中國儲能網(wǎng)訊：特斯拉宣布量產(chǎn)第100萬顆4680電芯后，大圓柱電池名聲大噪，正在成為動力電池賽場的一股重要勢力。
“46系列的電池具備突出的安全性和經(jīng)濟性，使用過程不變形，身段苗條、終身可愛，正在成為動力電池的終極技術(shù)方向?！眱|緯鋰能董事長劉金成在電動汽車百人會上表達了對這一電池技術(shù)路線的高度認可。
“賭信”大圓柱，億緯鋰能已經(jīng)規(guī)劃了200GWh大圓柱與方形疊片產(chǎn)能，其中大圓柱電池占據(jù)了較大比例，預(yù)計2022年建成。
劉金成的判斷是，基于電池安全性和經(jīng)濟性的認知，大圓柱電池將成為中高端新能源車的主要動力電池形態(tài)。并連用4個“極致”強調(diào)了大圓柱優(yōu)勢，分別是“極致標準、極致可靠、極致制造與極致體系”。如可靠性上，圓柱在徑向幾乎不發(fā)生變化的耐膨脹性能，全生命周期結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、零應(yīng)力。
比克電池副總裁樊文光同樣看好大圓柱技術(shù)路線。他認為，基于動力電池高安全、性價比、長續(xù)航、長壽命、快充等需求金字塔判斷，大圓柱電池是未來5-10年內(nèi)中高端電動車的最優(yōu)解。
對于市場需求空間，樊文光則十分“激進”，結(jié)合已收到的客戶需求結(jié)合行業(yè)信息判斷，到2025年，大圓柱電芯至少會占30％以上的份額，也就是約480GWh，這已經(jīng)超過了21年全球（動力電池）的總需求量。
此外，作為特斯拉圓柱電池主力供應(yīng)商，松下電器也是大圓柱電池的擁躉者，計劃今年小批量生產(chǎn)4680大圓柱電芯，明年啟動大規(guī)模生產(chǎn)。
備受主機廠與電池企業(yè)追捧的大圓柱電池，系直徑46mm，高度覆蓋80mm-120mm的大圓柱電芯，由特斯拉在其2020年電池日首次公布。特斯拉通過做大電芯、無極耳設(shè)計、硅負極材料、干電極工藝制造工藝等材料、技術(shù)創(chuàng)新及工藝變革，實現(xiàn)圓柱電池安全、性能的最優(yōu)解。
憑借高能量密度、高安全及低成本優(yōu)勢，大圓柱電池已經(jīng)成為動力電池企業(yè)攻堅的重要方向之一，并且在產(chǎn)品端及應(yīng)用端吸引了一大批擁躉者與追隨者。
在應(yīng)用端，特斯拉、保時捷、江淮、東風(fēng)嵐圖等乘用車企相繼釋放出明確的大圓柱電池應(yīng)用信號。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)積極跟進包括4680在內(nèi)的大圓柱電池。
特斯拉效應(yīng)拉動，疊加全極耳技術(shù)突破，三元/鐵鋰技術(shù)并行等技術(shù)成熟，大圓柱在性能、成本、安全方面優(yōu)勢愈發(fā)明顯。在國內(nèi)外電池企業(yè)及供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)合力助推下，大圓柱電池迎來產(chǎn)業(yè)化臨界點，有望于2023年啟動規(guī)模量產(chǎn)。
電池企業(yè)密集布局 2023年規(guī)模量產(chǎn)
作為4680大圓柱電池的提出者，特斯拉產(chǎn)業(yè)化也走在市場前端。
今年2月，特斯拉宣布在美國加州試點工廠下線第100萬個4680電池下線，開啟大圓柱電池規(guī)模生產(chǎn)新階段。
目前，特斯拉已規(guī)劃在美國加利福尼亞州、德克薩斯州、內(nèi)華達州以及德國柏林的四個超級工廠自產(chǎn)4680電池。按照此前計劃，其4680電池的年產(chǎn)量將在2022年達到100GWh、在2030年達到3TWh。
作為特斯拉圓柱電池供應(yīng)商，松下緊隨其后，計劃今年上半年試產(chǎn)4680電池，2023年起為特斯拉生產(chǎn)4680電池，年產(chǎn)能10GWh，約滿足15萬輛汽車的電池需求。
如此龐大的電池需求，除自產(chǎn)4680電池及松下供貨外，特斯拉也在去年8月開始尋找4680大圓柱電池的合作廠商，包括寧德時代、LG化學(xué)、億緯鋰能等。
國際上，LG規(guī)劃在韓國梧倉工廠擴建4680電池產(chǎn)能，計劃2022-2023年量產(chǎn)；三星SDI計劃2024 年實現(xiàn)量產(chǎn)，以色列公司Storedot 則在去年9月宣布生產(chǎn)出第一款4680電池，計劃2024年實現(xiàn)量產(chǎn)。
國內(nèi)企業(yè)進展同樣不容小覷。億緯鋰能已經(jīng)布局了4680與4695兩大型號，已規(guī)劃200GWh大圓柱與方形電池產(chǎn)能，預(yù)計2022年建成。其大圓柱材料已經(jīng)做到鎳9系的極致水平。
比克電池46系列大圓柱電池高度從80－120mm不等，能量密度達到275－300Wh／kg，計劃今年下半年小批量量產(chǎn)，2023年規(guī)模量產(chǎn)，預(yù)計未來幾年將產(chǎn)能擴充至80GWh。
主力電池企業(yè)集中規(guī)劃于2023年前后實現(xiàn)大圓柱電池產(chǎn)品的量產(chǎn)?？梢灶A(yù)見的是，在完成規(guī)?；慨a(chǎn)與市場初期導(dǎo)入之后，大圓柱的市場競爭也許才剛剛開始。
配套供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)化提速
大圓柱電池實現(xiàn)續(xù)航、充電及成本兼容及優(yōu)化，成為電動汽車電池配套的一項重要選擇，產(chǎn)業(yè)化在即，供應(yīng)鏈配套環(huán)節(jié)加速跟進，提前搶占4680電池市場化至高點。
46系大圓柱電池主輔材向高能量高倍率方向升級，高鎳正極、硅碳負極、補鋰劑、碳納米管、LiFSI等主輔材滲透率/用量有望提升。結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域，由于4680采用新構(gòu)型設(shè)計，制造門檻提升，使結(jié)構(gòu)件轉(zhuǎn)向定制化、殼體+蓋板成套采購；設(shè)備方面，激光模切、激光焊等工序用量增加、高精度要求提升等。
硅基負極材料：作為理想的下一代負極材料，純硅比容量是石墨的10倍，但純硅在充電過程中膨脹近3x，目前采用氧化硅摻雜，摻雜含量約5%，4680電池有望提升至10%以上。
目前，以杉杉股份、貝特瑞為代表的負極企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)硅基負極量產(chǎn)及批量供貨，同時璞泰來、石大勝華、翔豐華、硅寶科技等公司處于布局、中試或研發(fā)階段。
高鎳材料：目前，包括寧德時代、松下、LG新能源、三星SDI、SKI等頭部電池企業(yè)已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)供應(yīng)鎳含量超過80%三元電池，同時正在加快超高鎳電池的研發(fā)進展。
其中，鎳含量達90%及以上的NCM9系、NCA9系和NCMA電池，可以將鈷含量降低至10%甚至5%以內(nèi)，成為了眾多電池企業(yè)的下一代拳頭產(chǎn)品。
新型鋰鹽LiFSi領(lǐng)域：包括天賜材料、永太科技、新宙邦、多氟多、宏氟鋰業(yè)、康鵬科技等企業(yè)都在積極擴充LIFSI產(chǎn)能。規(guī)?；a(chǎn)后成本優(yōu)勢將凸顯。
碳納米管領(lǐng)域：GGII預(yù)計，2022年中國碳納米管導(dǎo)電漿料出貨量將突破12萬噸，至2025年將突破32萬噸，成為鋰電池導(dǎo)電劑領(lǐng)域中成長性最高的種類。
結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域：大圓柱電池結(jié)構(gòu)件技術(shù)壁壘高于2170圓柱電池，一是取消模組結(jié)構(gòu)、承載電流變大，二是尺寸變大、厚度變厚，三是底部和頂部分別設(shè)計防爆閥，正極集流盤與極柱直接焊接連接，帶有 CID 設(shè)計。
科達利宣布具備大圓柱4680電池結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)能力，將根據(jù)客戶的實際需求為客戶提供相應(yīng)的配套。斯萊克也表示4680結(jié)構(gòu)件新品在下游客戶的驗證進展順利。
前段干電極技術(shù)：將正負極顆粒與聚四氟乙烯（PTFE）粘結(jié)劑混合，使其纖維化，直接用粉末搟磨成薄膜壓到鋁箔或者銅箔上，制備出正負極片?？墒÷苑睆?fù)的輥壓、干燥等工藝，大幅簡化生產(chǎn)流程， 提升生產(chǎn)效率，節(jié)省成本。
全極耳技術(shù)領(lǐng)域：逸飛激光圓柱全極耳“智造”系列解決方案可以針對不同的發(fā)展階段的電池企業(yè)提供試驗設(shè)備、半自動設(shè)備、全自動設(shè)備、數(shù)字化車間交鑰匙工程。其圓柱全極耳“智造”數(shù)字化車間交鑰匙工程適合大批量、數(shù)字化生產(chǎn)。
需要警惕的是，干電極勻漿過程中活性材料的團聚現(xiàn)象仍是大圓柱規(guī)模量產(chǎn)的最大挑戰(zhàn)，干電極、全極耳焊接等技術(shù)研發(fā)周期長，并存在一定know-how，其他企業(yè)何時實現(xiàn)突破還需保持追蹤。
此外，電池生產(chǎn)良率也是一大關(guān)鍵，據(jù)了解八成的良品率下4680電池大規(guī)模量產(chǎn)并不具備經(jīng)濟性。
