中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：又一家車(chē)企“殺入”4680大圓柱電池賽道。
近日，寶馬集團(tuán)重磅官宣，將從2025年起率先在“新世代”車(chē)型中使用圓柱電芯，且向?qū)幍聲r(shí)代（300750.SZ）和億緯鋰能（300014.SZ）授予了價(jià)值超過(guò)百億歐元的電芯生產(chǎn)需求合同。
隨著寶馬官宣，大圓柱電池再度成為討論熱點(diǎn)。4680大圓柱電池由特斯拉在其2020年電池日首次公布，在能量密度、成本、安全性等多個(gè)層面有所提升。
據(jù)特斯拉官方說(shuō)法，相比2170電池，4680大圓柱電池能量提升5倍、輸出功率提升6倍，每千瓦時(shí)的成本降低14%，搭載該電池的車(chē)型續(xù)航里程可提高16%。
在特斯拉的帶動(dòng)下，松下、三星等日韓電池廠商，億緯鋰能、比克動(dòng)力電池等國(guó)內(nèi)電池廠商，以及寶馬、大眾等跨國(guó)車(chē)企紛紛殺入這一賽道。
“4680大圓柱電池和比亞迪的刀片電池類(lèi)似，都是電芯層面的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。相對(duì)于在電池化學(xué)體系上的進(jìn)一步突破，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新在短期內(nèi)是一種比較穩(wěn)妥的提升電池能量密度和降低電池單位成本的方法。”惠譽(yù)評(píng)級(jí)亞太區(qū)企業(yè)研究董事楊菁接受《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》記者采訪時(shí)表示?！皥A柱電池應(yīng)用在新能源汽車(chē)是從18650開(kāi)始進(jìn)化到2170，再到最近的4680大圓柱電池，主要是由特斯拉主導(dǎo)的，國(guó)內(nèi)的電池廠家多采用方形電池結(jié)構(gòu)?！北本┨貎|陽(yáng)光新能源總裁祁海珅告訴記者。
對(duì)于大圓柱電池的發(fā)展前景，比克動(dòng)力電池副總裁樊文光認(rèn)為，大圓柱電池是未來(lái)5~10年內(nèi)中高端電動(dòng)車(chē)的最優(yōu)解，到2025年大圓柱電芯市占率將超30%。
多家車(chē)企、電池廠商押注大圓柱電池
所謂的“4680大圓柱電池”是一種電芯直徑為46mm，高度為80mm的圓柱形電池。從本質(zhì)上來(lái)看，4680電池就是一種高鎳三元鋰電池，它的技術(shù)創(chuàng)新更多體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)層面，而不涉及到材料體系的改變。
特斯拉推出4680大圓柱電池后，整個(gè)行業(yè)都在關(guān)注這一產(chǎn)品。在特斯拉效應(yīng)下，松下、三星、億緯鋰能、比克動(dòng)力電池、大眾、寶馬紛紛押注大圓柱電池賽道。
“當(dāng)我們真正能夠交付4680時(shí)，我們計(jì)劃將優(yōu)先滿足特斯拉?！弊鳛樘厮估姵毓?yīng)商，松下方面宣布，將于今年下半年在特斯拉美國(guó)內(nèi)華達(dá)州超級(jí)工廠量產(chǎn)4680電池。
正在推進(jìn)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的寶馬也押注了大圓柱電池賽道。近日，寶馬披露在該領(lǐng)域最新規(guī)劃，“集團(tuán)為第六代eDrive電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)研發(fā)了全新的電芯形式和化學(xué)體系，專(zhuān)為‘新世代’車(chē)型電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)的新型圓柱電芯，可以使續(xù)航提升高達(dá)30%（WLTP）。”
同時(shí)，寶馬鎖定了寧德時(shí)代與億緯鋰能來(lái)生產(chǎn)大圓柱鋰離子電芯。根據(jù)協(xié)議，從2025年開(kāi)始，寧德時(shí)代將為寶馬“新世代”車(chē)型架構(gòu)的純電車(chē)型供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)直徑為46mm圓柱電池。
寶馬還計(jì)劃與億緯鋰能在中國(guó)和歐洲各自建立兩座電芯工廠，每座工廠的年產(chǎn)能達(dá)20GWh。記者了解到，億緯鋰能目前已經(jīng)規(guī)劃200GWh產(chǎn)能，其中荊門(mén)大圓柱電池20GWh在建產(chǎn)能預(yù)計(jì)今年年底建設(shè)完成。2023年下半年實(shí)現(xiàn)出貨。
比克動(dòng)力電池也是大圓柱電池最早一批支持者。比克動(dòng)力電池透露，今年下半年，比克電池將會(huì)針對(duì)4680電芯進(jìn)行小批量量產(chǎn)，而明年（2023年）將會(huì)進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn)。未來(lái)將作為針對(duì)高端車(chē)型市場(chǎng)的核心主打產(chǎn)品。
值得一提的是，蔚來(lái)汽車(chē)或?qū)⒓尤?680圓柱電池賽道。有消息稱(chēng)，蔚來(lái)汽車(chē)正在自研4680圓柱電池和磷酸錳鐵鋰電池，并計(jì)劃量產(chǎn)，供給蔚來(lái)旗下車(chē)型及子品牌阿爾卑斯使用。
車(chē)企寵兒：兼具成本、續(xù)航里程優(yōu)勢(shì)
為何4680大圓柱電池會(huì)受到一眾車(chē)企、動(dòng)力電池企業(yè)的“寵愛(ài)”？
電池續(xù)航里程以及成本一直是制約純電動(dòng)汽車(chē)全面滲透的重要因素。尤其是在動(dòng)力電池原材料屢屢漲價(jià)的背景下，車(chē)企“降本增效”的需求愈發(fā)強(qiáng)烈。
面對(duì)讓車(chē)企和消費(fèi)者頭疼的續(xù)航里程、電池成本、安全性等方面，4680大圓柱電池有了很大的提升。據(jù)特斯拉官方介紹，相比2170電池，4680大圓柱電池能量提升5倍，輸出功率提升6倍，每千瓦時(shí)的成本降低14%，搭載該電池的車(chē)型續(xù)航里程可提高16%。在充電方面，在400V高壓快充模式下將電量從10%充到80%僅需15min。
而據(jù)寶馬方面介紹，與第五代方形電芯相比，寶馬第六代電芯（大圓柱）的體積能量密度將提升20%以上，成本可降低50%。
由于4680大圓柱電池在續(xù)航里程、成本方面的優(yōu)勢(shì)，特斯拉CEO埃隆·馬斯克認(rèn)為，該電池是實(shí)現(xiàn)其雄心壯志的關(guān)鍵。“要推出2.5萬(wàn)美元的平價(jià)電動(dòng)汽車(chē)，并在2030年實(shí)現(xiàn)2000萬(wàn)輛的年銷(xiāo)量，關(guān)鍵就在于實(shí)現(xiàn)開(kāi)創(chuàng)性的電池技術(shù)。”
“極致標(biāo)準(zhǔn)、極致可靠、極致制造和極致體系?！眱|緯鋰能董事長(zhǎng)劉金成在2022電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)罕見(jiàn)地用了4個(gè)“極致”來(lái)表達(dá)對(duì)4680電池的高度認(rèn)可。
劉金成認(rèn)為，大圓柱電池可能是動(dòng)力電池終極技術(shù)方向，其體現(xiàn)出“絕對(duì)安全與成本優(yōu)勢(shì)”。
“對(duì)于車(chē)企來(lái)說(shuō)，能在能量密度、成本、安全性等多個(gè)維度提升的產(chǎn)品當(dāng)然會(huì)進(jìn)入下一代車(chē)型的考量范圍內(nèi)。對(duì)于電池企業(yè)來(lái)說(shuō)，龍頭企業(yè)會(huì)提前布局多個(gè)前沿技術(shù)來(lái)保持技術(shù)領(lǐng)先；而二三線電池企業(yè)會(huì)有更強(qiáng)的意愿來(lái)下注創(chuàng)新技術(shù)路線，在下一輪技術(shù)浪潮中爭(zhēng)取市場(chǎng)份額?！睏钶几嬖V記者。
此外，楊菁指出，考慮到電池產(chǎn)能建設(shè)周期較長(zhǎng)，而在電池緊供給的大背景下，車(chē)企更看重穩(wěn)定可靠的產(chǎn)能，因此電池企業(yè)也會(huì)提前規(guī)劃投資4680產(chǎn)能來(lái)鎖定客戶。
在安全性方面的優(yōu)點(diǎn)也是大圓柱電池備受青睞的原因。據(jù)北京大學(xué)新能源材料與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任其魯介紹，與普通方形電池相比，大圓柱電池單體容量低，單個(gè)電池?zé)崾Э蒯尫诺哪芰枯^小，不易引起熱失控蔓延。同時(shí)，因?yàn)殡姵夭捎脠A柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相鄰電池受熱比只有1/6；而方形電池是面對(duì)面相貼，相鄰電池受熱比達(dá)到1/2。因此，大圓柱電池獨(dú)特的圓柱弧形表面能夠限制熱傳遞。
簡(jiǎn)單而言，大圓柱電池能在一定程度上降低由于電池?zé)崾Э厮l(fā)的“自燃”風(fēng)險(xiǎn)。
大圓柱電池VS方形電池，競(jìng)爭(zhēng)主流？
“我們認(rèn)為將在今年年底前實(shí)現(xiàn)（4680電池）量產(chǎn)，由于特斯拉使用了很多新技術(shù)，所以很難預(yù)測(cè)產(chǎn)量增長(zhǎng)速度。不過(guò)，我有信心我們將獲得高生產(chǎn)率。”馬斯克在8月份召開(kāi)的特斯拉2022股東大會(huì)上表示。
今年1月，特斯拉便宣布，在其加州佛里蒙特工廠生產(chǎn)了超100萬(wàn)顆4680電池，電池良率也已從最開(kāi)始的27%提升至90%。
“特斯拉4680電池的良率提升很快，但量產(chǎn)不是很大，也主要應(yīng)用其高端化車(chē)型上面。隨著日韓和我國(guó)電池廠家對(duì)于4680圓柱電池的重視，工藝技術(shù)攻關(guān)能力增強(qiáng)，產(chǎn)能投資規(guī)模也將出現(xiàn)放大趨勢(shì)，以更好地服務(wù)于特斯拉。”祁海珅表示。
樊文光介紹，“目前，4680電池正處在從設(shè)計(jì)驗(yàn)證到工程驗(yàn)證的推進(jìn)階段。車(chē)企在選用動(dòng)力電池的時(shí)候，從開(kāi)發(fā)到量產(chǎn)落地都有非常嚴(yán)格的驗(yàn)證，因此比克電池在推進(jìn)4680電池的時(shí)候，不追求快而更追求穩(wěn)?！?
雖然一些車(chē)企、電池廠商押注了大圓柱電池賽道，但必須正視的是，當(dāng)前方形和軟包動(dòng)力電池才是主流。未來(lái)大圓柱電池能否與方形電池、軟包電池一樣成為主流技術(shù)路線？
比克動(dòng)力電池同時(shí) “押注”了方形電池、軟包電池和圓柱電池技術(shù)路線。對(duì)于大圓柱電池的未來(lái)前景，樊文光表示很有信心，“比克電池的大圓柱電池安全上限非常高，各方面也比較均衡，可以被稱(chēng)為‘六邊形’選手。在2025年到2030的中高端市場(chǎng)上，大圓柱電池將會(huì)占據(jù)絕對(duì)的統(tǒng)治地位。”
對(duì)于大圓柱電池能否成為主流技術(shù)路線，楊菁持謹(jǐn)慎態(tài)度，“目前還不好說(shuō)。電池技術(shù)路線的市場(chǎng)份額取決于終端車(chē)型的銷(xiāo)量表現(xiàn)。如果車(chē)企對(duì)于4680電池的接受度明顯提高，在下一代車(chē)型中裝配4680圓柱形電池，則大圓柱的市場(chǎng)份額將大幅提升。目前，圓柱電池主要是靠特斯拉，而方形電池在中國(guó)市場(chǎng)的市占率比較高。由于目前特斯拉的4680電池在量產(chǎn)中顯現(xiàn)出一定技術(shù)問(wèn)題，可能會(huì)使得部分車(chē)企在考慮下一代電池方案時(shí)做出謹(jǐn)慎選擇，選用更成熟的技術(shù)方案。”
“4680大圓柱電池的安全性更高，快充性能更好，能量密度也提高了很多，雖然對(duì)國(guó)內(nèi)電池廠家來(lái)說(shuō)4680一些工藝技術(shù)存在難點(diǎn)，但畢竟是行業(yè)升級(jí)迭代的產(chǎn)品，有實(shí)力的電池廠家是想去攻克并取得領(lǐng)先地位的?！逼詈＋|告訴記者。
