大圓柱電池正成為車企和電池廠商青睞的技術(shù)路線之一。按照封裝形式劃分，動(dòng)力電池可分為方形、圓柱和軟包三種形態(tài)。在頭部電池廠商的帶動(dòng)下，方形電池一直占據(jù)主流，大圓柱以其性能和成本的優(yōu)勢打破了這一局面。
不久前，特斯拉官宣德州超級工廠在4680電池的生產(chǎn)上取得了重大突破，該工廠生產(chǎn)了第2000萬塊電池。一眾電池廠商也在積極跟進(jìn)包括4680在內(nèi)的46系列大圓柱電池，且部分廠商宣布將在2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
受訪人士認(rèn)為，大圓柱電池的產(chǎn)業(yè)化提速有望帶動(dòng)新能源汽車電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)鏈革新，推動(dòng)相關(guān)結(jié)構(gòu)件、材料需求。目前，良品率偏低、關(guān)鍵技術(shù)不成熟等因素仍制約著大圓柱電池的大規(guī)模量產(chǎn)。不過，隨著電池技術(shù)的日益成熟，大圓柱電池的產(chǎn)業(yè)前景也逐漸明朗。
大圓柱電池賽道火熱
作為大圓柱電池的擁躉，特斯拉CEO馬斯克曾在3年前的電池日上描繪了4680系電池的藍(lán)圖。據(jù)馬斯克稱，這一電池單體能量密度提升5倍，成本降低14%，而搭載該電池的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程提高16%。
今年以來，大圓柱電池?cái)U(kuò)產(chǎn)聲頻傳。年初，比克電池官微發(fā)布消息稱，計(jì)劃總投資130億元，在江蘇常州建設(shè)電池生產(chǎn)基地，項(xiàng)目涵蓋30GWh大圓柱電池產(chǎn)線及研發(fā)中心。
億緯鋰能9月份在投資者互動(dòng)平臺(tái)上表示，公司第一條大圓柱產(chǎn)線在去年年底建成。今年上半年，第100萬顆電池完成下線。通過這100萬顆電池的生產(chǎn)，公司解決了大圓柱電池量產(chǎn)的可生產(chǎn)性問題，產(chǎn)品順利進(jìn)入了C樣（生產(chǎn)樣）階段，其中一個(gè)客戶已經(jīng)完成了PPAP（生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序）審核，并進(jìn)入了量產(chǎn)階段。
據(jù)記者不完全統(tǒng)計(jì)，寧德時(shí)代、鵬輝能源、國軒高科、海辰儲(chǔ)能等國內(nèi)主流電池企業(yè)在大圓柱電池領(lǐng)域均有所布局。“大圓柱電池的興起與車企降本增效的市場策略有關(guān)。”有行業(yè)人士向記者分析，大圓柱電池因整包層面結(jié)構(gòu)減少等特點(diǎn)，在整體成本上有一定優(yōu)勢，同時(shí)還具備量密度高、功率性能好等優(yōu)勢。
據(jù)高工產(chǎn)研（GGII）近日發(fā)布的數(shù)據(jù)，截至2023年10月，全球大圓柱電池已布局產(chǎn)能超450GWh，目前46系大圓柱全極耳電池在國外已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，國內(nèi)處于小批量出貨、送樣階段。預(yù)計(jì)2022年~2027年，全球大圓柱電池出貨量有35倍增長空間，預(yù)計(jì)在此期間，中國大圓柱電池生產(chǎn)設(shè)備市場規(guī)模有14倍以上增長空間。
帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)需求
值得關(guān)注的是，大圓柱電池的起量也拉動(dòng)了產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的市場需求。近期，投資者互動(dòng)平臺(tái)上，有關(guān)大圓柱電池的提問逐漸多起來。
震裕科技11月24日在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，圓柱電池結(jié)構(gòu)件方面，公司和供應(yīng)商已完成專用沖床的設(shè)計(jì)并確認(rèn)，在2022年底已實(shí)現(xiàn)首臺(tái)套高速拉伸設(shè)備和模具的開發(fā)，具備小批量生產(chǎn)能力。
有投資者向聯(lián)贏激光提問，4680圓柱電池對公司激光焊接設(shè)備需求是否會(huì)增加。對此，聯(lián)贏激光表示，4680圓柱電池采用全極耳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相比傳統(tǒng)電池單極耳結(jié)構(gòu)，極耳環(huán)節(jié)的焊接面積和焊接難度更大；圓柱電池比方殼電池多兩個(gè)焊接點(diǎn)；由于單個(gè)圓柱電池體積小于方殼電池，帶同樣電量的電動(dòng)車需要搭載的圓柱電池?cái)?shù)量數(shù)倍于方殼電池，需要焊接的電池?cái)?shù)量增加。
“從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，硅基負(fù)極、高鎳正極等材料將迎來發(fā)展機(jī)會(huì)，同時(shí)，大圓柱電池對卷繞機(jī)、焊接工藝等提出了更高的要求。”鑫欏咨詢分析師程玲對證券時(shí)報(bào)記者表示，大圓柱電池從材料體系和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上為適配快充做出了相應(yīng)方案，如硅基、無極耳設(shè)計(jì)等，具備快充特點(diǎn)，大圓柱電池的發(fā)展對產(chǎn)業(yè)鏈的帶動(dòng)會(huì)是全方位的。
規(guī)模化量產(chǎn)蓄勢待發(fā)
從應(yīng)用前景來看，國信證券預(yù)計(jì)，2023年全球大圓柱電池可匹配的市場需求為23GWh，其中儲(chǔ)能/動(dòng)力分別為0.3/22.4GWh；2026年預(yù)計(jì)全球大圓柱電池需求有望達(dá)到238GWh，2023年-2026年年均復(fù)合增速為119%，而2026年全球大圓柱電池產(chǎn)能有望達(dá)到400GWh。
產(chǎn)業(yè)化提速、應(yīng)用前景廣闊，不過，大圓柱電池的規(guī)模化量產(chǎn)卻頗為波折。“46系圓柱電池采用無極耳設(shè)計(jì)，圍繞電池的切割和激光焊接等工藝環(huán)節(jié)變化較大，工藝的復(fù)雜性較高，對于設(shè)備的精度和效率都提出了更高的要求。”一家鋰電設(shè)備制造企業(yè)相關(guān)人士告訴記者，大圓柱電池大規(guī)模量產(chǎn)還存在挑戰(zhàn)。
在性能制造方面，大圓柱電池還有不確定性，比如，極耳處理方式上是采用全極耳、模切極耳還是斜切極耳。處理工藝上包括揉平、壓平的工藝，集流盤和極柱、集流盤與殼體/底蓋的焊接也是比較棘手的問題。另外，如何實(shí)現(xiàn)連續(xù)快充循環(huán)方面、高溫存儲(chǔ)方面也有待觀察。
除了工藝的高要求外，良品率也是制約大圓柱電池規(guī)模化量產(chǎn)的因素之一。有鋰電行業(yè)人士對記者稱，大圓柱電池若想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，良品率需要超過90%，然而在鋰電池行業(yè)，95%以上的良品率才具有經(jīng)濟(jì)性，國內(nèi)部分布局大圓柱電池企業(yè)良品率尚未達(dá)到要求。
或從中高端車型開始應(yīng)用
盡管技術(shù)難點(diǎn)仍待進(jìn)一步攻克，大圓柱電池產(chǎn)業(yè)逐步發(fā)展壯大的趨勢已明朗。“我們在和整車廠接洽，不管是傳統(tǒng)車企還是新勢力，對大圓柱電池都還是感興趣的。”A股一家電池制造商對記者表示，對于車企而言，從安全性和經(jīng)濟(jì)性上考慮，大圓柱電池是一個(gè)比較好的技術(shù)發(fā)展方向。
中金公司一份研報(bào)顯示，預(yù)期隨各企業(yè)工藝改進(jìn)、產(chǎn)線跑通，4680電池良率有望持續(xù)提升。隨大圓柱電池良品率提升與成本下降，其他車企也有望引入大圓柱電池。預(yù)計(jì)到2025年4680等大圓柱電池總裝機(jī)有望超180GWh，占動(dòng)力電池總裝機(jī)量約12.2%。
對于大圓柱電池的應(yīng)用車型，程玲認(rèn)為，目前仍將是中高端車型會(huì)先使用。“不管是一些新型材料的，還是干電極工藝目前均為行業(yè)較為前沿的產(chǎn)品或工藝，成本均較高，因此，階段性市場的培育將從中高端市場開始。”
真鋰研究創(chuàng)始人墨柯對記者表示，目前部分電池廠對于大圓柱電池的生產(chǎn)還處于準(zhǔn)備跟進(jìn)階段，可能生產(chǎn)成本會(huì)偏高一些，隨著電池技術(shù)的日益成熟，未來會(huì)有越來越多的電動(dòng)汽車產(chǎn)品選擇大圓柱電池。
大圓柱電池通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與材料體系，能實(shí)現(xiàn)更高效制造、更高性能、更低成本來滿足電動(dòng)化的需求。在市場的驅(qū)動(dòng)下，大圓柱電池將成為電池廠商的主要技術(shù)路線之一。市場分析認(rèn)為，如果要想把大圓柱電池優(yōu)勢變現(xiàn)，需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)共同發(fā)力，才能達(dá)到規(guī)模化拐點(diǎn)。
不久前，特斯拉官宣德州超級工廠在4680電池的生產(chǎn)上取得了重大突破，該工廠生產(chǎn)了第2000萬塊電池。一眾電池廠商也在積極跟進(jìn)包括4680在內(nèi)的46系列大圓柱電池，且部分廠商宣布將在2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
受訪人士認(rèn)為，大圓柱電池的產(chǎn)業(yè)化提速有望帶動(dòng)新能源汽車電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)鏈革新，推動(dòng)相關(guān)結(jié)構(gòu)件、材料需求。目前，良品率偏低、關(guān)鍵技術(shù)不成熟等因素仍制約著大圓柱電池的大規(guī)模量產(chǎn)。不過，隨著電池技術(shù)的日益成熟，大圓柱電池的產(chǎn)業(yè)前景也逐漸明朗。
大圓柱電池賽道火熱
作為大圓柱電池的擁躉，特斯拉CEO馬斯克曾在3年前的電池日上描繪了4680系電池的藍(lán)圖。據(jù)馬斯克稱，這一電池單體能量密度提升5倍，成本降低14%，而搭載該電池的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程提高16%。
今年以來，大圓柱電池?cái)U(kuò)產(chǎn)聲頻傳。年初，比克電池官微發(fā)布消息稱，計(jì)劃總投資130億元，在江蘇常州建設(shè)電池生產(chǎn)基地，項(xiàng)目涵蓋30GWh大圓柱電池產(chǎn)線及研發(fā)中心。
億緯鋰能9月份在投資者互動(dòng)平臺(tái)上表示，公司第一條大圓柱產(chǎn)線在去年年底建成。今年上半年，第100萬顆電池完成下線。通過這100萬顆電池的生產(chǎn)，公司解決了大圓柱電池量產(chǎn)的可生產(chǎn)性問題，產(chǎn)品順利進(jìn)入了C樣（生產(chǎn)樣）階段，其中一個(gè)客戶已經(jīng)完成了PPAP（生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序）審核，并進(jìn)入了量產(chǎn)階段。
據(jù)記者不完全統(tǒng)計(jì)，寧德時(shí)代、鵬輝能源、國軒高科、海辰儲(chǔ)能等國內(nèi)主流電池企業(yè)在大圓柱電池領(lǐng)域均有所布局。“大圓柱電池的興起與車企降本增效的市場策略有關(guān)。”有行業(yè)人士向記者分析，大圓柱電池因整包層面結(jié)構(gòu)減少等特點(diǎn)，在整體成本上有一定優(yōu)勢，同時(shí)還具備量密度高、功率性能好等優(yōu)勢。
據(jù)高工產(chǎn)研（GGII）近日發(fā)布的數(shù)據(jù)，截至2023年10月，全球大圓柱電池已布局產(chǎn)能超450GWh，目前46系大圓柱全極耳電池在國外已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，國內(nèi)處于小批量出貨、送樣階段。預(yù)計(jì)2022年~2027年，全球大圓柱電池出貨量有35倍增長空間，預(yù)計(jì)在此期間，中國大圓柱電池生產(chǎn)設(shè)備市場規(guī)模有14倍以上增長空間。
帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)需求
值得關(guān)注的是，大圓柱電池的起量也拉動(dòng)了產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的市場需求。近期，投資者互動(dòng)平臺(tái)上，有關(guān)大圓柱電池的提問逐漸多起來。
震裕科技11月24日在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，圓柱電池結(jié)構(gòu)件方面，公司和供應(yīng)商已完成專用沖床的設(shè)計(jì)并確認(rèn)，在2022年底已實(shí)現(xiàn)首臺(tái)套高速拉伸設(shè)備和模具的開發(fā)，具備小批量生產(chǎn)能力。
有投資者向聯(lián)贏激光提問，4680圓柱電池對公司激光焊接設(shè)備需求是否會(huì)增加。對此，聯(lián)贏激光表示，4680圓柱電池采用全極耳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相比傳統(tǒng)電池單極耳結(jié)構(gòu)，極耳環(huán)節(jié)的焊接面積和焊接難度更大；圓柱電池比方殼電池多兩個(gè)焊接點(diǎn)；由于單個(gè)圓柱電池體積小于方殼電池，帶同樣電量的電動(dòng)車需要搭載的圓柱電池?cái)?shù)量數(shù)倍于方殼電池，需要焊接的電池?cái)?shù)量增加。
“從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，硅基負(fù)極、高鎳正極等材料將迎來發(fā)展機(jī)會(huì)，同時(shí)，大圓柱電池對卷繞機(jī)、焊接工藝等提出了更高的要求。”鑫欏咨詢分析師程玲對證券時(shí)報(bào)記者表示，大圓柱電池從材料體系和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上為適配快充做出了相應(yīng)方案，如硅基、無極耳設(shè)計(jì)等，具備快充特點(diǎn)，大圓柱電池的發(fā)展對產(chǎn)業(yè)鏈的帶動(dòng)會(huì)是全方位的。
規(guī)模化量產(chǎn)蓄勢待發(fā)
從應(yīng)用前景來看，國信證券預(yù)計(jì)，2023年全球大圓柱電池可匹配的市場需求為23GWh，其中儲(chǔ)能/動(dòng)力分別為0.3/22.4GWh；2026年預(yù)計(jì)全球大圓柱電池需求有望達(dá)到238GWh，2023年-2026年年均復(fù)合增速為119%，而2026年全球大圓柱電池產(chǎn)能有望達(dá)到400GWh。
產(chǎn)業(yè)化提速、應(yīng)用前景廣闊，不過，大圓柱電池的規(guī)模化量產(chǎn)卻頗為波折。“46系圓柱電池采用無極耳設(shè)計(jì)，圍繞電池的切割和激光焊接等工藝環(huán)節(jié)變化較大，工藝的復(fù)雜性較高，對于設(shè)備的精度和效率都提出了更高的要求。”一家鋰電設(shè)備制造企業(yè)相關(guān)人士告訴記者，大圓柱電池大規(guī)模量產(chǎn)還存在挑戰(zhàn)。
在性能制造方面，大圓柱電池還有不確定性，比如，極耳處理方式上是采用全極耳、模切極耳還是斜切極耳。處理工藝上包括揉平、壓平的工藝，集流盤和極柱、集流盤與殼體/底蓋的焊接也是比較棘手的問題。另外，如何實(shí)現(xiàn)連續(xù)快充循環(huán)方面、高溫存儲(chǔ)方面也有待觀察。
除了工藝的高要求外，良品率也是制約大圓柱電池規(guī)模化量產(chǎn)的因素之一。有鋰電行業(yè)人士對記者稱，大圓柱電池若想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，良品率需要超過90%，然而在鋰電池行業(yè)，95%以上的良品率才具有經(jīng)濟(jì)性，國內(nèi)部分布局大圓柱電池企業(yè)良品率尚未達(dá)到要求。
或從中高端車型開始應(yīng)用
盡管技術(shù)難點(diǎn)仍待進(jìn)一步攻克，大圓柱電池產(chǎn)業(yè)逐步發(fā)展壯大的趨勢已明朗。“我們在和整車廠接洽，不管是傳統(tǒng)車企還是新勢力，對大圓柱電池都還是感興趣的。”A股一家電池制造商對記者表示，對于車企而言，從安全性和經(jīng)濟(jì)性上考慮，大圓柱電池是一個(gè)比較好的技術(shù)發(fā)展方向。
中金公司一份研報(bào)顯示，預(yù)期隨各企業(yè)工藝改進(jìn)、產(chǎn)線跑通，4680電池良率有望持續(xù)提升。隨大圓柱電池良品率提升與成本下降，其他車企也有望引入大圓柱電池。預(yù)計(jì)到2025年4680等大圓柱電池總裝機(jī)有望超180GWh，占動(dòng)力電池總裝機(jī)量約12.2%。
對于大圓柱電池的應(yīng)用車型，程玲認(rèn)為，目前仍將是中高端車型會(huì)先使用。“不管是一些新型材料的，還是干電極工藝目前均為行業(yè)較為前沿的產(chǎn)品或工藝，成本均較高，因此，階段性市場的培育將從中高端市場開始。”
真鋰研究創(chuàng)始人墨柯對記者表示，目前部分電池廠對于大圓柱電池的生產(chǎn)還處于準(zhǔn)備跟進(jìn)階段，可能生產(chǎn)成本會(huì)偏高一些，隨著電池技術(shù)的日益成熟，未來會(huì)有越來越多的電動(dòng)汽車產(chǎn)品選擇大圓柱電池。
大圓柱電池通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與材料體系，能實(shí)現(xiàn)更高效制造、更高性能、更低成本來滿足電動(dòng)化的需求。在市場的驅(qū)動(dòng)下，大圓柱電池將成為電池廠商的主要技術(shù)路線之一。市場分析認(rèn)為，如果要想把大圓柱電池優(yōu)勢變現(xiàn)，需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)共同發(fā)力，才能達(dá)到規(guī)模化拐點(diǎn)。
