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    中创新航推出“顶流”圆柱电池,圆柱电池再添玩家

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    任务小子

      4月2日,中创新航在电动汽车百人会论坛上首次正式公开发布“顶流”圆柱电池。中创新航称,“顶流”圆柱电池是基于中创新航One-Stop(OS)极简设计的又一次创新,通过自研结构创新与化学体系创新研发而成。采用了行业首发顶流结构与原创“极质”电解液技术,结构内阻相较于全极耳结构下降50%,能量密度可达300Wh/kg,实现6C+快充,电池性能大幅提升。

    中创新航推出“顶流”圆柱电池,圆柱电池再添玩家

      目前,电池能量密度达到300Wh/kg时,几乎已经达到全球顶尖水平。作为对比,宁德时代最新发布的麒麟电池,整车续航最高超1000公里,其能量密度(三元锂)为255Wh/kg;特斯拉2170松下电池单体能量密度为269Wh/kg。

      大圆柱“卷土重来”

      根据封装方式不同,锂电池可分为圆柱、方形和软包3种类型,目前方形电池是国内动力电池市场的主流形态。

      从数据上看,2022 年中国市场动力电池装机量约为302.3GWh,其中方形电池装机 273.9GWh,占比 90.6%,依然是行业主流路线。基于电池形态的创新上,方形电池技术迭代、工艺创新、降本方案和效率追求依然是电池厂商和整车的主导方向。已经量产的宁德时代的麒麟电池、蜂巢能源龙鳞甲电池、瑞浦兰钧问顶电池等创新产品均基于方形电池。

      不过近期来看,圆柱电池势头也很猛,拥护者众多,大有冲到新主流位置的架势。

      特斯拉4680电池是当前大圆柱电池的代表。从2008年开始,特斯拉一直将18650圆柱电池作为主流产品,然而在规格提升至21700之后,产品持续5年时间很难进行迭代,直到2020年,特斯拉发布了4680全极耳电池之后,产品从规格、性能、成本、安全、使用寿命等方面实现了全新的突破。大圆柱因为安全性高,可以使用高镍、硅负极、碳纳米管、高端铜箔等前沿材料,使得其性能要明显优于现有电池材料体系。

      特斯拉公开数据显示,4680大圆柱路线与2170电池相比,单体带电量提升5倍,减少结构件等非活性物质占用体积,整体续航里程提升16%,无极耳(全极耳)设计大幅提升了电池功率,带来更快充电速度。目前,特斯拉的4680第三代电池能量密度已经达到了330Wh/kg。

      除了能量密度,大圆柱电池的另一大优势还在于成本。蜂巢能源董事长兼CEO杨红新曾称,46系列大圆柱电芯的诞生具有颠覆性,包括设计、生产工艺的革新性,在制造端可大幅降低成本。特斯拉已将4680电池与CTC技术相结合,直接将电芯安装在车辆平台上,省去了从电芯到模组、再到电池包两个步骤,使电动车的成本继续降低。

      此外,大圆柱电池也非常适合整车的集成设计,在CTP、CTC等方面拥有优势。

      值得一提的是,大圆柱电池的良品率一直很高,这也是一众电池厂商和车企倾向大圆柱电池的重要因素。与此同时,大圆柱电池的外壳耐压高,使用过程中不会出现如方形、软包装电池膨胀等现象,安全性也更有保障。

      在4月3日举办的中国电动汽车百人会上,比克动力副总裁樊文光表示,“从电动车和动力电池的开发思路来看,下一代电动车要彻底替代燃油车,必须在各项关键指标上至少与燃油车相当。此后,降低经济成本和环保成本的权重就会越来越大,逐渐成为最关键的课题。大圆柱电池是目前为数不多能把这个逻辑跑通的方案。”

      得益于以上种种优势,圆柱电池受到了很多车企的青睐和选择。除特斯拉是大圆柱的忠实拥趸,宝马同样是圆柱电池的积极推进者。2022年9月,宝马集团发布消息称,将从2025年起率先在“新世代”车型中使用圆柱电芯。宝马集团表示,相较于方形电池,全新圆柱电芯可使能量密度提升20%、续航里程提升30%、充电时间减少30%、成本可降低多达50%。

      2022年9月,宝马汽车先后与宁德时代、亿纬锂能签订46系列电池40GWh/年的订单,计划2025年开始交付;10月,又再与远景动力达成大圆柱电池合作。

      此外,包括保时捷、蔚来、江淮、东风岚图等多家主流车企也都曾表示,会推出搭载4680大圆柱电池的车型。

      布局者众多

      正如磷酸铁锂电池实现对三元锂电池的反超一样,布局一项新的电池技术,就等于占据了未来的市场想象空间。尽管目前市场还是方形电池占主导地位,但是各大电池厂商在大圆柱电池上的布局均不甘落后。

      据统计,目前至少有10家以上的电动力电池厂商以及部分车企已涉足大圆柱电池。其中包括动力电池厂中的松下、LG新能源、宁德时代、亿纬锂能、比克电池、远景动力等,以及包括特斯拉、通用汽车、宝马、江淮汽车、蔚来等在内的至少超13家主机厂。

      作为4680电池的“创造者”,今年1月,特斯拉宣布将投资超过36亿美元,在美国内华达州其超级工厂建设100GWh的4680大圆柱电池产能。按照此前计划,其4680电池产能在2030年将达到3TWh。不过,特斯拉4680电池有些“难产”,尽管最早提出,但目前还未看到特斯拉4680电池量产。

      在国内市场,比克电池是最先布局大圆柱电池技术的企业。早在2016年,公司就开始进行大圆柱全极耳技术研发,经过数次迭代,目前公司所生产的46系列大圆柱电池能量密度普遍大于270Wh/kg,且全部支持超级快充。

      2023年1月28日,比克电池官宣其全新大圆柱电池生产基地正式落户常州,项目计划总投资130亿元,总占地面积450亩,规划建设30GWh大圆柱电池产线及国际化研发中心,实现100%的绿色能源使用。

      在4月2日的2023中国电动汽车百人会论坛上,比克电池副总裁樊文光表示,根据当前市场对大圆柱电池的需求,比克首代产品将于2024年开始量产,能量密度将达280Wh/kg以上,同时支持4C快充。与此同时,比克的大圆柱电池高性能路线还将向着轻量化和化学体系持续优化的方向迭代,达到300Wh/kg以上,同时会在3年内,推出能量密度超过330Wh/kg的准固态产品。

      相较比克更早投入量产的,是亿纬锂能的4695大圆柱电池。据亿纬锂能董事长刘金成透露,公司旗下4695大圆柱电池将于今年量产交付。据称,亿纬锂能新一代46大圆柱电池能量密度达到了350Wh/kg,能够实现9分钟超快充以及500公里至1000公里续航;此前,亿纬锂能自主研发的大圆柱锂电池系列中试线已经投入生产,并规划有四川成都、辽宁沈阳、欧洲匈牙利等工厂,至2025年预计大圆柱电池产能规划将超过100GWh。

      2022年12月,远景动力宣布将在美国南卡罗来纳州佛罗伦萨郡建设动力电池超级工厂,规划大圆柱年产能为30GWh。

      而刚刚发布的中创新航“顶流”圆柱电池,采用了行业首发顶流结构与原创“极质”电解液技术,结构内阻相较于全极耳结构下降50%,能量密度可达300Wh/kg,实现6C+快充,可以说达到了圆柱电池的“天花板”。

      近日,国轩高科也首次展出了39Ah和50Ah两款46系列大圆柱电芯,能量密度达到310Wh/Kg,标志着46系列大圆柱电池阵营再迎新玩家。

      与此同时,也有像宁德时代一样在方形电池和圆柱电池同时布局的企业。宁德时代在2022年年度业绩说明会表示,“应个别客户特殊应用要求,公司已研发成功4680、4695等大圆柱电池。同比进行测试,大圆柱电池循环寿命是国内外友商的3倍以上,能量密度比友商高出10%以上,安全性远超友商,接近麒麟电池。”

      另外,根据比亚迪此前公布的专利信息,媒体推测其貌似也已经在研发大圆柱电池。

      电池厂商们对于圆柱电池的竞争越来越激烈,号称的能量密度越来越高,不过最终能达到多大的能量密度,还得看实际落地数据。

      总体来说,尽管现在大圆柱电池的市场占有率较低,但已经显现出了明朗的前景。不过,现阶段大圆柱电池制造良率、成本、供应链成熟度仍然处于早期阶段,技术难点主要还是在工艺上。良品率以及焊接、干发电极等关键技术仍制约着其大规模量产,而其所需要的高镍、硅负极、碳纳米管、新锂盐LiFSI等尚处于起量阶段,成本仍然相对较高,仍需不断进行技术攻关。本文来自微信公众号“电池风云”(ID:gh_212420c9f351)

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