鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2023年03月10日
寶馬、LG相繼站隊(duì) 圓柱電池要起飛?
近兩年來,大圓柱之風(fēng)吹起。
鋰電池按照封裝形式,重要分為圓柱電池、方形電池、軟包鋰電池三種。如今,4680大圓柱電池在一些動(dòng)力鋰電池公司中格外受寵,億緯鋰能董事長(zhǎng)劉金成贊其有絕對(duì)安全和成本優(yōu)勢(shì)。
隨著TSLA、寶馬、保時(shí)捷等高端車企的帶動(dòng)效應(yīng),越來越多電池廠商和國(guó)內(nèi)外車企紛紛跟進(jìn)大圓柱電池技術(shù)路線,扭轉(zhuǎn)著長(zhǎng)期以方形電池為主流的市場(chǎng)風(fēng)向。
棄方從圓背后,反映出動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)怎么樣的焦慮和怎么樣的機(jī)遇?
路線之爭(zhēng):誰是最優(yōu)解
今年五月,TSLA宣布擬正式向普通用戶交付4680圓柱電池版ModelY。
九月九日,寶馬集團(tuán)宣布,將從2025年起率先在新世代車型中使用圓柱電芯,向CATL和億緯鋰能兩家合作伙伴授予了價(jià)值超過百億歐元的電芯生產(chǎn)需求合同。
九月十四日,LG新能源取消了方形電池的開發(fā),專注于制造軟包鋰電池和圓柱電池。
如今的電動(dòng)汽車市場(chǎng),圓柱電池的優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯。
大圓柱電池是未來5-10年內(nèi)中高端電動(dòng)汽車配置的最優(yōu)解。比克電池副總裁樊文光表示。圓柱電池和方形電池由于采用了卷繞工藝,相比軟包鋰電池的疊片工藝,可以加快轉(zhuǎn)速,從而提高電芯的生產(chǎn)效率,成為動(dòng)力鋰電池制造工藝的首選。最早的圓柱電池是由日本SONY公司在1992年發(fā)明的直徑18mm、長(zhǎng)度65mm的圓柱形鋰電池。
目前,中、日、韓三國(guó)都有成熟的圓柱電池生產(chǎn)公司,如松下、SONY、LG化學(xué)、比克、國(guó)軒高科等,國(guó)內(nèi)外電池廠商對(duì)圓柱、方形、軟包三種技術(shù)路線布局亦有所差異。
日本公司以圓柱路線為主,最有代表性的當(dāng)屬松下供應(yīng)給TeslaModelS的18650圓柱NCA電池,開創(chuàng)了圓柱鋰電池應(yīng)用在純電動(dòng)汽車上的時(shí)代;
軟包鋰電池由于其體積和形狀的靈活多變性,受到插電式混合動(dòng)力車的偏愛。2020年,隨著軟包大本營(yíng)歐洲新能源車型的快速滲透和韓國(guó)LG化學(xué)放量,軟包鋰電池的份額翻番;
國(guó)內(nèi)公司剛起步時(shí),考慮到日韓分別在圓柱和軟包鋰電池的技術(shù)積累深厚,且圓柱電池對(duì)車企的電池管理水平考驗(yàn)較高、軟包鋰電池鋁塑膜國(guó)產(chǎn)化率較低,因此以CATL和比亞迪為首的國(guó)內(nèi)公司以方形路線為主,方形電池的出貨份額遙遙領(lǐng)先。
回顧歷史,在動(dòng)力鋰電池發(fā)展初期,能量密度基數(shù)較低,如何在保證電池安全的情況下,提升電池的能量密度,是市場(chǎng)焦慮的頭等大事。
2015年,工信部明確:動(dòng)力鋰電池單體能量密度不得小于120Wh/kg,電池組能量密度不得小于85Wh/kg。政策導(dǎo)向下,2015-2020五年間,方形電池以高成組效率脫穎而出,得到以CATL為主的國(guó)內(nèi)電池廠拉動(dòng),成為動(dòng)力鋰電池封裝路線選擇的主流。
在很長(zhǎng)一段時(shí)間,方形電池和軟包鋰電池?cái)D壓著圓柱電池的生存空間。
2017-2020年間,從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)看,受補(bǔ)貼退坡影響,初期配套圓柱電池的短續(xù)航低端車型無法得到補(bǔ)貼,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)圓柱電池市場(chǎng)份額大幅下降,海外市場(chǎng)份額亦略有下降,市場(chǎng)份額重要被方形電池取代。
從全球市場(chǎng)看,受歐洲新能源車滲透率快速提升的影響,海外軟包鋰電池出貨量新增,擠占一定的生存空間,圓柱電池市場(chǎng)份額由2018年的29%下降至2020年的23%。
路徑依賴:從18650到46800
那么圓柱電池這股風(fēng),是如何吹起來的呢?要感謝TSLA這條鯰魚。
2008年,TSLA首次使用松下的18650圓柱電池作為車輛的動(dòng)力鋰電池,開始在ModelS上大規(guī)模使用。2017年,TSLA推出和松下共同研發(fā)的21700圓柱電池,應(yīng)用在Model3車型上。18650到21700的升級(jí),提高了電芯50%的能量和密度,達(dá)到了降本增效的目的。
此后,TSLA進(jìn)一步將圓柱電池向大型化升級(jí)。2019年,TSLA申請(qǐng)46800大圓柱專利,于2020年電池日對(duì)46800大圓柱電池進(jìn)行宣傳。從21700到46800,性能有了進(jìn)一步躍升。預(yù)計(jì)大圓柱電池能量將提升5倍,續(xù)航里程提升16%,功率提升6倍。
相比于成組效率最高的方殼電池、單體能量密度最高的軟包鋰電池,圓柱電池的優(yōu)勢(shì)在于生產(chǎn)效率最高。效率意味著更短的時(shí)間,更多的金錢,直接反映在汽車產(chǎn)銷量和利潤(rùn)上,是關(guān)鍵指標(biāo)和重要激勵(lì),更是競(jìng)爭(zhēng)激烈的汽車市場(chǎng),下一步招兵買馬的方向。
路徑依賴被用來描述技術(shù)變遷的自我強(qiáng)化、自我積累的性質(zhì)。新技術(shù)的采用往往具有報(bào)酬遞增的性質(zhì),首先發(fā)展起來的技術(shù)常??梢詰{借占先的優(yōu)勢(shì)地位,利用巨大規(guī)模促成的單位成本降低,和許多行為者采取相同技術(shù)出現(xiàn)的協(xié)調(diào)效應(yīng),致使它在市場(chǎng)上越來越流行,人們也就相信它會(huì)更流行,從而實(shí)現(xiàn)自我增強(qiáng)的良性循環(huán)。
著眼當(dāng)下,圓柱電池的尺寸從最早的18650到21700小圓柱,迭代到如今的46800大圓柱,電池能量密度越來越高,單位生產(chǎn)成本一降再降。性能的卓越表現(xiàn),使圓柱電池電芯出現(xiàn)了大型化趨勢(shì)。
寶馬集團(tuán)董事韋博凡表示,推出的第六代大圓柱電芯將帶來技術(shù)上的重大飛躍,能量密度提升超過20%,續(xù)航里程提升多達(dá)30%,充電速度也將提升30%。同時(shí),電池生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放量將會(huì)減少60%。技術(shù)的革新將幫助寶馬進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性和客戶利益。
技術(shù)競(jìng)賽:強(qiáng)者恒強(qiáng)
圓柱電池還是方形電池,是路線之爭(zhēng),背后更是技術(shù)之爭(zhēng)。
動(dòng)力鋰電池占電動(dòng)汽車成本約40%,動(dòng)力鋰電池的能量密度、循環(huán)、倍率決定了電動(dòng)汽車的續(xù)航、壽命和快充性能,是電動(dòng)汽車和燃油車產(chǎn)品力角逐的關(guān)鍵要素,具有強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈地位。電池是產(chǎn)業(yè)鏈中擴(kuò)產(chǎn)周期相對(duì)較短的環(huán)節(jié),中上游的供需緊張很容易影響到電池成本。鋰、鎳等作為產(chǎn)業(yè)鏈上游資源,是動(dòng)力鋰電池發(fā)展的重要源泉。
吃一塹長(zhǎng)一智,今年上半年受疫情等多種因素疊加,缺芯和原材料價(jià)格上漲,對(duì)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)影響嚴(yán)重。為了防止日后再次受到掣肘,越來越多的電池廠商和國(guó)內(nèi)外車企開始自研自產(chǎn),或參股鋰、鎳項(xiàng)目,搶占產(chǎn)業(yè)鏈上游的席位。
電動(dòng)汽車的進(jìn)一步發(fā)展,不僅要電池技術(shù)的明顯突破,還要配套設(shè)施更全面的建設(shè)。新一輪的技術(shù)競(jìng)賽,考驗(yàn)著公司家的雄心和眼光。
目前,從儲(chǔ)備上看,CATL拿下了寶馬大圓柱定點(diǎn),寧王終于入局大圓柱,緩解市場(chǎng)焦慮。億緯鋰能著重把握大圓柱電池的高安全性和對(duì)高性能材料的適配性,有意耕耘中高端市場(chǎng),在荊門擴(kuò)產(chǎn)大圓柱20GWh,預(yù)計(jì)今年底到明年陸續(xù)投產(chǎn)。
TSLA這條活躍的鯰魚,專注于大圓柱電池的技術(shù)路線,向來不忌憚秀肌肉。今年年底之前,TSLA將實(shí)現(xiàn)新型46800圓柱電池的大規(guī)模生產(chǎn)。
TSLA引領(lǐng),CATL、億緯鋰能等動(dòng)力鋰電池巨頭跟進(jìn),預(yù)計(jì)到2023年,圓柱電池產(chǎn)量即將放量,46800大圓柱電池將蔚然成風(fēng)。
據(jù)鋰電行業(yè)的分析師分析,圓柱電池、方形電池和軟包鋰電池三種電池路線中,圓柱電池的一致性最好,優(yōu)勢(shì)被放大。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,隨著技術(shù)的改進(jìn),一家獨(dú)大的局面未必長(zhǎng)遠(yuǎn),方形和軟包鋰電池根據(jù)適用場(chǎng)景的不同,也可以通過迭代升級(jí),摸索市場(chǎng)。
挖掘技術(shù)潛能,發(fā)揮創(chuàng)新優(yōu)勢(shì),為用戶減少焦慮,是健康而良性的市場(chǎng)所期待的,也是動(dòng)力鋰電池廠商和車企從本質(zhì)上要努力的方向。方圓背后,有焦慮,也有機(jī)遇。
競(jìng)爭(zhēng)才剛開始。