界面新聞記者 | 莊鍵 顧樂曉
『大圓柱電池的量產,已進入到黎明前的攻堅階段』比克電池副總裁樊文光今年4月作出的預判正逐漸成為現實。
6月8日晚間,億緯鋰能(300014.SZ)對外宣佈,同意其孫公司在匈牙利投資建設乘用車大圓柱電池項目,投資金額不超過99.7億元。
該項目分期建設,建設期四年。
億緯鋰能由此成為又一家正式官宣大圓柱電池投資項目的鋰電公司。
今年1月,比克電池也曾宣佈,將在江蘇常州建設一座產能為30 GWh的新工廠,專門用於生產大圓柱電池,總投資130億元。
該工廠有望在明年開始批量化生產階段。
樊文光稱,就行業整體情況而言,大圓柱電池正從設計驗證步入量產籌備階段,今年下半年開始,會有越來越多的電池企業開始量產大圓柱電池。
特斯拉和BMW押註的電池技術
圓柱電池、方形電池和軟包電池是鋰電池的三種主要封裝方式。
根據SNE Research統計,方形電池是目前動力電池的主流形態,市場份額在60%左右。
2022年上半年,圓柱電池占據全球動力電池市場的份額為14%。
2022年全年,這一數字為16%。
目前方形電池更多采用的是磷酸鐵鋰正極材料,其能量密度雖然遜於三元正極材料,但具有很高的性價比優勢。
磷酸鐵鋰方形電池因此獲得了國內外車企的廣泛認可,特斯拉部分車型也選用了此類電池。
但隨著大圓柱電池的量產和裝車,上述情況有望得到根本改變。
圓柱電池又可分為小圓柱和大圓柱兩大類,前者是成熟產品,後者則剛推向市場不久。
小圓柱電池的主流為21700圓柱電池,直徑為21毫米、高度70毫米。
直徑達46毫米、高度為80毫米的圓柱電池,是目前大圓柱電池的主要發展方向,該技術路線由特斯拉在2020年最先發佈,也被冠以『46800電池』之稱。
特斯拉CEO埃隆·馬斯克稱,相比21700電池,46800電池在尺寸放大後,單體能量相比以往提升了5倍,功率提升6倍。
使用該款電池後,電動汽車的續航裡程可以提升16%。
特斯拉一直是圓柱電池的最大擁躉,也是目前唯一大量使用圓柱電池的車企。
從最開始的車型Roadster,到此後的Model 3和Model Y,圓柱電池成為其首選的電池形態。
大圓柱電池量產進展
除特斯拉外,BMW集團是另一家明確將大圓柱電池視為未來主要技術方向的車企,將用於其新世代《Neue Klasse》車型架構的純電車型,其此前選用的技術路線則是方形電池。
去年下半年,BMW集團分別與寧德時代(300750.SZ)、億緯鋰能、遠景動力達成大圓柱電池電池采購合同。
三家電池供應商將分別在中國、歐洲和北美建立電池工廠,為BMW集團供貨。
和特斯拉類似,BMW集團選用的大圓柱電池也采用46毫米的直徑,但電池高度並非80毫米,而是采用了95毫米和120毫米兩種選項。
除此之外,通用汽車、蔚來汽車、江淮集團等車企也陸續傳出將選用大圓柱電池的消息。
大部分主流電池公司均已在大圓柱電池領域進行技術和產能佈局。
手握BMW集團訂單的寧德時代、億緯鋰能和遠景動力已先後官宣了大圓柱電池工廠規劃,LG新能源、松下等日韓電池巨頭也有著同樣動作。
韓國經濟日報去年6月報道稱,LG新能源將在位於韓國忠清北道梧倉《Ochang》的工廠新建46800大圓柱電池產線,年產能為9 GWh。
LG新能源首席執行官權暎壽《Kwon Yong-soo》稱,此次投資決策是出於全球汽車巨頭對圓柱電池不斷提升的需求。
走向量產並非一帆風順
去年舉行的中國電動汽車百人會上,億緯鋰能董事長劉金成曾表態稱,『大圓柱電池成為行業的王者,已經初露曙光』
他認為,低成本的磷酸鐵鋰方形電池,將成為普及型新能源汽車的主要動力電池類型。
樊文光告訴界面新聞記者,大圓柱電池的首要優勢,在於圓柱這種電池形態帶來的高安全性,在任何極端情況下,都能保證動力電池整體的安全可控。
在此基礎上,大圓柱電池可以適配更激進的電池化學體系,比如8系以上的高鎳三元正極材料,從而獲得更高的電池能量密度,提高新能源汽車的續航能力。
樊文光認為,大圓柱電池將幫助新能源汽車接近燃油車的性能,其作為一項成熟產品將在2026年逐漸鋪開。
這一情景的出現,還有賴於大圓柱電池從實驗室成功走向量產,但這一過程註定不會一帆風順。
今年5月上旬,日本最大的鋰電池公司松下宣佈,該公司46800大圓柱電池的量產時間將推遲到2024年4-9月,較原定時間延後一年。
松下稱,推遲量產時間主要是為了提高電池性能,增強其競爭力,但並未披露具體細節。
目前,松下在位於日本和歌山的工廠運行一條46800電池的試點生產線。
該公司是特斯拉的大圓柱電池潛在供應商,特斯拉同時也在自產大圓柱電池。
樊文光稱,圓柱電池把尺寸做大並不簡單,從18650電池迭代到21700電池也經歷了數年時間。
目前大圓柱電池生產工藝最大的挑戰在於焊接技術,以及相應的設備供應。
他介紹稱,如果一條產線要達到300ppm的生產效率,即每分鐘生產300顆大圓柱電池,意味著一分鐘要重復300次焊接工序,長年累月的高頻率使用,對於設備的穩定性要求非常苛刻。
樊文光透露,目前大圓柱電池領域普遍的水平在120ppm左右,但也有頂尖企業實現了300ppm的生產效率,同時良率能達到90%以上。
在他看來,大圓柱電池量產的過程中,各家企業都會遇到一些困難,但目前而言,還沒有任何一個難點是沒有解決方案的。
46800電池發佈逾兩年後,特斯拉已成功實現大圓柱電池量產裝車的公司,不過也是目前唯一的一家。
去年底,特斯拉對外宣佈,其46800電池的產能已經可以滿足每周生產1000輛新能源汽車的需求。
今年1月,特斯拉宣佈在美國內華達州投資36億美元。
該筆投資的重點,是建設一座年產能100 GWh的46800電池工廠,足夠150萬輛輕型新能源汽車使用。
在樊文光看來,大圓柱電池類似一個自我實現的預言,其過程存在很多不確定性,但如果大家都相信大圓柱的未來,就有機會把它的優勢完全變現。