大圓柱電池規(guī)模化市場應(yīng)用拐點到了嗎

□ 胡立彪

據(jù)媒體報道，日前，通用汽車正在考慮將其電動車型中所使用的軟包電池換成類似特斯拉4680規(guī)格的大圓柱電池。此前，寶馬集團也曾宣布，從2025年開始在其電動汽車中使用大圓柱電池。另外，保時捷、沃爾沃、Stellantis、江淮等國內(nèi)外車企也相繼透露應(yīng)用大圓柱電池的計劃或意愿。

不只汽車企業(yè)，許多動力電池企業(yè)也開始加大對大圓柱電池的推廣和布局。根據(jù)蓋世汽車研究院整理分析，特斯拉與松下是市場推出4680電池進展較快的兩家企業(yè)，另有LG新能源、寧德時代、億緯鋰能、比克電池、遠景動力、蜂巢能源等電池企業(yè)都在積極跟進包括4680在內(nèi)的大圓柱電池。

在動力電池領(lǐng)域，目前方形電池和軟包電池一直處于主流地位，而圓柱電池早在多年前就已被推至市場邊緣，很少被車企使用。對于大圓柱電池的突然走熱，有業(yè)內(nèi)人士表示，這釋放出市場轉(zhuǎn)向的信號，2023年，或許將迎來大圓柱電池規(guī)?；袌鰬?yīng)用的拐點。

大圓柱電池走熱當(dāng)然有其市場邏輯，而能讓它在當(dāng)下熱起來，卻離不開一個重量級推手——特斯拉。今年1月，特斯拉發(fā)表聲明，稱將投資超過36億美元擴建美國內(nèi)華達州的超級工廠，并將新建兩座工廠，其中一座即為4680電池工廠。據(jù)悉，新電池工廠規(guī)劃年產(chǎn)能100GWh，將適配150萬輛輕型車以及Semi電動卡車。這只是開始。特斯拉稱其4680電池長期產(chǎn)能目標為1000GWh甚至2000GWh、3000GWh，而且，其計劃將4680電池應(yīng)用拓展至儲能領(lǐng)域。另外，特斯拉在前不久公布了4項電池技術(shù)方面的新專利。

特斯拉的這些動作，給人的感覺是其將沿著4680大圓柱電池路線大踏步前進。此舉的推動力，部分源自特斯拉特立獨行的性格，但更多則來自其在大圓柱電池領(lǐng)域擁有的突破性技術(shù)和實力。由于方形電池和軟包電池可以做到電池電芯之間“無縫”連接，實現(xiàn)空間利用最大化，更多的車企采用這種封裝形式。但特斯拉認為圓柱電池之間存在空隙更利于電芯散熱，電池更安全，因此堅持使用圓柱電池。而圓柱電池能量密度相對低的問題，特斯拉必須面對并著力解決。

2020年9月，在“特斯拉電池日”，馬斯克發(fā)布其首款4680電池，并宣稱該電池能量密度相比2170電池提升了5倍，輸出功率提升了6倍，使車輛續(xù)航里程增加16%，并且降低成本14%。未來，隨著電池材料和汽車設(shè)計的改進，將使續(xù)航里程凈增加56%，生產(chǎn)成本下降54%。不過，雖然此消息在業(yè)界引起轟動，但在之后的兩年時間里，特斯拉再無關(guān)于4680電池的下文。直到前不久特斯拉對外界公開，其4680圓柱電池的量產(chǎn)取得重大突破，位于加利福尼亞州的工廠生產(chǎn)了86萬顆電池電芯，可以支持1000車輛Model Y裝車，業(yè)界才明白過味來——原來特斯拉這兩年在臥薪嘗膽，一心攻克4680電池量產(chǎn)難關(guān)。

從原理上講，采用單體體積更大的4680電芯，可以減少封裝材料數(shù)量，降低包裝電芯外殼成本，重量也會隨之減輕。另外，大體積電芯排列起來電芯之間空隙變大，更容易布置散熱裝置。正基于此，特斯拉4680電池采用高鎳正極+硅碳負極材料，以及無極耳（又稱全極耳）技術(shù)，大大降低了高鎳電池?zé)崾Э氐娘L(fēng)險，還將能量密度提升到了300kWh/kg。這種電池優(yōu)勢多多，但缺點也很明顯，其中最大的缺點之一是對加工工藝要求非常高。比如，4680電池采用的無極耳技術(shù)涉及分切、注液、揉平、激光焊接等多個環(huán)節(jié)，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響產(chǎn)品良品率，而產(chǎn)品低良品率會直接抬高生產(chǎn)成本。

令人嘆服的是，特斯拉經(jīng)過持續(xù)不斷的技術(shù)攻關(guān)，解決了諸多工藝難題，突破了量產(chǎn)瓶頸。在特斯拉2022年第三季度電話會議上，馬斯克宣稱，公司終于在4680電池上獲得快速發(fā)展，產(chǎn)品良品率達到92%。

有業(yè)內(nèi)人士表示，在汽車電動化發(fā)展進程中，動力電池的重要性不言而喻，其續(xù)航里程、成本一直是制約純電動汽車快速實現(xiàn)市場全面滲透的重要因素。自2021年以來，動力電池原材料遭遇多次漲價，讓車企增效降本的需求愈發(fā)強烈，在性能、成本、安全方面更具優(yōu)勢的大圓柱電池能夠快速出圈不足為奇。而特斯拉在4680大圓柱電池量產(chǎn)上取得重要突破，真的有可能帶動大圓柱電池規(guī)模化市場應(yīng)用轉(zhuǎn)向。

如果屬于大圓柱電池的時代到來了，那么像特斯拉這樣的頭部車企自會通過制定標準促使其他電池廠商選擇站隊，這種情況下，電動汽車市場的蛋糕怎么分的決定權(quán)由誰掌握，就不言自明了。

《中國質(zhì)量報》【車市說事】