大圓柱電池或是電動車最佳選擇

新能源車加速替代燃油車已是行業(yè)共識，客觀的說，目前新能源汽車仍然存在諸多短板，消費者對電池安全、里程焦慮、充電不便和保值率低等問題都有焦慮。在此背景下，眾多車企紛紛將目光對準大圓柱電池。

2020年，馬斯克在特斯拉電池日上發(fā)布了4680電池，并安利了一波數(shù)據(jù)，相比2170能量提升5倍，續(xù)航提升16%，也將大圓柱電池推向了風口。

在制造和良品率上來后，特斯拉開始加大投入，年初宣布投資36億美元在內(nèi)華達建設(shè)100GW的4680生產(chǎn)線。

除了特斯拉外，近幾年包括寶馬、通用、戴姆勒、蔚來等10余家車企也相繼宣布將應(yīng)用大圓柱方案。

其中，寶馬給出的規(guī)劃信息相對較多，寶馬將在2025年起，在“新世代”車型中使用46mm標準直徑的大圓柱電池，其大圓柱電池有兩種型號，高度分別為95mm和120mm。

車企的需求自然也會傳遞到電池廠商，目前寧德時代、比克電池，國軒高科、蜂巢能源、億緯鋰能、遠景動力、松下、三星SDI、LG新能源都已明確已規(guī)劃大圓柱產(chǎn)品，或重點布局。

在剛剛結(jié)束的中國電動汽車百人會論壇（2023）上，億緯鋰能董事長劉金成認為，大圓柱電池是CTC的最好方案，億緯鋰能的4695大圓柱電池將于今年量產(chǎn)交付。

比克電池副總裁樊文光認為，大圓柱電池各方面性能是最均衡的，是補齊新能源汽車短板的有力武器，比克首代大圓柱產(chǎn)品，將在2024年量產(chǎn)，能量密度達到280Wh/kg以上，同時支持4C快充。

此外，中創(chuàng)新航也發(fā)布了頂流圓柱電池。采用頂流結(jié)構(gòu)與“極質(zhì)”電解液技術(shù)，內(nèi)阻較全極耳結(jié)構(gòu)下降50%，能量密度可達300Wh/kg，能實現(xiàn)6C快充。

密集的信息背后，大圓柱終于站在了爆發(fā)前夜。

大圓柱電池或是電動車最佳選擇

大圓柱興起的原因是，電動車要徹底替代燃油車，就需要在各項關(guān)鍵指標上超越，或者至少與燃油車持平，特別是在規(guī)?；慕?jīng)濟成本和環(huán)保壓力上。樊文光認為，大圓柱電池就是目前為數(shù)不多能把這個邏輯跑通的方案。

首先是大圓柱的安全優(yōu)勢，全極耳設(shè)計有利于電池更高的散熱，電流傳導面積的增大也利于阻抗的減小，因此大電流充放電的溫升更小。

樊文光表示，圓柱形是最好的壓力容器，鋰電池的內(nèi)部因為極片的膨脹和逐漸產(chǎn)氣，是一個高壓力的內(nèi)部環(huán)境，能量密度越高問題更凸顯。隨著化學體系能量密度的逐漸提升，電芯的形態(tài)就會逐步的像圓柱形靠攏。而大圓柱電池則是在技術(shù)進步的背景下，對安全、成本、性能再平衡的產(chǎn)物。

針對用戶關(guān)注的續(xù)航痛點，大圓柱電池可以適應(yīng)目前所有的化學體系，包括能量密度最高的半固態(tài)和全固態(tài)體系。

由于大圓柱電池的全極耳技術(shù)可以帶來更低的內(nèi)阻，使得歐姆熱和散熱所需的能耗大大降低，相同裝機電量下可以提供更長的續(xù)航。

針對低溫續(xù)航衰減，樊文光透露，大圓柱普遍使用的三元體系，不存在LFP電池的低溫問題，再加上低阻抗結(jié)構(gòu)以及比克原創(chuàng)的低溫電解液技術(shù)，可以使電池在低溫下依然能提供和常溫相比不打折的續(xù)航。

很多人認為大圓柱電池成本會比較高，對于樊文光則認為，主要是因為使用了高性能主材，但這些主材不只是面向大圓柱的，而是整個行業(yè)都會遲早使用的，只不過大圓柱電池先行使用了，此外大圓柱還沒達到規(guī)?；?yīng)，結(jié)構(gòu)件也會相對貴一些。

"除了以上兩點外，剩下的全部都是成本上的優(yōu)勢，比如高效率、高良品率，高一致性帶來的最低的加工成本，以及規(guī)模化標準化使得在車企端，可以通過平臺重用及平臺升級迭代，都會帶來巨大的成本節(jié)省?！?/p>

實際上，大圓柱也更適合CTC（電芯到底盤）和一體化壓鑄技術(shù)。對比方殼電池，大圓柱電池的布局更靈活，規(guī)模化應(yīng)用后生產(chǎn)和回收成本也會進一步降低。

去年，寧德時代推出了CTP3.0的麒麟電池，體積利用率突破72%，配用三元電芯能量密度可達255Wh/kg，相同的化學體系、同等電池包尺寸下，麒麟電池包的電量，相比4680大圓柱型電池系統(tǒng)可以提升13%。

針對兩者的對比，樊文光表示，大圓柱電池是一個行業(yè)的新標準新風向，不局限于某一家企業(yè)，而是很多車廠和電池廠一起劃下的一個賽道，大圓柱的可替代性和后續(xù)迭代的范圍要大很多，未來可能性也會更多一些。

關(guān)于大圓柱電池的市占率預期，同去年判斷一致，樊文光再次表示，2025年大圓柱電池在電動車領(lǐng)域會占據(jù)30%的市場份額。

比克首代大圓柱明年量產(chǎn)

今年1月，比克電池就曾宣布其全新大圓柱電池生產(chǎn)基地正式落戶常州，項目計劃總投資130億元，規(guī)劃建設(shè)30GWh大圓柱電池產(chǎn)線及國際化研發(fā)中心，實現(xiàn)100%的綠色能源使用。

這次樊文光向我們透露了更多信息，大圓柱電池的頂尖生產(chǎn)效率可以達到一分鐘能下線300顆，良品率也達到了90%以上與之相比，而業(yè)內(nèi)總體水平為一分鐘能下線120顆。

對比下，行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，方形鋁殼一般僅為10-20ppm左右。

對于4680大圓柱電池的量產(chǎn)計劃，樊文光透露比克首代大圓柱產(chǎn)品，將在2024年開始量產(chǎn)，能量密度達到280Wh/kg以上，同時支持4C快充，未來可以達300Wh/kg以上。此外，還會在3年內(nèi)，推出能量密度超過330Wh/kg的準固態(tài)產(chǎn)品。

“為了滿足經(jīng)濟型市場的需求，我們也會同步的推出相同平臺的低成本系列，結(jié)合圓柱電池兼容性好的優(yōu)勢，能提供性能遠超傳統(tǒng)磷酸鐵鋰，但價格又相仿的產(chǎn)品?！?/p>

車市價格戰(zhàn)對大圓柱影響不大

年初特斯拉大幅降價和3月初湖北車市限時補貼打響第一槍后，燃油車和新能源車目前都處在價格戰(zhàn)階段，這一輪車市的價格戰(zhàn)會傳遞給電池企業(yè)嗎？

樊文光認為，大圓柱電池仍處在市場發(fā)育的早期，無論是車廠還是電池廠都還沒有進入完全量產(chǎn)階段，目前沒有達到充分競爭的狀態(tài)，而大圓柱通常伴隨高鎳路線，相比磷酸鐵鋰定位更高端。技術(shù)驅(qū)動才是產(chǎn)品的立足之本，優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和產(chǎn)能，本身的內(nèi)涵就是供不應(yīng)求，企業(yè)可以通過品質(zhì)管控和供應(yīng)鏈上的長線管理，來應(yīng)對短期市場的波動，只要不去盲目的擴張低端產(chǎn)能，就不會卷入價格戰(zhàn)的漩渦。

“在市場競爭中我們始終把視線放遠，戰(zhàn)線拉長，價格戰(zhàn)不會長期影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展。無論是產(chǎn)業(yè)鏈還是消費者，最終都會回歸到理性。” 樊文光如是說。

電池界的精益制造

大圓柱電池雖然優(yōu)勢很多，但目前仍面臨制造端的挑戰(zhàn)，

由于大圓柱電池采用全極耳設(shè)計，其切割、焊接等工藝環(huán)節(jié)工藝復雜度較高，對設(shè)備精度要求更高。

比如焊接環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)圓柱電池只需要進行兩個極耳的點焊，而大圓柱電池存在多個極耳，焊點數(shù)大幅增加，并且還需要使用連續(xù)的激光焊接。

這不最近也有傳言，特斯拉向供應(yīng)商求助改進設(shè)備工藝。

樊文光表示，焊接工藝，聽起來好像是一個很傳統(tǒng)的工藝，但無論是激光焊接還是超聲焊接，都是最近5年才被廣泛的使用，穩(wěn)定性高的激光焊接和超聲焊接設(shè)備供應(yīng)商目前還很少。

“比如，一條線300ppm，就意味著焊接工序一分鐘至少要重復300次，一天按20個小時來算，這種長年累月的高頻使用，對設(shè)備和耗材的穩(wěn)定性都有更高的要求?！?/p>

不可否認，隨著越來越多的車企和電池企業(yè)入局大圓柱電池，這條賽道一定會涌現(xiàn)出更多的商業(yè)機會，但也恰恰需要上下游協(xié)同，才能進一步降本增效，為大圓柱電池吹來更多春風。

編輯：黃飛

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