中國儲能網(wǎng)訊：繼中國電池企業(yè)寧德時代、億緯鋰能、遠(yuǎn)景動力后，德國寶馬集團的新一代46系列大圓柱形鋰離子電池的供應(yīng)商天團或?qū)⒃僬腥肴毡舅上隆?/span>
據(jù)《華爾街日報》4月5日報道，寶馬集團正在與這家老牌日本電池制造商進(jìn)行談判，在北美建立一座電池工廠，生產(chǎn)46系列大圓柱電池。但合作的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，包括工廠地點和產(chǎn)能目前還不得而知。
去年9月，寶馬集團宣布，將從2025年起在“新世代”車型中使用46毫米標(biāo)準(zhǔn)直徑的大圓柱形鋰離子電池。新的電池技術(shù)將大幅提升能量密度、續(xù)航能力和充電速度，同時，電池制造過程中還將減少碳足跡和資源消耗。
為滿足新電池的生產(chǎn)需求，寶馬集團將在全球建造六座工廠。去年9月，寶馬首先與寧德時代、億緯鋰能簽訂了合約，合約總價值超過百億歐元。兩家電池公司將在中國和歐洲各自建立兩座電池工廠，每座工廠的年產(chǎn)能將達(dá)20GWh。
10月，第三位電池供應(yīng)商露出真身——遠(yuǎn)景動力公告稱將在美國南卡羅來納州建設(shè)一家新電池工廠，年產(chǎn)能30GWh，工廠計劃2026年投產(chǎn)，將為寶馬在美國斯帕坦堡的工廠供應(yīng)大圓柱形電池。
實際上，寶馬此次或選擇與松下在46系列大圓柱電池上合作并不令人意外，因為畢竟松下多年來一直在為電動汽車提供1865和2170型號的圓柱形鋰離子電池。松下也是特斯拉的第一個電池合作伙伴——目前，特斯拉Model 3和Model Y所裝載的2170電池即是在松下和特斯拉聯(lián)合運營的內(nèi)華達(dá)超級工廠中生產(chǎn)。
不僅如此，松下也具備了46系列大圓柱電池的生產(chǎn)能力，其在日本工廠的試驗生產(chǎn)線上生產(chǎn)出了特斯拉需要的4680電池，并已于2022年年中向特斯拉交付了第一批樣品電池。
根據(jù)松下的最新計劃，未來4680電池的批量生產(chǎn)將在美國進(jìn)行——公司已經(jīng)宣布在堪薩斯州建立一家工廠，并計劃在俄克拉荷馬州也計劃建立一家新的電池廠。
不過，寶馬研發(fā)的46系列大圓柱鋰離子電池可能跟特斯拉的4680電池稍有不同。據(jù)寶馬此前透露，其大圓柱電池有兩種型號，直徑46毫米，高度分別為95毫米和120毫米，這意味著其電池型號比特斯拉的4680電池更胖，單體電芯的容量也會更大。
據(jù)electrive網(wǎng)站介紹，未來寶馬的電動轎車和旅行車車型將使用95毫米高的大圓柱形電池，電動SUV車型將使用120毫米高的大圓柱形電池。
據(jù)了解，到2025年底，寶馬集團計劃在全球交付超過200萬輛純電動車，到2030年之前，寶馬集團純電動車型將占據(jù)其全球車輛銷量的50%?！靶率来避囆蛯閷汃R集團的純電動車銷量做出重大貢獻(xiàn)。
電動汽車電池將進(jìn)入大圓柱時代？
在全球范圍內(nèi)來看，大圓柱電池當(dāng)下風(fēng)頭正勁。除了特斯拉和寶馬，宣布未來使用大圓柱形電池的全球知名車企還有通用、大眾、保時捷、戴姆勒、蔚來以及Stellantis。據(jù)《華爾街日報》同日報道，目前Stellantis也在與松下談判，合作在北美建造工廠生產(chǎn)4680型號的電池。
電池企業(yè)方面，國內(nèi)的寧德時代、億緯鋰能、比克，國外的LG新能源、松下都具備了46系列大圓柱電池的生產(chǎn)能力。
據(jù)介紹，鋰離子電池產(chǎn)品的常規(guī)形態(tài)有方形、軟包和圓柱三大類。近年來，由于單體能量密度的劣勢，圓柱類電池在電動汽車市場的份額不斷萎縮。而占據(jù)全球動力電池產(chǎn)能60%左右、以寧德時代和比亞迪為首的中國電池廠商，基本選擇了方形和軟包路線（其中方形又是主流），在其帶領(lǐng)下，國內(nèi)的新能源汽車企業(yè)和動力電池也主要以這兩種技術(shù)路線為主。
46大圓柱型電池初登歷史舞臺是在2020年。當(dāng)年9月，馬斯克在其“電池日”上石破天驚地發(fā)布了4680電池，并宣稱，相較于2170圓柱形電池，特斯拉的4680電池的能量將是前者的5倍，車輛續(xù)航里程將提高16％，功率提升6倍，未來結(jié)合電池材料和車輛設(shè)計的改進(jìn)，續(xù)航里程將提高56％。
在一些業(yè)內(nèi)人士看來，大圓柱電池解決的是電動汽車電池一致性、安全性、生產(chǎn)效率以及成本的關(guān)鍵問題。其中，一致性有利于適配同一車企不同配置/不同平臺的電池系統(tǒng)產(chǎn)品，提升產(chǎn)品的規(guī)?；?yīng)。而圓柱形電芯的低膨脹性使得電池正負(fù)極能夠使用更高比能量的化學(xué)體系材料，提高產(chǎn)品的能量密度。
例如，寶馬集團負(fù)責(zé)研發(fā)的董事韋博凡此前表示，寶馬的46系列大圓柱電池，相較于第五代方形電池，正極鎳含量更高，負(fù)極中增加了硅的含量，電池單體能量密度將提升20%以上，續(xù)航里程提升30%，充電速度提升30%。
安全性上，46大圓柱電池的全極耳設(shè)計能夠進(jìn)一步提高電池的散熱性，電池的電流路徑更短，電流傳導(dǎo)面積更大，阻抗減小，使得大電流充放電的溫升更小。
對新能源車企而言，最具誘惑的還是降本。據(jù)銀河證券分析，以電池生產(chǎn)中的卷繞工藝為例，傳統(tǒng)電池由于有極耳，電池生產(chǎn)在卷繞環(huán)節(jié)就需要不停地啟動和停止，46大圓柱形電池使用全極耳的設(shè)計，卷繞工藝可以實現(xiàn)連續(xù)高速不間斷生產(chǎn)，達(dá)到300ppm的高速制造，而方形鋁殼一般僅為10-20ppm，由此生產(chǎn)效率能夠得到極大提高。
不僅如此，大圓柱形電池也較適合CTC（電芯到底盤）和一體化壓鑄技術(shù)。對比方殼電池，圓柱電池的布局會更靈活，能適應(yīng)各種不同的底盤，使得車企在生產(chǎn)制造過程中成本進(jìn)一步降低。
根據(jù)寶馬的公告，第六代大圓柱電池相較于第五代方形電池產(chǎn)品，成本可降低多達(dá)50%。而特斯拉此前也表示，未來4680電池大規(guī)模生產(chǎn)后，生產(chǎn)成本將在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上再降低54%。
大規(guī)模量產(chǎn)還有點兒難，高端設(shè)備是關(guān)鍵
在不少業(yè)內(nèi)人士看來，46大圓柱電池之所以成為時下寵兒，除了其自身的性能優(yōu)勢，很大一部分原因也是特斯拉依托其體量，發(fā)起并定義了4680的標(biāo)準(zhǔn)，帶動了多個行業(yè)主流電池廠商和設(shè)備廠商的跟進(jìn)。
不過，大圓柱電池自發(fā)布以來，其良率、量產(chǎn)進(jìn)度一直未能及預(yù)期。目前全球成功將其量產(chǎn)的企業(yè)也只有特斯拉一家，今年年初實現(xiàn)的產(chǎn)能據(jù)估計也僅有4GWh左右，而根據(jù)馬斯克2020年的規(guī)劃，其原本要在2022年就實現(xiàn)4680電池100GWh的產(chǎn)能。
“明年，才是4680年！”馬斯克今年年初說。
一方面，大圓柱電池所需要的高鎳正極，硅基負(fù)極，碳納米管導(dǎo)電劑等材料供應(yīng)鏈都有待成熟。另一方面由于大圓柱電池采用全新的全極耳設(shè)計，（以往，極耳是動力電池的最基本構(gòu)造之一，是電芯內(nèi)正負(fù)極集流體與首尾蓋板連接的必要部件，而全極耳設(shè)計則是正負(fù)極集流體與蓋板／殼體的直連），電池極耳切割、揉平、激光焊接等工藝環(huán)節(jié)變化較大，工藝復(fù)雜性高，對設(shè)備精度、效率提出了更高的要求。
例如切割環(huán)節(jié)，銀河證券分析指出，傳統(tǒng)極片切割方法采用步進(jìn)運動式模切工藝，即按照電池規(guī)格，對經(jīng)過輥壓的電池極片進(jìn)行分條，而46大圓柱電池在極片切割的過程中直接在極片一側(cè)空箔上連續(xù)切割極耳成型。在切割技術(shù)、速度、精度以及產(chǎn)品質(zhì)量上，對高速制片設(shè)備提出了更高要求。
又如焊接環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)圓柱電池有兩個極耳，只需要進(jìn)行兩個極耳的點焊，46大圓柱電池存在多個極耳，正負(fù)極整體與集流盤焊接，集流盤上細(xì)絲焊縫數(shù)量較多，焊點數(shù)量大幅增加（4680焊接點位較2170增加了5倍），并且一般需要使用連續(xù)激光焊接設(shè)備。
聯(lián)贏激光官網(wǎng)信息則進(jìn)一步指出，相比方形電池，大圓柱全極耳所需的面焊，其激光焊接工序從5道增加至7道，所需焊接設(shè)備也更多，一般情況下，單GWh相較于2170電池產(chǎn)線，需要增加5臺焊接設(shè)備和5臺模切機。
也正因為如此，不僅近期傳出特斯拉向中國電池材料供應(yīng)商容百科技和東山精密求助的消息，馬斯克本人也不止一次公開感嘆，“新電池技術(shù)的量產(chǎn)應(yīng)用很難，制造制造電池的設(shè)備更難！”
