- 業界大圓柱電池有望于2023年迎來產業化臨界點2022-04-07 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語基于動力電池高安全、性價比、長續航、長壽命、快充等需求金字塔判斷，大圓柱電池是未來5~10年內中高端電動車的最優解。
日前，億緯鋰能發布消息稱將在匈牙利建立動力電池制造廠，將用于生產一種新型圓柱形動力電池。結合億緯鋰能近兩年的產品布局情況，業內推測這一新型圓柱形動力電池大概是其研發的大圓柱動力電池。
相較于上一代2170圓柱電池，4680大圓柱電池采用更大的46mm×80mm電芯，并采用內阻更小的無極耳技術，使得4680在2170的基礎上能量提升5倍、里程提高16%、功率提高6倍、生產成本下降14%。大圓柱電池延續了圓柱電池一致性高、安全性好，兼容高能量密度材料和高電壓快充系統的特點，同時電芯大型化還帶來了成組效率高、BMS難度低和高電壓平臺適配性等優點，是解決新能源汽車里程焦慮的重要技術路線。
基于動力電池高安全、性價比、長續航、長壽命、快充等需求金字塔判斷，大圓柱電池是未來5~10年內中高端電動車的最優解。據高工鋰電數據，到2025年大圓柱電芯預計會占30%以上的份額（約480GW·h），這已經超過2021年全球動力電池的總需求量。目前，有很多大型新能源車企，在未來5~10年計劃經濟型采用方殼/刀片磷酸鐵鋰電池，中高端采用三元+硅大圓柱電池的布局。
在應用端，特斯拉、保時捷、江淮、東風嵐圖等乘用車企相繼釋放出明確的大圓柱電池應用信號。在供應端，LG、松下、比克、寧德時代、億緯鋰能、國軒高科、蜂巢能源、力神等電池企業積極跟進包括4680在內的大圓柱電池。隨著全極耳技術的突破，三元/鐵鋰技術并行等技術的成熟，大圓柱電池在性能、成本、安全方面優勢愈發明顯。在國內外電池企業及供應鏈環節合力助推下，大圓柱電池有望迎來產業化臨界點，即于2023年啟動規模化量產。
國外企業方面，特斯拉早在2020年就已官宣大圓柱電池為其主要技術路線，并將4680作為標準尺寸。2022年2月，特斯拉4680電池產量已突破百萬。目前，特斯拉規劃在美國加利福尼亞州、得克薩斯州、內華達州以及德國柏林的四個超級工廠自產4680電池。按照此前規劃，其4680電池的年產量將在2022年達到100GW·h、在2030年達到3TW·h。
全極耳設計可縮短電子傳輸路徑，降低電池內阻
電芯大型化是特斯拉降本增效的重要手段之一，通過做大電芯、無極耳設計、硅負極材料、干電極工藝制造工藝等材料、技術創新及工藝變革，特斯拉實現了圓柱電池安全、性能的最優解。特斯拉明確表示將4680大圓柱電池用于高端長續航乘用車，并在Semi卡車和Cybertruck上使用4680電池。
作為特斯拉圓柱電池主力供應商，松下是大圓柱電池的忠實擁躉者。近期，位于日本和歌山縣的松下工廠正在引進2條產線，計劃2022年小批量生產4680大圓柱電芯，2023年開始大規模生產，年產能約10GW·h，約可滿足15萬輛汽車的電池需求。
據稱，LG新能源目前已完成4680電池的樣品開發，并在韓國梧倉工廠規劃擴建4680電池產能，計劃于2022~2023年實現量產；以色列公司Storedot則在2021年9月宣布生產出第一款4680電池，計劃2024年實現量產；三星SDI也計劃2024年實現量產。
國內企業方面，億緯鋰能已經布局了4680與4695兩大型號電池，規劃了200GW·h大圓柱與方形電池產能，預計2022年建成，其大圓柱材料已經做到鎳9系的極致水平。有消息顯示，在標準化電芯的4680方面，億緯鋰能目前共公布過兩款產品，一款已于去年4月的上海車展亮相，另一款是由色列公司StoreDot設計、億緯鋰能負責生產，規劃量產時間是2024年；而4695可能是針對車企的定制化產品。據公告顯示，其在湖北荊門計劃投產20GW·h年產能的三元大圓柱電芯產線有望于2024年底開始供貨。
圓柱的弧形表面一定程度抑制了側向熱傳遞
據悉，寧德時代目前量產了兩款大圓柱電池，尺寸都是34mm×200mm，并根據該尺寸制造了兩款不同的磷酸鐵鋰電池，分別用于宏光MINI和QQ冰淇淋兩款車型中。有消息稱，寧德時代也在開發一個4680的電池項目，但具體信息尚不清楚；國軒目前已經應用了幾款區別于2170和18650的大圓柱電池，尺寸為32mm×135mm，電量覆蓋38~50Wh，搭載應用于江淮、思皓、奇瑞等多款車型。國軒高科曾于2021年8月透露了部分關于4680圓柱電池的信息，細化到了結構件設計，但是具體會應用哪些技術，是否有相應產能布局，目前尚未可知。
比克電池46系列大圓柱電池高度從80~120mm不等，能量密度可達到275~300Wh/kg，計劃2022下半年實現小批量量產，2023年實現規模量產，預計未來幾年將產能擴充至80GW·h。據稱，比克26105鋁殼電芯目前已處于B樣階段，能量密度270Wh/kg，功率密度大于2000W/kg，可實現700公里以上續航，快充12分鐘可續航500公里，純快充循環壽命800次以上。據悉，比克將于2024年量產能量密度達285Wh/kg的電芯。
蜂巢能源曾在2021年上海車展上展出過一款23Ah的4680電池，NCM正極，規劃能量密度235Wh/kg，循環壽命高于1200次，用于純電動汽車；力神曾在2021年上海車展上也展出過相應樣品，目前尚未知悉進行到哪一階段；遠景AESC也有4680電池布局，目前尚在實驗驗證階段。
