特斯拉現(xiàn)象級效應(yīng)下,在汽車市場逐漸式微的圓柱電池重新“騷動”起來。
特斯拉電池日之后, 4680無極耳(又稱全極耳)大圓柱技術(shù)路線被提出。緊跟其后,多家主機廠和電池企業(yè)加快大圓柱電池領(lǐng)域的動作。
高工鋰電注意到,在應(yīng)用端,特斯拉、保時捷、江淮、東風(fēng)嵐圖等乘用車企相繼釋放出明確的大圓柱電池應(yīng)用信號。在供應(yīng)端,LG、松下、比克、力神、億緯鋰能、蜂巢能源等電池企業(yè)積極跟進包括4680在內(nèi)的大圓柱電池。
作為特斯拉的三大動力電池供應(yīng)商之一,寧德時代也在積極布局大圓柱電池,主要瞄準兩輪車市場,同時,不排除其將大圓柱電池導(dǎo)入到乘用車領(lǐng)域。
過去幾年,18650電池在乘用車市場逐漸邊緣化,此后特斯拉采用2170圓柱電池方案也未獲得市場廣泛認可,圓柱電池在動力市場日漸式微。
18650和2170市場都未能在新能源汽車市場站穩(wěn)的核心原因在于,一是彼時國內(nèi)電池企業(yè)在高鎳材料技術(shù)上突破不深,疊加預(yù)鍍鎳鋼殼材料核心技術(shù)為日本企業(yè)掌控,導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈配套能力不足。二是國內(nèi)方形電池競爭優(yōu)勢明顯,軟包奮起突圍,圓柱面臨巨大的市場蠶食。三是除了特斯拉之外,其他車企終端并未形成規(guī)?;袌鲂枨螅涮总囆鸵睬缚蓴?shù),導(dǎo)致電池端驅(qū)動力不足。
相比于此前圓柱電池面臨的“窘境”,全極耳技術(shù)的突破,三元/鐵鋰技術(shù)并行,使得大圓柱在性能、成本、安全方面優(yōu)勢更加明顯。應(yīng)用場景邊界的拓寬,以及頭部電池企業(yè)的跟進,也讓大圓柱電池在動力戰(zhàn)場有望重新占據(jù)一席之地。
應(yīng)用邊界拓寬
應(yīng)用場景及市場需求是技術(shù)路線、產(chǎn)品迭代的風(fēng)向標。而大圓柱電池在高端乘用車市場、海外商用車市場、二輪車/低速車市場已經(jīng)釋放出需求。
高端乘用車方面,大圓柱除了擁有特斯拉的市場背書之外,保時捷也明確表示,圓柱電池是動力電池未來的重要方向,其正在研究大功率、高密度的電池。
高工鋰電獲悉,在電動賽車和超級跑車的電池選擇上,保時捷更傾向于選擇圓柱電池,國內(nèi)一家圓柱電池企業(yè)透露,其就在和保時捷做相應(yīng)的前期研發(fā)配套。
作為圓柱電池擁躉,江淮也在堅持圓柱電池的應(yīng)用,并向大圓柱方向迭代邁進,開發(fā)車規(guī)級4680電池。
江淮汽車新能源汽車研究院電池系統(tǒng)部技術(shù)副總監(jiān)秦李偉表示,全極耳高鎳圓柱4680電池可以兼顧能量密度、安全性及功率性能,符合車規(guī)級動力電池的要求。目前江淮汽車正在進行基于46系列的全新平臺規(guī)劃。未來將開發(fā)4680/46105系列電芯,并實現(xiàn)整包CTP。
從而實現(xiàn)A0新平臺200-600km車型全覆蓋,A級車新平臺400-800km全覆蓋。同時,在300-400km及以下車型可采用磷酸鐵鋰電芯,400km以上車型采用三元4680電芯。
此外,東風(fēng)的高端品牌嵐圖也將圓柱納入車型版圖當中。
海外商用車方面,為了滿足底盤設(shè)計、動力性能、續(xù)航里程等,特斯拉確認打算在Semi卡車上使用4680電池和結(jié)構(gòu)性電池組。在其引領(lǐng)下,大圓柱在海外商用車市場的應(yīng)用有望獲得進一步的市場認可。
二輪車/低速車方面,憑借標準化、效率高、規(guī)模化、性價比等優(yōu)勢,大圓柱電池正在二輪車市場攻城略地,包括小牛、新日、哈啰、美團等都在擴大大圓柱電池的應(yīng)用。
值得一提的是,近日一份關(guān)于《GB/T28382純電動乘用車技術(shù)條件》的會議紀要曝光,根據(jù)內(nèi)容顯示,低速電動車將納入新能源汽車標準,只能使用磷酸鐵鋰或三元鋰電池,且要求技術(shù)全面升級。標準將于今年9月發(fā)布。
無獨有偶,高工鋰電獲悉,已經(jīng)有排名靠前的電池企業(yè)通過大圓柱電池向低速車及A00級市場滲透。
電池企業(yè)跑步跟進
明確的市場風(fēng)向下,電池企業(yè)也迅速跟進。除了松下、LG已經(jīng)著手為特斯拉部署4680電池生產(chǎn)線之外,國內(nèi)電池企業(yè)也相繼亮相4680電池的進展。
從規(guī)?;慨a(chǎn)時間節(jié)點看,國內(nèi)將會在2023年釋放出4680電池產(chǎn)能。
比克首席科學(xué)家林建表示,比克正在與客戶合作進行全極耳大圓柱電池的應(yīng)用開發(fā),4680電芯樣品預(yù)計年內(nèi)實現(xiàn)批量下線,批量生產(chǎn)預(yù)計將于2023年開始,將在車電市場率先應(yīng)用。
在林建看來,大圓柱電池從功率密度、快充快放能力,都是可以跟方形相媲美的。從安全性來說,圓柱定向爆破能力優(yōu)于方形。與大方形相比,在能量密度、功率密度都差不多的情況下,圓柱的安全性是最大的優(yōu)勢。
作為國內(nèi)率先發(fā)布4680圓柱電池的企業(yè),比克已經(jīng)與國際知名車企進行全極耳大圓柱電池的應(yīng)用開發(fā)。
林建向高工鋰電介紹,終端應(yīng)用領(lǐng)特別是高端車電市場對大圓柱電芯產(chǎn)品有著可觀的需求量。未來,比克會將其4680產(chǎn)品首先用于高端價值客戶。
億緯鋰能基礎(chǔ)材料與技術(shù)研究室主任冀亞娟也表示,公司在大圓柱電池方面已經(jīng)布局了46800和46950兩大型號,2023年后會逐步將大圓柱電池進行市場推廣。
蜂巢能源董事長兼CEO楊紅新表示,4680大圓柱電芯的誕生具有顛覆性,包括設(shè)計、生產(chǎn)工藝的革新性,以及在制造端將大幅降低成本。大圓柱未來市場前景廣闊,以高性能跑車、SUV等領(lǐng)域作為市場突破口,圓柱電池可與方形、軟包電池展開競爭。
據(jù)悉,蜂巢能源今年也將切入大圓柱領(lǐng)域。
在大圓柱電池推進較快的還有寧德時代,尤其在二輪車市場。
近期,哈啰出行旗下哈啰電動車發(fā)布A80(精靈)、A86(圖靈)和B80(魔靈)三大車型,分別在4、5、6月上市。新車將搭載寧德時代電池。
不久之前,寧德時代還攜手新日發(fā)布了48v20Ah、60v20Ah、109v92Ah三款汽車級磷酸鐵鋰新電池產(chǎn)品,保5年用10年。
而作為國內(nèi)大圓柱電池龍頭,國軒高科也牢牢固守著屬于自身的乘用車陣地。GGII數(shù)據(jù)顯示,2020年國軒動力電池裝機量位于國內(nèi)圓柱動力電池榜首。
海外方面,繼21700之后,LG化學(xué)與松下已經(jīng)著手為特斯拉開發(fā)4680電池試驗生產(chǎn)線。近期三星SDI也表示正在為電動汽車開發(fā)一種新的、更大的圓柱形電池,預(yù)計未來兩到三年內(nèi)推出。
可以看到,曾經(jīng)在動力市場備受擠壓的圓柱電池正在以新的姿態(tài)回歸行業(yè)競爭。細分市場領(lǐng)域正在給大圓柱電池開啟新的大門,圓柱依然能夠激烈的動力市場中贏得一席之地。
新賽道門檻
目前,國內(nèi)26、32、34系列的大圓柱電池規(guī)?;a(chǎn)已較為成熟,但是4680新電池在量產(chǎn)方面還存在難題,尤其是在全極耳電池在組裝方面。
馬斯克也曾對4680電池實現(xiàn)連續(xù)性的組裝生產(chǎn),以及生產(chǎn)效率成倍增長表現(xiàn)出擔憂。近期對于4680能否實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的質(zhì)疑聲也不絕于耳。
在電芯層面,電池放電過程中電流通過銅箔、鋁箔匯集,并通過極耳導(dǎo)出到外電路,由于電阻的存在,電池在充放電的過程中,特別是大電流充放電的過程中會產(chǎn)生顯著的歐姆熱,引起電池溫度的升高,越粗越大的電芯發(fā)熱越多、散熱越難,因此,如何解決電芯尺寸做大和發(fā)熱減少的悖論是其中的關(guān)鍵。
在制造方面,與傳統(tǒng)圓柱電池相比,4680電池線的關(guān)鍵變化在于全極耳制作、連接等電芯組裝段,需要新增全極耳成型、全極耳與集流盤或殼體連接、檢測及連續(xù)組裝等工藝和設(shè)備。這對設(shè)備精度也提出了更高的要求。
逸飛激光表示,公司從2009年開始投入全極耳技術(shù)、工藝與設(shè)備研發(fā),具備完整的全極耳電池組裝技術(shù),應(yīng)用產(chǎn)品包括單端全極耳和兩端全極耳等5種全極耳電池結(jié)構(gòu),產(chǎn)品尺寸全面覆蓋4680在內(nèi)的直徑18-80mm、長度65-300mm等各個范圍段,目前已完成百余套圓柱全極耳設(shè)備交付,獲得眾多頭部電池企業(yè)認可。
在完成規(guī)模化量產(chǎn)與市場初期導(dǎo)入之后,大圓柱的市場競爭也許才剛剛開始。
原標題:大圓柱電池“騷動”