曾被認為是“鋰電之光”的大圓柱電池,近年來鮮有規模量產的消息傳出,產業化似乎坐上了“冷板凳”。然而,最近業界的一則消息,又將大圓柱電池迅速拉回到技術競爭已經白熱化的鋰電賽場上,甚至在液態鋰離子電池范疇,在相同材料體系下,大圓柱電池呈現出對當前主流電池發起挑戰之勢。
據媒體消息,近日,特斯拉宣布其位于美國得克薩斯州奧斯汀的超級工廠(Giga Texas)已生產出5000萬顆4680大圓柱電池。
結合2023年6月特斯拉生產出第1000萬顆4680電芯的信息,即相當于在過去一年的時間里,特斯拉生產了約4000萬顆4680電芯。
值得注意的是,產量提高的同時,特斯拉今年4月曾預計,其生產的4680電池到今年年底前,在成本方面將優于其供應商的鎳基電池。
這意味著,特斯拉一直受產量掣肘的4680電池,其產線爬產已初見成效,而且成本或逐漸與其供應商制造的三元鋰電池實現平價,這或將成為業內的一次突破。
市場方面,從全球范圍看,雖然大圓柱電池從實驗室研發到產品亮相,再到規?;慨a裝車的進展整體較為緩慢,但目前業界對46系大圓柱電池的青睞仍然是有增無減,而且隨著主流車企持續推進其商業化,頭部電池企業不斷加碼,大圓柱電池或將對目前動力電池產業格局的變化產生重要影響。
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為何出現大圓柱電池熱?
不僅特斯拉鐘愛大圓柱電池,實際上,目前已公開宣布使用或考慮使用大圓柱電池的還有寶馬、通用、沃爾沃、嵐圖、江淮、保時捷、蔚來等國內外主流車企。究其原因,可能與以下幾個方面相關:
其一,市場需要能量密度更高、充電更快、安全性更高、生產成本更低的電池來推動終端市場銷量,大圓柱電池憑借其特有的優勢,成為滿足電池升級需求的一個重要方向。
電動化趨勢下,電動汽車陣營需要從燃油車陣營獲得越來越多的市場份額,尤其需要把燃油車陣營的“傳統型消費者”轉化為電動汽車用戶,而續航里程更長、充電更快、電池安全性更高、購車成本更低等核心指標,就是廣大消費者的一致需求。
大圓柱電池可以更好地適配高鎳正極、硅基負極等更高能量密度的新型材料,并通過結構創新、新材料應用等方式,兼顧電池高安全、高能量密度、高容量、快充性能等,從而同時滿足電動汽車長續航、4C-6C超快充等需求。
其二,大圓柱電池包的電芯數量大幅減少,有利于提高電池成組效率,簡化BMS管理難度。
市場信息顯示,早先Model 3采用的74kWh電池包,如果搭載1865或2170小圓柱電芯,則需要使用超7200個或4416個電芯,而搭載4680大圓柱電芯只需約950個。當電芯數量大幅減少后,可以使PACK環節效率更高,也降低了電池熱管理的難度。
其三,電池成本下降,將助力電動汽車在價格戰中提升競爭力。
今年4月,特斯拉2024年一季報中透露:“4680電芯的產量比去年第四季度增加了約18%至20%,超過了Cybertruck的需求。在整條生產線產量提高的推動下,4680電池的成本(COGS)每周都在快速下降。”特斯拉預計其生產的4680電池到今年年底前,在成本方面將優于其供應商的鎳基電池。
這意味著,搭載大圓柱電池或將成為車企降本的一個重要途徑。
其四,液態體系下,方形、軟包電池格局已基本確定,在市場需求推動下,大圓柱電池可能成為攪動行業格局的重要技術方向之一。
由于方形電池現階段占據市場絕對主力的位置,其次是軟包電池,業界人士指出,加碼大圓柱電池,通過差異化賽道競爭,或有望擺脫主流電池類型的正面競爭,并有機會跑出大圓柱電池“黑馬”。
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大圓柱電池產線建設和裝車提速
整體看,憑借高安全性、長續航、耐低溫、充電快、有降本潛力等方面優勢,大圓柱電池既能助力車企降本增效,還可能影響動力電池的產業格局,因此,多家主流電池企業都在持續加碼大圓柱電池領域的布局力度。
目前,寧德時代、億緯鋰能、比亞迪、遠景動力、國軒高科、正力新能、力神電池、比克電池、瑞浦蘭鈞、中創新航、松下、LG新能源等國內外電池企業都已布局大圓柱電池賽道。
對于車企而言,高性能、具有穩定量產能力、電池成本下降是選擇動力電池的關鍵因素。另一方面,當前受制于工藝技術挑戰,大圓柱電池一直存在產能瓶頸,無法真正發揮其降本優勢,未來隨著工藝技術痛點被逐個突破,降本空間將逐漸打開。
在此背景下,電池企業正在助力大圓柱電池量產,配套按下加速鍵。
今年1月31日,搭載億緯鋰能大圓柱電池的江淮瑞風RF8正式上市;此外,長安啟源也有車型由億緯鋰能大圓柱電池配套。
億緯鋰能表示,大圓柱電池現在主要配套PHEV,“我們預計之后會有更多的車企會用,公司的46系列大圓柱電池裝車會越來越多?!?/p>
5月13日,市場信息顯示,惠州億緯鋰能試制中心大圓柱電池試制產線改建項目備案通過。該項目計劃建設2條大圓柱模組與pack產品研發試制生產線,年產能6200萬套。
近期,國軒高科透露,其三元體系46大圓柱產品——星晨電池將由其第七代工廠生產,制造費用較常規產線降低約50%,預計將于今年第四季度實現量產。
在今年早些時候,欣旺達表示,其大圓柱電池正在與客戶進行研發,處于中試水平,后續將根據客戶的需求逐步進行產能布局。
資料顯示,遠景動力位于美國南卡羅萊納州零碳電池工廠已于2023年6月開工,規劃年產能30GWh,預計將從2026年起為寶馬提供46系大圓柱電池。蘭鈞新能源位于嘉善的大圓柱電池項目,預計2024年三期項目將全面建成,未來將實現年產能77GWh。中創新航在2023年11月表示,2024年四季度其將實現46系列6C充電倍率大圓柱電池的量產。
可以看到,在電池企業合力推進下,大圓柱電池正朝著規模量產裝車的方向前進。華泰證券研報預計,到2027年全球大圓柱電池裝機量有望達429GWh,對應市場規模達2144.8億元,2023年-2027年復合年均增長率可達110.7%。
行業預計,今年年內大圓柱電池產業化進程將進一步加快。不過,其量產仍面臨工藝復雜、技術精度要求高、良品率有待提高等挑戰,還需電池、設備、材料企業加深合作,助力大圓柱電池早日形成其獨有的市場競爭力。