布局大圆柱,比克/亿纬锂能/蜂巢能源/松下/LGC抢跑
继特斯拉之后,近日,比克在国内首发了全极耳4680大圆柱电池,引发行业关注。
4680电池实现量产后,或改变圆柱电池在新能源汽车领域应用式微的局面。据起点锂电大数据了解,有特斯拉背书,目前已有多家头部车企未来都规划推出大圆柱电池路线的车型,不少动力电池企业也在积极布局大圆柱电池。
圆柱电池“大”趋势
46800指的是直径46毫米、高80毫米的圆柱电芯产品。
2020年9月,特斯拉在“电池日”率先发布了4680电池,并计划在2022-2023年实现大规模生产。
特斯拉称,相较于当前Model 3/Y使用的2170电池,4680电池能量密度将提高5倍,续航里程提高16%,电池容量提高6倍,应用到特斯拉汽车后,可使得续航里程提高16%、每千瓦时成本降低14%,同时由于解决了大规模生产问题,特斯拉电池生产线的速度也将提高7倍。
由于能量密度更大、单体容量更高、输出功率更强、制造成本更低等诸多优点,大圆柱将逐步成为圆柱电池技术发展的主要趋势。
比克电池电芯研发负责人樊文光博士表示,大圆柱电芯技术可以将能量密度/成本与安全性之间的最优平衡点,推向一个新的位置,在保证电池整包安全的前提下,提高单体电芯尺寸,提升空间利用率,提高整车续航里程。同时,采用大尺寸的电芯,可降低整包中电芯的数量以及相应的结构件数量,从而提升重量能量密度,简化BMS,并降低电池包整体的工业成本。从整车层面上,提升性能,降低成本,安全方面也会有进一步改善,使零电池事故真正实现有了可能。
当然,圆柱电池“变大变粗”可没那么简单,首先要解决的是散热问题。简单来说,由于电阻的存在,电池在充放电的过程中会产生热,引起电池温度升高,越粗越大的电芯发热越多、散热越难,因此,如何解决电芯尺寸做大和发热减少的悖论成为其中关键。
因此圆柱电池越“高大”技术难度也越大,目前来看,4680电池是综合了能量密度、成本、安全性等各方面最优的方案。
过去几年,圆柱电池在新能源汽车领域应用日渐式微,各大圆柱企业纷纷转向小动力领域。大圆柱电池的崛起,或将改变电池类型竞争格局,未来方形、软包、圆柱电池实现三足鼎立也不是全无可能。
起点研究院(SPIR)数据显示,2017-2019年,国内新能源汽车圆柱动力电池的装机电量从12.57 GWh一路下滑至4.17 GWh。
而2020年,在动力电池装机量仅微增的背景下,圆柱电池装机量却逆势增长超1倍,成为三种电池中唯一增长的类型,这主要受益于特斯拉国产化的带动。
有特斯拉背书,国内车企和电池企业纷纷跟进,布局大圆柱电池。
抢夺“4680”电池赛道
据韩国媒体报道,目前LG 化学已经开始准备为特斯拉 4680 电池建设一条试点生产线,并将于2023年开始生产。LG化学表示已经制造了4680电池的样品,但要进行大规模生产仍然需要克服“技术障碍”。
特斯拉的另一家电池供应商松下集团,其总裁津賀一宏(Kazuhiro Tsuga)在接受日本媒体采访时证实,满足特斯拉需求的4680电芯开发工作正在稳步进行中。
国内来看,有多家企业跟进布局了4680电池,不过目前为止只有比克正式发布了这一电芯。
据了解,比克电池大圆柱产品定位于为运动型多用途汽车(SUV)、轿跑等中高端车型配套动力电池。公司计划在郑州工厂新建大圆柱电池生产线,该工厂已完成土建,预计明年下半年可以实现量产,年规划最大电池产能为15 Gwh。
比克电池副总裁李丹表示,比克已经为多家整车企业提供了定制的大圆柱电池,并采用联合开发的形式配套对方新研发的车型。
早在今年年初,比克就官宣已与江淮汽车签署了一项为期三年的联合产品开发战略协议,根据协议,比克将根据江淮汽车的技术要求,为动力电池和电池组提供定制化方案,双方还会发挥各自强项,联合开发46800型号圆柱形锂电池。
此外,有外媒报道,作为与江淮汽车的合资企业,未来大众安徽(大众持股75%)旗下推出的产品有望采用其4680电池。
亿纬锂能基础材料与技术研究室主任冀亚娟表示,已完成大圆柱电池战略布局,2023年后会逐步推广大圆柱电池。
亿纬锂能布局的是46800和46950两个大圆柱电池,预计2023年产能释放20GWh,2024年达到40GWh。
今年1月,亿纬锂能宣布新建圆柱电池产线投产,投产后其圆柱电池产能将翻一倍扩增至5GWh。
蜂巢能源董事长兼CEO杨红新表示,大圆柱电池的市场前景广阔,今年蜂巢能源也将切入大圆柱领域。
杨红新认为,4680大圆柱电芯的诞生是颠覆性的,一方面其设计、生产工艺具有革新性,另一方面,其颠覆性的制造将大幅降低制造成本,大圆柱未来的市场前景很广阔,在高性能跑车、SUV等领域应用具有优势,这个为突破口,圆柱电池可与方形、软包电池展开竞争。