鋰電池按封裝形式分類,主要分為圓柱電池、方形電池、軟包電池三種。
國(guó)內(nèi)外電池廠商對(duì)圓柱、方形、軟包三種封裝形式布局有所差異:日本企業(yè)以圓柱路線為主,例如松下生產(chǎn)的18650圓柱電池已批量裝配在全球多個(gè)品牌的電子產(chǎn)品中,并且與特斯拉的合作,將圓柱電池配套到電動(dòng)汽車上;韓國(guó)企業(yè)LG新能源和SK On以軟包路線為主;中國(guó)企業(yè)如寧德時(shí)代和比亞迪等,則以方形路線為主。
在中國(guó)市場(chǎng),2017年至2020年,國(guó)內(nèi)圓柱電池市場(chǎng)份額大幅下降,主要原因是初期配套圓柱電池的短續(xù)航低端車型無(wú)法得到補(bǔ)貼,圓柱電池市場(chǎng)份額從2017年的27.2%下降至2020年的 9.7%,其市場(chǎng)份額主要被方形電池所取代。
在此期間,甚至出現(xiàn)了以圓柱路線為主的沃特瑪?shù)绕髽I(yè)破產(chǎn)倒閉。
不過,全球影響力最大的新能源車企特斯拉,一直都在其高端品牌中使用圓柱電池,這為圓柱電池的高端應(yīng)用,作出了示范。
事實(shí)上,圓柱電池確實(shí)有其獨(dú)到之處,如同電池技術(shù)路線中的磷酸鐵鋰電池東山再起一樣,未來(lái)圓柱電池的市場(chǎng)份額逐步攀升不會(huì)令人意外。
億緯鋰能大圓柱電池“向上”
日前,億緯鋰能董事長(zhǎng)劉金成在電池百人會(huì)上表示,安全性和經(jīng)濟(jì)性是動(dòng)力電池當(dāng)前重點(diǎn)關(guān)注的問題,方型三元電池因含有高鎳材料,易產(chǎn)生自燃現(xiàn)象;性能優(yōu)異的軟包三元電池的價(jià)格又比其他的電池系統(tǒng)要貴出兩三千塊錢。
劉金成稱,“相較于方形電池與軟包電池,大圓柱電池在全生命周期里面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在電池壽命周期內(nèi),46系大圓柱電池不會(huì)因?yàn)榕蛎洰a(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致電池內(nèi)部的結(jié)構(gòu)改變,也將成為未來(lái)高、中端車輛的主要電源方向。”維科網(wǎng)鋰電注意到,億緯鋰能關(guān)于大圓柱電池的穿刺實(shí)驗(yàn)顯示,在對(duì)6顆46系電芯進(jìn)行穿刺實(shí)驗(yàn)時(shí),電芯起火后迅速熄滅。“在內(nèi)部壓力超過一定的數(shù)值以后,電芯會(huì)開閥,定向泄出它電池內(nèi)部的主要熱焓,避免電池間的熱擴(kuò)散。電池上有Vent(排氣孔),能快速釋放電池壓力。”劉金成解釋稱。
億緯鋰能看好圓柱電池,并對(duì)圓柱電池進(jìn)行了大規(guī)模的布局:2021年11月億緯鋰能公告的湖北荊門基地,明確指出將建設(shè)的項(xiàng)目包括20GWh乘用車圓柱電池;2022年3月29日晚公告于匈牙利購(gòu)買675畝土地,也是將建設(shè)圓柱形動(dòng)力電池項(xiàng)目。
比克圓柱電池技術(shù)領(lǐng)先
從航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用,可窺見比克技術(shù)實(shí)力的冰山一角:
2015年9月首顆“深圳制造”的開拓一號(hào)衛(wèi)星成功發(fā)射升空;2018年北斗衛(wèi)星“天平一號(hào)”、“鴻雁星座”兩顆衛(wèi)星發(fā)射升空;2019年京師一號(hào)(BNU-1)成功進(jìn)入太陽(yáng)同步軌道。這四顆衛(wèi)星皆由比克電池提供穩(wěn)定高效的電池,不僅保障了衛(wèi)星的后備電能需求,也在模組外形、散熱等方面進(jìn)行了優(yōu)化,滿足衛(wèi)星對(duì)于電池輕量化、極端環(huán)境下安全穩(wěn)定的需求。
目前,來(lái)自比克方面的判斷是:比克動(dòng)力電池副總裁樊文光在2022百人會(huì)上表示,大圓柱電池是未來(lái)5-10年內(nèi)中高端電動(dòng)車的最優(yōu)解,2025年中國(guó)大圓柱電芯市占率將超30%,超過2021年全球總需求量。
“目前有很多大型新能源車企,在未來(lái)5-10年,敲定了經(jīng)濟(jì)型采用方殼/刀片磷酸鐵鋰電池,中高端采用三元+硅大圓柱電池的布局。”樊文光稱。
據(jù)了解,目前,比克共有46系和26系兩個(gè)系列的全極耳大圓柱電池產(chǎn)品。46系電芯去年開始陸續(xù)有樣品批量交付,性能表現(xiàn)符合預(yù)期。26系則以26105鋁殼電芯為主,目前處于B樣階段,應(yīng)用于整車可達(dá)700公里以上續(xù)航,快充12分鐘以內(nèi)可達(dá)500公里續(xù)航,預(yù)計(jì)將于2024年量產(chǎn),屆時(shí)能量密度將高達(dá)285Wh/kg。未來(lái)幾年,比克將分兩個(gè)階段在海內(nèi)外擴(kuò)充80GWh的電池產(chǎn)能,持續(xù)發(fā)力。
4680電池成新風(fēng)口
自2020年9月特斯拉“電池日”發(fā)布4680“全極耳電池”以來(lái),全球電池巨頭都在加速推進(jìn)全極耳電池的競(jìng)賽,以確保在4680電池競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
2022年1月,特斯拉在社交平臺(tái)宣布,美國(guó)加州弗里蒙特工廠第100萬(wàn)個(gè)4680電池成功下線,開啟大圓柱電池規(guī)模生產(chǎn)新階段。
目前,特斯拉已規(guī)劃在美國(guó)加利福尼亞州、德克薩斯州、內(nèi)華達(dá)州以及德國(guó)柏林的四個(gè)超級(jí)工廠自產(chǎn)4680電池。按照此前計(jì)劃,其4680電池的年產(chǎn)量將在2022年達(dá)到100GWh、在2030年達(dá)到3TWh。
日本電池巨頭松下緊跟特斯拉。松下計(jì)劃今年上半年試產(chǎn)4680電池,2023年起為特斯拉生產(chǎn)4680電池,年產(chǎn)能10GWh,約滿足15萬(wàn)輛汽車的電池需求。
韓國(guó)電池巨頭LG新能源規(guī)劃在韓國(guó)梧倉(cāng)工廠擴(kuò)建4680電池產(chǎn)能,計(jì)劃2022-2023年量產(chǎn);三星SDI計(jì)劃2024 年量產(chǎn)4680電池;以色列公司Storedot 則在去年9月宣布生產(chǎn)出第一款4680電池,并計(jì)劃2024年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
此外,有消息稱,特斯拉在2021年8月開始尋找新的4680大圓柱電池的合作廠商,潛在標(biāo)的包括寧德時(shí)代、LG新能源、億緯鋰能等。
市場(chǎng)上還有一個(gè)現(xiàn)象是,除了一如既往在高端車型使用圓柱電池的特斯拉,包括保時(shí)捷、江淮、東風(fēng)嵐圖等乘用車企也正在相繼釋放出明確的大圓柱電池應(yīng)用信號(hào)!
總結(jié)
有市場(chǎng)人士指出,大圓柱電池的技術(shù)突破,本質(zhì)是材料的突破,例如4680電池應(yīng)用了無(wú)鈷化的“高鎳陰極”。
而當(dāng)前市場(chǎng)上號(hào)稱的各種電池技術(shù)突破,多為通過結(jié)構(gòu)性的改變而提高安全性及增強(qiáng)電池包能量密度。這與圓柱電池基于材料學(xué)的突破是兩碼事。
并且,圓柱電池的發(fā)展路徑從1865到21系、46系等,步伐一致,但方形電池與軟包電池卻形狀與規(guī)格各異,沒有找到一致的發(fā)展路徑。
當(dāng)然,大圓柱電池的發(fā)展,也有痛點(diǎn)需要解決,例如工藝成熟度、產(chǎn)線良率、市場(chǎng)認(rèn)可度等,這些都需要青睞大圓柱電池的企業(yè)去著手解決。
原標(biāo)題:圓柱形動(dòng)力電池起勢(shì)!