大圆柱电池,一场必须入局的“阳谋”

在新能源汽车领域,电池一直是一个无法绕过的话题。

前有车企为成本纠结,认为自己卖车是给电池厂商打工,后有动力电池厂商心里苦,表示“宁王”实在是难以超越。

而在动力电池企业中,却有这样一款电池,既能帮助车企降本增效,还有望重塑动力电池的产业格局,它就是大圆柱电池。除了有以上优点,在安全性、续航、耐温性、充电速度等方面,大圆柱电池也有着各种各样的优势。

早在 2020 年,特斯拉就推出了 4680 系列大圆柱电池,在行业内引发了一波“大圆柱电池热”但如今发展多年,大圆柱电池却迟迟没有大规模应用,仅做到了小部分出货。

那么大圆柱电池究竟是是车企和动力电池企业破局的利器?一场虚假的狂欢?大圆柱电池又真的有必要吗?

笔者认为,站在行业角度来看,对于大圆柱电池,车企和动力电池企业有着不得不做理由,就像是一场必须入局“阳谋”。

车企降本增效的新途径

对于车企来说,大圆柱电池是车企降本增效的新途径。

为什么这么说?

要知道,动力电池电芯有三种常见的封装方式:方形、软包、圆柱。

三种电池各有优劣,有的安全性高,有的循环寿命强,有的成组效率高…… 具体比较如下:

世界上最早的圆柱电池还要追溯到上个世纪 90 年代,彼时的索尼公司发明了 18650 圆柱电池,之后松下、三星、LG 等电池企业也迅速进行布局。

而近年来圆柱电池的热潮还要归功于特斯拉。

在 2008 年,特斯拉 Roadster 正式上市,并宣布搭载松下生产的圆柱电池,此后圆柱电池在 Model S、Model 3、Model Y,以及最新推出的 Cybertruck 上均有应用。

看到这,可能很多读者会有疑问,前面说了三种电池的属性各有优劣,那么为什么特斯拉要如此推崇大圆柱电池呢?

诚然,圆柱电池有着部分劣势,但随着尺寸增加,大圆柱电池的能量密度将会比传统圆柱电池变得更高,续航也会随之增加,同时安全形态也会获得较大提升,并且可以大幅提升充电速度。

然而,尺寸的增加并不是无止境的,在特斯拉的实验过程中,按照现有的技术水平,当电池的外径增加到 46mm 后,降本的边际效益也逐步趋缓,因此综合考虑电池的整体性能和经济性两方面,46mm 外径是当前技术水平下的最佳尺寸。

目前,市面上主要有三种圆柱电池,1865 电池、2170 电池、4680 电池。马斯克曾表示,特斯拉 2170 电池较 1865 电池实现了单体能量 50% 的提升,4680 电池则较 2170 电池能量提升了 5 倍,功率提升了 6 倍,续航对应提升 16%。

另一方面,大圆柱电池还具备成本优势。随着电池体积增大,在电池中不贡献容量的焊接配件也会随之减少,这意味着成本的降低。

举个例子:早先 Model 3 采用的 74kWh 电池包,如果搭载 1865 电池或 2170 电池需要使用超过 7200 个电芯或 4416 个电芯,而搭载 4680 电池只需使用 950 个左右的电芯。

要知道,现如今的汽车行业价格战愈演愈烈,2024 年一开年比亚迪就率先发布了降价政策,随后又有多家车企紧随其后,口号也从“颠覆燃油”变成了“颠覆混动”“颠覆纯电”。

在这样的行业背景下,发展高安全性、高能量密度、高功率的大圆柱电池,提高车辆续航,同时还能降低生产成本,提高车型毛利率,让利给消费者,显然是一场车企和消费者的双赢。

目前,宝马、沃尔沃、Stellantis、通用、岚图、江淮、蔚来等车企都有布局大圆柱电池的规划。车企入局,已经成为常态。

电池厂商超越“宁王”的新机会

发展大圆柱电池,除了能利好车企和消费者之外,对于动力电池产业也是一场革新。

要知道,现如今的动力电池产业格局已经十分固定,根据盖世汽车研究院发布的排行榜,宁德时代一家独大,占据了 36.8% 的市场份额,后面的座次也已经依次排好,企业想突破的难度不言而喻。

而在电池装车量中,大多数上车的电池都是方形电池。有数据显示,在 2023 年上半年国内动力电池出货量中,方形电池的出货量为 133.6GWh,占整体市场份额的 93.6%,圆柱型电池的出货量为 4.9GWh,占整体市场份额的 3.4%,软包电池的出货量为 4.2GWh,占整体市场份额的 2.9%。

这意味着,在大圆柱电池领域,市场几乎是一片空白,行业格局尚未稳固,一旦大圆柱电池时代来临,后来者也依旧有居上的机会,成为动力电池领域中的“新王”。

此外,在全球动力电池装车量排行榜中,前十的企业有 6 家为中国车企,日本动力电池厂商仅有松下 1 家,韩国动力电池厂商则是有 LG 新能源、SK On、三星 SDI 共 3 家企业,对于这些国外动力电池厂商来说,也希望超过中国企业,完成动力电池产业格局的重塑。

据了解,宁德时代表示,从 2025 年开始将为宝马集团“新世代”车型架构的纯电车型供应 46 系列大圆柱电池,这些产品将在位于中国和欧洲的两座电池工厂生产,每座工厂供应宝马的年产能为 20GWh;

比亚迪曾在 2023 年 7 月 18 日“比亚迪采购与供应管理”公众号发布“比亚迪集团拟对 2023 年大圆柱电池全自动烘烤线设备实行供应商公开招募”的消息;

2023 年 9 月,有媒体报道蜂巢能源和蔚来汽车将达成合作,共同研发新一代大圆柱电池;

2024 年 2 月 1 日,亿纬锂能官微宣布,搭载该公司大圆柱电池的江淮瑞风 RF8 于 1 月 31 日正式上市;

……

由此可见,大圆柱电池给了国内外电池厂商们不得不做的理由。

众人拾柴,火焰却不高

众多车企和动力电池厂商的入局,让大圆柱电池有了空前的热度,但在量产方面,大圆柱电池却呈现出一种“众人拾柴火焰却不高”的景象。

此前,有动力电池行业人士,2023 年将是大圆柱电池的量产元年,但 2023 年已经过去,大圆柱电池依然还没有实现大规模的出货。

主要原因就是制造工艺的限制。有动力电池从业人员向笔者透露:“很多公司都有在做,但是做得很慢,在卷绕等制造部分的良品率很低,特斯拉做得也很慢,松下也没有放量,仅仅只是有出货。”

亿纬锂能此前也曾在调研中表示,大圆柱电池的根本是要解决制造的问题,而不是研发的问题,也从侧面证明了量产才是真正的难点所在。

总的来说,大圆柱电池就像一场不得不做的“阳谋”,让车企看到了降本增效的新途径,让动力电池企业看到了超越“宁王”的新机会,如同一扇充满光明未来的大门。

尽管目前仍存在着量产瓶颈,但随着制造工艺的进步,产品良品率已经有了不小的提升。

据 Tesla motors clubs 上流出的信息,特斯拉在 2022 年 1 月 22 日特斯拉佛里蒙特工厂共生产了 6813 颗 4680 电芯,平均良品率已提高至 92%,亿纬锂能在荆门的大圆柱电池中试线也已投产,累计生产超 50 万颗电芯,整体优率超 92%,宁德时代、松下等企业更是已经做好了产能规划。

种种迹象表明,大圆柱电池的量产问题正在逐渐推进,虽然我们不知道这扇充满光明未来的大门何时能打开,但也许,我们就快要摸到钥匙了。

本文来自微信公众号:汽车通讯社 (ID:automobile-news),作者:程煜

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