中國儲能網(wǎng)訊：近日，億緯鋰能宣布，從2023年9月開始，46系列大圓柱電池將進(jìn)入批量生產(chǎn)階段并開始交付。此消息一出，大圓柱電池立刻成為了市場的關(guān)注焦點(diǎn)。
隨著新能源行業(yè)對電池能量密度和成本要求的逐步提高，圓柱型鋰離子電池呈現(xiàn)出尺寸越做越大的趨勢，特斯拉于2020年率先提出研發(fā)制造4680型（直徑46mm、高度80mm）大圓柱電池，成為行業(yè)向大圓柱電池發(fā)展的一個風(fēng)向標(biāo)。
近年來，圓柱型鋰離子電池從初期的18系列逐步發(fā)展到21、26、32系列，40系列也于近兩年在市場中出現(xiàn)。全球電池制造商紛紛開始布局大圓柱電池，以滿足儲能和動力系統(tǒng)領(lǐng)域的需求。
大圓柱電池受市場青睞
與18和21、26等系列尺寸的小圓柱電池相比，大圓柱電池不僅尺寸加大，更重要的是，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上也存在一定差異，例如，18、21和26系列通常采用的是常規(guī)單極耳設(shè)計，而大圓柱電池則采用多極耳或全極耳技術(shù)。
另外，大圓柱電池相比小圓柱電池在性能方面優(yōu)勢明顯。優(yōu)勢一，圓柱電池對BMS技術(shù)要求較高，大圓柱電池因電芯數(shù)量的減少可降低BMS控制難度；優(yōu)勢二：電芯數(shù)量的減少可以減少結(jié)構(gòu)件用量，支架板和集流片的孔徑變大相應(yīng)減輕重量，可以提高成組效率，彌補(bǔ)小圓柱電池成組效率低的不足； 優(yōu)勢三，由于大圓柱電池采用高強(qiáng)度鋼殼設(shè)計，其對極組膨脹的影響小，形變小，這使得電池具有出色的抗沖擊性能，增加了其在各種環(huán)境下使用的可靠性； 優(yōu)勢四，多極耳或全極耳設(shè)計使得電子運(yùn)動距離大幅縮短，降低電池歐姆內(nèi)阻，提升電池倍率性能；優(yōu)勢五：大圓柱電池因為單體大，有利于行業(yè)降本，從21700電池升級到46800電池可以降低14%的單位生產(chǎn)成本。
與此同時，大圓柱電池的技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)制造壁壘也較高。體積變大對徑向、軸向幾何對稱性制造難度加大，對正負(fù)極要求相對苛刻，全極耳的揉平、焊接、注液等技術(shù)難度大，導(dǎo)致生產(chǎn)制造的難度加大；其次因為單體體積較大，電芯內(nèi)部散熱的難度更高。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為2023年或?qū)⒊蔀榇髨A柱電池擴(kuò)產(chǎn)元年。2023年初，特斯拉宣布在美國內(nèi)華達(dá)州生產(chǎn)基地附近建設(shè)兩家新廠，其中的新電池工廠將生產(chǎn)最新的4680電池。
據(jù)中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會不完全統(tǒng)計，國內(nèi)主流電池企業(yè)中如寧德時代、億緯鋰能、鵬輝能源、朗泰通科技、國軒高科、海辰儲能、比克、保力新等企業(yè)紛紛在大圓柱電池領(lǐng)域布局。寧德時代在2022年年度業(yè)績說明會上表示，公司已研發(fā)成功4680等大圓柱電池，2021年億緯鋰能推出40系列大圓柱電池應(yīng)用于戶儲領(lǐng)域，鵬輝能源40系列大圓柱電池于2022年開始量產(chǎn)，朗泰通科技的32系列大圓柱電池于2016年開始量產(chǎn)，產(chǎn)品性能得到了儲能、小動力各細(xì)分市場客戶的認(rèn)可。國內(nèi)4680大圓柱電池的量產(chǎn)也指日可待。
據(jù)初步數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2022年大圓柱電池在國內(nèi)的出貨量接近1.6億支。而2023年上半年，該數(shù)字已達(dá)約1.1億支。這些電池被普遍應(yīng)用于鉛酸電池替代、便攜式儲能設(shè)備、戶用儲能系統(tǒng)、低速電動車動力系統(tǒng)以及通信基站備電等關(guān)鍵市場領(lǐng)域。
儲能應(yīng)用的未來之星
在接下來的5-10年內(nèi)，隨著上述市場鋰電池的滲透率逐步提高，大圓柱電池產(chǎn)能的釋放，其出貨量和市場占比將呈現(xiàn)快速增長的局面。
以戶用儲能為例，2022年戶用儲能新增裝機(jī)量約7.1GW，同比增長約155%。2022年全球戶用儲能主要集中在德國、美國、日本、意大利和澳大利亞等高電價的國家。
上述5國戶用儲能新增裝機(jī)5.45GW，合計約占全球戶用儲能新增裝機(jī)的77%。全球戶用儲能滲透率有望加速提升，預(yù)計到2025年戶用儲能滲透率有望達(dá)28%。
其中美國和歐洲的增長最為可觀，美國戶用儲能滲透率有望從2022年21%提升至2025年36%，歐洲戶用儲能滲透率有望從2022年18%提升至2025年56%，2025年全球戶用儲能裝機(jī)有望達(dá)50GW。
在動力電池領(lǐng)域，據(jù)中金公司預(yù)測，2025年大圓柱電池市場滲透率將達(dá)到16%，全球大圓柱電池市場需求將達(dá)到144.2GWh-235GWh。華泰證券預(yù)測，2027年全球大圓柱電池裝機(jī)量有望達(dá)到429.0GWh，對應(yīng)總體市場規(guī)模將達(dá)到2144.8 億元，2023-2027年CAGR為110.7%。
隨著市場需求的日益增長，眾多電池制造商紛紛開始增加大圓柱電池的產(chǎn)能，以滿足各行業(yè)對高效、高可靠電池的迫切需求。不止于汽車制造領(lǐng)域，32、40系列大圓柱電池已經(jīng)在戶用儲能、便攜式戶外電源、電動二輪車、智能家居和機(jī)器人等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
大圓柱電池未來的發(fā)展趨勢指向4680型電池。億緯鋰能近期在接受調(diào)研時表示，全球主流車廠都對大圓柱電池高度關(guān)注，46系列大圓柱電池會是未來動力電池主流之一的共識已基本形成，但是真正大規(guī)模的應(yīng)用還需要時間。事實上，眾多非動力電池制造商，包括比克和朗泰通科技，都在積極研發(fā)4680型電池，以滿足特定的應(yīng)用領(lǐng)域需求。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，大圓柱電池的循環(huán)壽命正在向5000次甚至更高推進(jìn)，這意味著電池可以經(jīng)受更多次的充放電循環(huán)，從而提供更長時間的服務(wù)。盡管方型電池同樣具有應(yīng)用潛力，但在50Ah以下的容量范圍內(nèi)，其在制造效率和成本方面并不占優(yōu)，此時，大圓柱電池（不僅限于4680型，也包括32及以上規(guī)格）顯示出其獨(dú)特的競爭優(yōu)勢。
總之，大圓柱電池憑借其出色的性能穩(wěn)定性、抗沖擊性、制造工藝和成本優(yōu)勢，在儲能領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力和優(yōu)勢。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場需求的增長，大圓柱電池將在未來的儲能領(lǐng)域中發(fā)揮更加重要的作用。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，“目前大圓柱電池產(chǎn)業(yè)鏈正處在‘黎明前’的攻堅階段，2023年全球大圓柱電池市場需求預(yù)計約為23GWH，2026年有望突破250GWH?！?
