0新平臺(tái)200-600km車(chē)型全覆蓋，A級(jí)車(chē)新平臺(tái)400-800km全覆蓋。同時(shí)，在300-400km及以下車(chē)型可采用磷酸鐵鋰電芯，400km以上車(chē)型采用三元4680電芯。

此外，東風(fēng)的高端品牌嵐圖也將圓柱納入車(chē)型版圖當(dāng)中。

海外商用車(chē)方面，為了滿足底盤(pán)設(shè)計(jì)、動(dòng)力性能、續(xù)航里程等，特斯拉確認(rèn)打算在Semi卡車(chē)上使用4680電池和結(jié)構(gòu)性電池組。在其引領(lǐng)下，大圓柱在海外商用車(chē)市場(chǎng)的應(yīng)用有望獲得進(jìn)一步的市場(chǎng)認(rèn)可。

二輪車(chē)/低速車(chē)方面，憑借標(biāo)準(zhǔn)化、效率高、規(guī)?；⑿詢r(jià)比等優(yōu)勢(shì)，大圓柱電池正在二輪車(chē)市場(chǎng)攻城略地，包括小牛、新日、哈啰、美團(tuán)等都在擴(kuò)大大圓柱電池的應(yīng)用。

值得一提的是，近日一份關(guān)于《GB/T28382純電動(dòng)乘用車(chē)技術(shù)條件》的會(huì)議紀(jì)要曝光，根據(jù)內(nèi)容顯示，低速電動(dòng)車(chē)將納入新能源汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)，只能使用磷酸鐵鋰或三元鋰電池，且要求技術(shù)全面升級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)將于今年9月發(fā)布。

無(wú)獨(dú)有偶，高工鋰電獲悉，已經(jīng)有排名靠前的電池企業(yè)通過(guò)大圓柱電池向低速車(chē)及A00級(jí)市場(chǎng)滲透。

電池企業(yè)跑步跟進(jìn)

明確的市場(chǎng)風(fēng)向下，電池企業(yè)也迅速跟進(jìn)。除了松下、LG已經(jīng)著手為特斯拉部署4680電池生產(chǎn)線之外，國(guó)內(nèi)電池企業(yè)也相繼亮相4680電池的進(jìn)展。

從規(guī)?；慨a(chǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)看，國(guó)內(nèi)將會(huì)在2023年釋放出4680電池產(chǎn)能。

比克首席科學(xué)家林建表示，比克正在與客戶合作進(jìn)行全極耳大圓柱電池的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，4680電芯樣品預(yù)計(jì)年內(nèi)實(shí)現(xiàn)批量下線，批量生產(chǎn)預(yù)計(jì)將于2023年開(kāi)始，將在車(chē)電市場(chǎng)率先應(yīng)用。

在林建看來(lái)，大圓柱電池從功率密度、快充快放能力，都是可以跟方形相媲美的。從安全性來(lái)說(shuō)，圓柱定向爆破能力優(yōu)于方形。與大方形相比，在能量密度、功率密度都差不多的情況下，圓柱的安全性是最大的優(yōu)勢(shì)。

作為國(guó)內(nèi)率先發(fā)布4680圓柱電池的企業(yè)，比克已經(jīng)與國(guó)際知名車(chē)企進(jìn)行全極耳大圓柱電池的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

林建向高工鋰電介紹，終端應(yīng)用領(lǐng)特別是高端車(chē)電市場(chǎng)對(duì)大圓柱電芯產(chǎn)品有著可觀的需求量。未來(lái)，比克會(huì)將其4680產(chǎn)品首先用于高端價(jià)值客戶。

億緯鋰能基礎(chǔ)材料與技術(shù)研究室主任冀亞娟也表示，公司在大圓柱電池方面已經(jīng)布局了46800和46950兩大型號(hào)，2023年后會(huì)逐步將大圓柱電池進(jìn)行市場(chǎng)推廣。

蜂巢能源董事長(zhǎng)兼CEO楊紅新表示，4680大圓柱電芯的誕生具有顛覆性，包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝的革新性，以及在制造端將大幅降低成本。大圓柱未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊，以高性能跑車(chē)、SUV等領(lǐng)域作為市場(chǎng)突破口，圓柱電池可與方形、軟包電池展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。

據(jù)悉，蜂巢能源今年也將切入大圓柱領(lǐng)域。

在大圓柱電池推進(jìn)較快的還有寧德時(shí)代，尤其在二輪車(chē)市場(chǎng)。

近期，哈啰出行旗下哈啰電動(dòng)車(chē)發(fā)布A80（精靈）、A86（圖靈）和B80（魔靈）三大車(chē)型，分別在4、5、6月上市。新車(chē)將搭載寧德時(shí)代電池。

不久之前，寧德時(shí)代還攜手新日發(fā)布了48v20Ah、60v20Ah、109v92Ah三款汽車(chē)級(jí)磷酸鐵鋰新電池產(chǎn)品，保5年用10年。

而作為國(guó)內(nèi)大圓柱電池龍頭，國(guó)軒高科也牢牢固守著屬于自身的乘用車(chē)陣地。GGII數(shù)據(jù)顯示，2020年國(guó)軒動(dòng)力電池裝機(jī)量位于國(guó)內(nèi)圓柱動(dòng)力電池榜首。

海外方面，繼21700之后，LG化學(xué)與松下已經(jīng)著手為特斯拉開(kāi)發(fā)4680電池試驗(yàn)生產(chǎn)線。近期三星SDI也表示正在為電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)一種新的、更大的圓柱形電池，預(yù)計(jì)未來(lái)兩到三年內(nèi)推出。

可以看到，曾經(jīng)在動(dòng)力市場(chǎng)備受擠壓的圓柱電池正在以新的姿態(tài)回歸行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。細(xì)分市場(chǎng)領(lǐng)域正在給大圓柱電池開(kāi)啟新的大門(mén)，圓柱依然能夠激烈的動(dòng)力市場(chǎng)中贏得一席之地。

新賽道門(mén)檻

目前，國(guó)內(nèi)26、32、34系列的大圓柱電池規(guī)?；a(chǎn)已較為成熟，但是4680新電池在量產(chǎn)方面還存在難題，尤其是在全極耳電池在組裝方面。

馬斯克也曾對(duì)4680電池實(shí)現(xiàn)連續(xù)性的組裝生產(chǎn)，以及生產(chǎn)效率成倍增長(zhǎng)表現(xiàn)出擔(dān)憂。近期對(duì)于4680能否實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的質(zhì)疑聲也不絕于耳。

在電芯層面，電池放電過(guò)程中電流通過(guò)銅箔、鋁箔匯集，并通過(guò)極耳導(dǎo)出到外電路，由于電阻的存在，電池在充放電的過(guò)程中，特別是大電流充放電的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生顯著的歐姆熱，引起電池溫度的升高，越粗越大的電芯發(fā)熱越多、散熱越難，因此，如何解決電芯尺寸做大和發(fā)熱減少的悖論是其中的關(guān)鍵。

在制造方面，與傳統(tǒng)圓柱電池相比，4680電池線的關(guān)鍵變化在于全極耳制作、連接等電芯組裝段，需要新增全極耳成型、全極耳與集流盤(pán)或殼體連接、檢測(cè)及連續(xù)組裝等工藝和設(shè)備。這對(duì)設(shè)備精度也提出了更高的要求。

逸飛激光表示，公司從2009年開(kāi)始投入全極耳技術(shù)、工藝與設(shè)備研發(fā)，具備完整的全極耳電池組裝技術(shù)，應(yīng)用產(chǎn)品包括單端全極耳和兩端全極耳等5種全極耳電池結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品尺寸全面覆蓋4680在內(nèi)的直徑18-80mm、長(zhǎng)度65-300mm等各個(gè)范圍段，目前已完成百余套圓柱全極耳設(shè)備交付，獲得眾多頭部電池企業(yè)認(rèn)可。

在完成規(guī)模化量產(chǎn)與市場(chǎng)初期導(dǎo)入之后，大圓柱的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也許才剛剛開(kāi)始。

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