預熱了2-3年的大圓柱電池,遲遲沒有實現大規模量產,不免引起業界對其將是要“風起”還是“風落”的猜測。
而實際上,為了解決長續航電動汽車補能慢等痛點,大圓柱超快充電池一直被頭部電池企業視為是,邁入行業新周期的一張“入場券”。
同時,在國家工業和信息化部發布新政引導鋰電產能轉型升級的背景下,加碼大圓柱超快充電池的研發和商業化,已成為很多電池企業升級的重要路徑之一。機構預計,2024年或有望實現大圓柱超快充電池一定規模的量產。
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高比能電池6C超快充需求明確
“基于規律的長期戰略投入才是核心”
,遠景動力中國區總裁趙衛軍在去年12月就曾表示,推出能量密度超過300Wh/kg的6C大圓柱電池,實現高能量密度下的超級充電,是一個“已經能夠確定的未來發展需求和方向”。
據不完全統計,車企方面,目前已公開宣布使用或考慮使用大圓柱電池的有特斯拉、寶馬、通用、沃爾沃、嵐圖、江淮、保時捷、蔚來等。
不僅如此,該賽道還吸引著新玩家入局。近期,云山動力(寧波)有限公司宣布完成天使輪和 Pre-A
輪融資,所獲資金將主要用于其第一條46系列大圓柱超充電池的量產線建設。據介紹,該產品可實現工況下6C充放電。
值得注意的是,這家鮮為人知的企業,這兩輪投資主體中都出現了順為資本的身影。據了解,后者主體公司的法定代表人為小米科技董事長雷軍,由此不難看出小米對大圓柱超充電池未來的期待。
另一方面,大圓柱電池產能的比拼也拉開帷幕。
今年5月13日,市場信息顯示,惠州億緯鋰能試制中心大圓柱電池試制產線改建項目備案通過。該項目計劃建設2條大圓柱模組與pack產品研發試制生產線,年產能6200萬套。
資料顯示,億緯鋰能大圓柱電池在手訂單極其充足,2023年11月該司公告中就曾透露,其三元大圓柱電池已取得未來5年的客戶意向性需求合計約486GWh。
遠景動力位于美國南卡羅萊納州零碳電池工廠已于2023年6月開工,規劃年產能30GWh,預計將從2026年起為寶馬提供46系大圓柱電池,據悉供貨將具備超快充性能。
蘭鈞新能源位于嘉善的大圓柱電池項目,預計2024年三期項目將全面建成,未來將實現年產能77GWh。中創新航在2023年11月表示,2024年四季度將實現46系列6C充電倍率大圓柱電池的量產。
目前,寧德時代、億緯鋰能、比亞迪、遠景動力、國軒高科、正力新能、力神電池、比克電池、瑞浦蘭鈞、蘭鈞新能源、中創新航等頭部電池企業都已布局大圓柱電池賽道。而在產能釋放之前,如何通過新技術、新材料的應用充分發揮大圓柱電池的優勢,已成為各家企業角逐的關鍵所在。
02
大圓柱電池集高安全/長續航/超快充/低成本于一體
從市場需求看,新能源乘用車對動力電池的要求不斷提高,需要同時滿足高安全、長續航、超快充、低成本等條件。
而大圓柱電池通過結構創新、新材料應用等,可以兼顧電池高安全、高容量、快充性能,從而同時滿足乘用車長續航和快速補能的需求,并通過電池制造環節降本,進一步提高整車的市場競爭力。
從結構設計看,相較目前主流的其他電池形態,大圓柱電池因其結構應力均勻、散熱性能好、電芯數量下降等優勢,降低了電池的熱管理難度,疊加泄壓閥、集成結構件等技術,增強了電池包的結構強度和安全性;采用全極耳技術,縮短了電子電流在電池中的移動距離,從而能夠大幅提高充電速度。
從新材料應用看,硅基負極搭配高鎳三元材料的電池體系已成為高端動力電池主要的發展趨勢之一。資料顯示,大圓柱電池可以更好地適配高鎳正極、硅基負極等更高能量密度的新型材料。
以硅基負極為例,其理論克容量為4200mAh/g,是石墨的10倍,但業界周知,硅基負極材料的膨脹率較大,在電池多次充放電過程中,極片容易受到損壞從而導致電池循環次數減少。業界人士指出,大圓柱電池的電芯極片受力均勻,材料膨脹時相對不易受損。
基于以上特點,行業分析認為,雖然目前大圓柱電池發展較預期顯得緩慢,但業界普遍對其將成為電池主要技術路線之一保持樂觀態度,并競相推出新品。
03
產品競逐開啟
目前,億緯鋰能等企業大圓柱電池已實現裝車,眾多電池企業都發布了大圓柱超快充電池產品,主流電芯能量密度超280Wh/kg,支持4C或以上超快充。
今年1月31日,搭載億緯鋰能大圓柱電池的江淮瑞風RF8正式上市;此外,長安啟源也有車型由億緯鋰能大圓柱電池配套。
億緯鋰能表示,大圓柱電池現在主要配套PHEV,“我們預計之后會有更多的車企會用,公司的46系列大圓柱電池裝車會越來越多。”目前,億緯鋰能已發布新一代大圓柱電池,能量密度達350Wh/kg,可實現9分鐘超快充。
國軒高科近期推出的星晨電池為三元體系46大圓柱產品,據介紹,使用其第二代硅碳材料、極速電解液,并在設計上采取梯度電極和全新結構件,實現電芯質量能量密度、體積能量密度分別達285Wh/kg、775Wh/L,同時可實現2500周的長循環壽命。匹配4C快充,9分鐘內可從10%補能至70%。
國軒高科亞太業務總裁、國際工程研究院院長程騫近期對電池中國透露,星晨電池將由國軒高科第七代工廠生產,制造費用較常規產線將降低50%,預計將于今年第四季度實現量產。
今年4月,正力新能將標準化的46系列圓柱電芯與半固態電池技術結合,推出了正力騏龍電池系統,系統能量密度超245Wh/kg,整包電量高達
170kWh,能夠支持大型純電MPV車型滿電續航超1000公里,且實現充電10分鐘,增加續航500公里的超快充技術應用。
力神電池也已推出其第一代46系大圓柱電池,能量密度達280Wh/kg,支持15分鐘快充,電池包可滿足乘用車1000公里續航需求。
切入大圓柱領域,蘭鈞新能源推出基于“辰星”技術下的BTL大圓柱電池。據介紹,其電芯主材采用了AAS包覆方式,改善了電池的產氣問題,提高了安全保障;還具備高容量、快充兩大優勢,電芯能量密度可達280Wh/kg的同時,快充時間可控制在15分鐘以內。
比克電池的大圓柱產品能量密度280Wh/kg起步,可上探至330Wh/kg以上,支持4C快充,并支持高鎳、高硅體系。
業內人士認為,高比能、4C-6C超快充性能將成為大圓柱電池商業化的催化劑;隨著各家企業工藝改進、產線跑通,大圓柱電池良品率有望持續提升,成本也將隨之下降,其他更多車企也有望引入大圓柱電池;隨著頭部企業產能逐步釋放,大圓柱電池在2024年將有望提高出貨量,邁向規模化量產階段。機構預計,2024年至2027年,全球大圓柱電池出貨量有超過30倍增長空間。
而需要提及的是,要使大圓柱電池產業化進程加速,仍需新材料、新設備等產業鏈各環節共同發力,才能更快抵達規模化量產拐點。