中國儲能網(wǎng)訊：作為新能源汽車的動力來源，電池的重要性不言自明。按照封裝方式，動力電池有方形、圓柱、軟包等不同形態(tài)。兩年多前，特斯拉在電池日上描繪了4680大圓柱電池的藍(lán)圖，如今，這一電池受到更多整車廠的青睞。
在4680產(chǎn)業(yè)化破曉之際，頭部電池廠加速布局，產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)也忙著攻克量產(chǎn)痛點?！拔覀冇泻推渌蛻粼谡?，不少主機廠對4680電池是感興趣的?！盇股一家電池制造商工作人員告訴證券時報·e公司記者，從安全性和經(jīng)濟性上考慮，大圓柱電池是一個比較好的技術(shù)發(fā)展方向，公司在接洽的造車新勢力和傳統(tǒng)車企都比較多。
隨著4680電池逐步量產(chǎn)，裝機率有望提升。有受訪業(yè)內(nèi)人士對記者表示，4680電池是特斯拉降價的底氣之一。不過，目前良品率以及焊接、干發(fā)電極等關(guān)鍵技術(shù)仍制約著其大規(guī)模量產(chǎn)。當(dāng)前，4680電池或率先在中高端車型上實現(xiàn)應(yīng)用，待電池材料和工藝平價化后，市場份額將進一步提升。
拼搶大圓柱賽道
所謂4680大圓柱電池，即直徑為46毫米，高度為80毫米的電池。根據(jù)特斯拉公布的數(shù)據(jù)，相較于特斯拉2170小圓柱電池，4680的能量容量是其5倍，續(xù)航里程增加約16%。
今年以來，整車廠和電池廠關(guān)于大圓柱電池的投資布局屢見不鮮。1月14日，特斯拉宣布將投資超過36億美元擴建內(nèi)華達州的超級工廠，并將新建兩座工廠，其中一座即為4680電池工廠，新電池工廠規(guī)劃年產(chǎn)能達100GWh。
1月28日，比克電池官微發(fā)布消息稱，計劃總投資130億元，在江蘇常州建設(shè)電池生產(chǎn)基地，項目涵蓋30GWh大圓柱電池產(chǎn)線及研發(fā)中心。若以每輛新能源車搭載50KWh電量計算，上述產(chǎn)能可配套約60萬輛新能源車。
億緯鋰能也在近日披露的投資者關(guān)系活動記錄表中表示，目前，公司的大圓柱電池中試線已交付幾十萬支電池，優(yōu)率也得到有效提升，其量產(chǎn)的生產(chǎn)線已經(jīng)建好，目前正在進行大規(guī)模量產(chǎn)驗證。
種種跡象預(yù)示著大圓柱賽道的逐漸火熱?！?680屬于車規(guī)級圓柱電池，更適合電動汽車應(yīng)用?！?真鋰研究首席分析師墨柯告訴記者，相對來說，4680尺寸更大，電池包的電芯數(shù)量會因此大大減少，從而更好管理；80毫米的高度也更適合底盤，利于集成在底盤上的電池包的設(shè)計開發(fā)。同時，4680一致性、安全性較好，有利于高能量密度技術(shù)的應(yīng)用等。因此，4680一經(jīng)推出，就受到越來越多整車廠、電池廠的重視。
“像特斯拉、寶馬等公司都在走大圓柱的方向，我們對大圓柱的未來發(fā)展還是很有信心的?！币粍恿﹄姵刂圃焐坦ぷ魅藛T對記者稱，公司看重大圓柱電池還有經(jīng)濟性的考慮，大圓柱能量密度高，降成本空間大?！肮疽L遠(yuǎn)發(fā)展的話，肯定要做好成本的把控?！鄙鲜龉ぷ魅藛T表示，雖然大圓柱的技術(shù)門檻不低，但行業(yè)已經(jīng)有所競爭，都希望能早點布局，在技術(shù)上占據(jù)制高點。
鑫欏資訊分析師程玲表示，4680電池從材料體系和結(jié)構(gòu)設(shè)計上為適配快充做出了相應(yīng)方案，如硅基、無極耳設(shè)計等，具備快充優(yōu)勢?！拔磥礓囯娛袌霎a(chǎn)品性價比為王，4680電池產(chǎn)業(yè)規(guī)?；蟪杀居型禄?0%左右?！?程玲認(rèn)為，總體而言，4680電池做到了性能與成本兼顧，未來極具市場競爭力。
被視作降本“大殺器”
值得一提的是，自特斯拉在中國市場大幅降價后，4680電池也受到了更高的關(guān)注度。有市場人士對記者表示，特斯拉降價的籌碼除了自身較高的毛利率，還有兩大利器，一個是一體化壓鑄，一個是4680電池。
4680為何被視作特斯拉降價的“大殺器”？墨柯分析，4680尺寸大，鋼殼外包裝材料的使用就會少很多，能夠節(jié)約成本。另外，4680電池能明顯提升電池的生產(chǎn)效率，從而降低生產(chǎn)成本。
“比如，特斯拉當(dāng)年生產(chǎn)18650時，每分鐘250只的輸出，相當(dāng)于每分鐘生產(chǎn)750Ah電芯，現(xiàn)在生產(chǎn)4680，每分鐘據(jù)說有100只的輸出，相當(dāng)于每分鐘生產(chǎn)3000Ah電芯，效率提升了4倍，對應(yīng)的生產(chǎn)成本雖然不能說會等比例下降，但肯定能降不少。” 墨柯表示，特斯拉所謂的生產(chǎn)成本下降應(yīng)該也包括電池包的生產(chǎn)，4680能夠極大簡化電池包的結(jié)構(gòu)，從而節(jié)省了很多成本。
不止特斯拉，蔚來、理想、小鵬等造車新勢力也都有意加入使用46系列大圓柱電池的陣營。在應(yīng)用車型方面，比克電池副總裁樊文光去年曾表示，當(dāng)下動力電池市場形成了方殼/刀片、軟包、圓柱三種形態(tài)三分天下的局面，各方面的性能優(yōu)勢決定了大圓柱動力電池是未來5~10年內(nèi)中高端電動車的最優(yōu)解。
對于大圓柱電池的應(yīng)用車型，程玲認(rèn)為，目前仍將是中高端車型會先使用。“不管是一些新型材料的，還是干電極工藝目前均為行業(yè)較為前沿的產(chǎn)品或工藝，成本均較高，因此，階段性市場的培育將從中高端市場開始?！?程玲對記者表示。
根據(jù)中金公司預(yù)測，2023年將成為4680電池爆發(fā)元年，全球4680電池裝機量有望超20GWh，2024年將超100GWh。東北證券則預(yù)計，2025年全球46系列大圓柱電池裝機量有望達到255GWh，全球市場滲透率可提至20%。
“個人認(rèn)為4680在純電動乘用車領(lǐng)域中低高端車型其實都可以應(yīng)用。” 墨柯表示，目前部分電池廠對于4680的生產(chǎn)還處于準(zhǔn)備跟進階段，可能生產(chǎn)成本會偏高一些，隨著電池技術(shù)的日益成熟，未來會有越來越多的電動汽車產(chǎn)品選擇4680。
產(chǎn)業(yè)技術(shù)難點待解
集眾多優(yōu)點于一身，大圓柱的產(chǎn)業(yè)化進程卻沒有想象中那么順利?！?680采用無極耳設(shè)計，圍繞電池的切割和激光焊接等工藝環(huán)節(jié)變化較大，工藝的復(fù)雜性較高，對于設(shè)備的精度和效率都提出了更高的要求?！币患忆囯娫O(shè)備制造企業(yè)相關(guān)人士告訴記者，4680生產(chǎn)都是設(shè)備先行，4680的量產(chǎn)對行業(yè)來說是機遇也是挑戰(zhàn)。
“我們都是根據(jù)客戶的具體需求來定制設(shè)備。一方面，設(shè)備的投資比較高，價值量很大，另一方面，電池設(shè)備有很多是有技術(shù)難度的?！鄙鲜銎髽I(yè)人士稱，設(shè)備的先進性主要體現(xiàn)在效率和良品率上，目前良品率在90%以上，最新的數(shù)據(jù)可能達95%左右。至于供貨客戶的信息，上述人士表示公司與很多客戶都簽了保密協(xié)議，向誰供貨都屬于“核心的機密”。
程玲認(rèn)為，雖然4680電池目前工藝仍不成熟，產(chǎn)品的成品率不高；為保證安全性，材料體系在實際使用也與最初的設(shè)計做出妥協(xié)，目前大規(guī)模生產(chǎn)仍欠火候，但是產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)均在積極推進和改善工藝。
當(dāng)然，大圓柱電池從材料、設(shè)備到工藝技術(shù)等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的機會是不可忽視的。招商證券一份研報指出，4680高安全性天然適配高能量密度體系，高鎳+硅基應(yīng)用空間打開；新型導(dǎo)電劑材料碳納米管抑制硅膨脹，顯著加劇高鎳和硅基材料的導(dǎo)電性能和機械性能；結(jié)構(gòu)件方面，具備圓柱結(jié)構(gòu)件工藝積累以及易拉罐式生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)將受益。
有業(yè)內(nèi)人士表示，預(yù)計特斯拉在電池創(chuàng)新方面會繼續(xù)發(fā)揮示范作用及技術(shù)外溢的效用，推動電池行業(yè)向4680技術(shù)升級。此外，4680電池量產(chǎn)跑通后，整個供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈將擴散，車企將尋找成本更低，效率更高、響應(yīng)更快的供應(yīng)商來支撐量產(chǎn)、擴產(chǎn)。
由爭產(chǎn)能向爭技術(shù)過渡
在4680電池大有異軍突起之勢時，其他電池形態(tài)的技術(shù)發(fā)展也在快速推進。市場普遍認(rèn)為，雖然目前方形電池是國內(nèi)動力電池的主流形態(tài)，但不同電池形態(tài)各有優(yōu)劣。
出于滿足不同市場需求，以及提供能量密度和高安全性電池的追求，各電池廠商紛紛加注研究新技術(shù)。鈉離子電池、固態(tài)電池、半固態(tài)電池……一時間，動力電池新名詞層出不窮。
“大家對于新技術(shù)的關(guān)注還是基于目前鋰電產(chǎn)品存在的一些痛點，如快充，長續(xù)航，安全性，高低溫性能，高性價比等，這些促使行業(yè)不斷突破和創(chuàng)新，尋求更優(yōu)的解決方案?！背塘釋τ浾弑硎?，動力電池新技術(shù)之間會存在替代，但不是“消滅”。隨著應(yīng)用場景的不斷拓寬以及需求市場細(xì)分，不同的產(chǎn)品將有不同的生產(chǎn)空間，未來將會是多元共存的局面。例如，鈉電池將在對成本要求更高的儲能、兩輪車、低端動力等市場有較大潛力，固態(tài)電池目前仍是萌芽階段，但隨著產(chǎn)業(yè)化程度的不斷提升，在動力電池市場的空間將逐步被打開。
“現(xiàn)在的市場和前兩年不一樣了，之前大家做電池行業(yè)更多的是關(guān)注量，先把量做起來，不斷擴產(chǎn)能，可以說只要擴產(chǎn)快就有錢掙?，F(xiàn)在產(chǎn)能都上來了，大家更關(guān)心供給的結(jié)構(gòu)問題，關(guān)心成本和品質(zhì)問題。”一位動力電池行業(yè)人士對記者表示，電池行業(yè)已由“卷”產(chǎn)能過渡到“卷”技術(shù)了。
墨柯同樣認(rèn)為，有眾多新技術(shù)的出現(xiàn)是一件好事，這意味著市場有更多的選擇。至于不同技術(shù)路線能否并存，也還是要交由市場決定。比如，在鋰離子電池技術(shù)大行其道的今天，被視為落后的鉛酸電池技術(shù)依然有用武之地，市場規(guī)模依然還不算小。總而言之，誰更符合市場的需要，誰就能發(fā)展得更快。
記者觀察：動力電池技術(shù)路線進入互補新階段
在動力電池領(lǐng)域，技術(shù)路線之爭由來已久。近年來，三元鋰與磷酸鐵鋰電池你追我趕，常常引發(fā)業(yè)界關(guān)于誰是行業(yè)主流的爭論。但根據(jù)市場反饋，三元和磷酸鐵鋰各有優(yōu)劣，有不同生存空間。
隨著技術(shù)的進步和市場需求的多元化，動力電池的產(chǎn)品性能也將進一步精細(xì)化。行業(yè)的未來不會僅僅是在三元鋰和磷酸鐵鋰之間分化。2月23日，工信部發(fā)布2022年全國鋰離子電池行業(yè)運行情況顯示，2022年全國鋰離子電池產(chǎn)量達750GWh，同比增長超過130%，其中儲能型鋰電產(chǎn)量突破100GWh。
另外，鋰電在新能源汽車領(lǐng)域以及風(fēng)光儲能等領(lǐng)域迎來增長窗口期，去年全國新能源汽車動力電池裝車量約295GWh，儲能鋰電累計裝機增速超過130%。業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為，在促進消費以及保持經(jīng)濟增長的背景下，新能源車是非常重要的一環(huán)，相應(yīng)地，動力電池也會延續(xù)良好表現(xiàn)。
不過，今年動力電池市場的看點不再僅僅是產(chǎn)能，更多的電池廠和產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)將目光移向了新技術(shù)。在下游車企差異化的電池配套策略影響下，各電池技術(shù)路線也將迎來“百家爭鳴”的時代。4680電池的風(fēng)行就是響應(yīng)了特斯拉降成本的需求；鈉電池則被認(rèn)為在儲能方面有較大潛力。
另外，不同級別的電動汽車也會有不同組合的電池方案。蓋世汽車研究院分析指出，A00/A0級主要選擇磷酸鐵鋰方案，A00級有望引入鈉離子電池；A級采取低配+磷酸鐵鋰，高配+三元鋰電池的組合策略，性價比更高的磷酸錳鐵鋰有望大量應(yīng)用中端車。
事實上，無論哪種形態(tài)的電池，都會圍繞能力密度、續(xù)航能力、安全性、經(jīng)濟性等幾個方面做文章。只要市場有更為細(xì)分的需求，新的技術(shù)還會繼續(xù)涌現(xiàn)和迭代，不同技術(shù)路線將相互補充，不斷發(fā)展完善。至于未來哪些技術(shù)將大放光彩，哪些將面臨淘汰，市場會給出答案。
