大圓柱電池加速探索多元應(yīng)用場景

經(jīng)過四年的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化探索，大圓柱電池在2024年迎來全場景滲透拐點。

2024年高工鋰電年會期間，來自應(yīng)用、電池、制造端的業(yè)界高層一致認(rèn)為，大圓柱電池在2024年迎來了全場景滲透的拐點。自鋰電池發(fā)展至今，圓柱電池的發(fā)展貫穿著鋰電池至今。1991年索尼發(fā)明18650電池，此后，尤其在日韓，圓柱電池產(chǎn)業(yè)化高速發(fā)展，在消費領(lǐng)域大面積滲透，在動力領(lǐng)域也擁有一席之地。

而圓柱真正的熱度高漲離不開特斯拉。自2020年特斯拉提4680這一產(chǎn)品，大圓柱電池被業(yè)界看到了更大的發(fā)展空間與市場機會。經(jīng)過四年的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化探索，大圓柱電池在2024年迎來拐點。

大圓柱應(yīng)用領(lǐng)域擴大

電動航空是大圓柱電池應(yīng)用的重要新興領(lǐng)域。大圓柱電池的高能量密度、高安全性和長壽命等特點使其成為電動航空領(lǐng)域的理想選擇。凌頂能源創(chuàng)始人、CEO梅驁博士指出，2024年是大圓柱電池在電動航空領(lǐng)域應(yīng)用的元年。此前，電動航空領(lǐng)域主要使用的是軟包電池，但經(jīng)過與多家eVOTL和重載無人機客戶的交流及測試后，越來越多的客戶開始轉(zhuǎn)向使用大圓柱電池。隨著技術(shù)的不斷進步和成本的降低，大圓柱電池在電動航空領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。

儲能市場也是大圓柱電池應(yīng)用的重要領(lǐng)域。鵬輝能源研究院研發(fā)總監(jiān)張伶俐表示，2024年大圓柱電池在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用實現(xiàn)了倍數(shù)增長，特別是在增量市場上。大圓柱電池憑借其技術(shù)優(yōu)勢，在循環(huán)性能、寬溫層以及成本等方面表現(xiàn)出色。

目前，鵬輝大圓柱電池的循環(huán)性能已經(jīng)超過5000周，寬溫層可達(dá)-50度至40度，成本相對方形和鋁殼電池低10%左右。此外，大圓柱電池在換電和兩輪車領(lǐng)域也具有潛在市場。隨著外賣等行業(yè)的快速發(fā)展，對電池的能量密度、安全性和成本提出了更高要求。大圓柱電池憑借其優(yōu)勢，在這些領(lǐng)域也開始逐漸滲透。

標(biāo)準(zhǔn)化、平臺化是應(yīng)用端一大訴求

小鵬汽車電池系統(tǒng)部高級總監(jiān)仲亮表示，車企希望電池技術(shù)能夠平臺化、大規(guī)模應(yīng)用，以解決實際需求。

對于大圓柱電池來說，如果能夠?qū)崿F(xiàn)平臺化應(yīng)用，將有助于提高生產(chǎn)效率和降低成本。此外，車企還希望電池技術(shù)能夠具備高能量密度、快充、低成本和安全等特性。這些特性正是大圓柱電池所具備的。然而，車企在選擇電池技術(shù)時也會考慮多種因素。除了技術(shù)成熟度外，還會考慮市場規(guī)模、成本效益、供應(yīng)鏈穩(wěn)定性等因素。因此，大圓柱電池要想在車企中占據(jù)更大市場份額，還需要在降低成本、提升快充能力等方面取得更大突破。億緯鋰能董事長劉金成博士在會上表示對圓柱的看好，劉金成表示，圓柱電池是標(biāo)準(zhǔn)化的。因為電池企業(yè)都面臨電池?fù)Q型的困難，一條生產(chǎn)線的換型需要大量的資金，標(biāo)準(zhǔn)化后電池產(chǎn)線、電池系統(tǒng)都有望實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，這樣的標(biāo)準(zhǔn)化會給全社會帶來成本上的巨大節(jié)約。

在大圓柱電池快速發(fā)展的同時，（半）固態(tài)電池也成為業(yè)界關(guān)注的焦點。因相同的高比能特性，在電動車、電動航空領(lǐng)域，大圓柱與（半）固態(tài)電池存在競爭，尤其電動航空領(lǐng)域是競爭焦點。與大圓柱電池相比，（半）固態(tài)電池在能量密度、安全性和成本等方面具有優(yōu)勢。然而，固態(tài)電池的發(fā)展還存在不確定性，業(yè)內(nèi)認(rèn)為，大圓柱電池在未來一段時間內(nèi)仍將占據(jù)一定市場份額。

在電動航空領(lǐng)域，兩者在未來的市場競爭中各有優(yōu)劣。梅驁表示，在電動航空領(lǐng)域，大圓柱電池已經(jīng)與固態(tài)電池的面臨競爭。但梅驁認(rèn)為，大圓柱電池在能量密度、安全性和成本等方面具有優(yōu)勢。在能量密度方面，大圓柱電池依舊在高能量密度具備優(yōu)勢。他認(rèn)為，能量密度主要取決于正負(fù)極材料，而硬殼和圓柱結(jié)構(gòu)在應(yīng)對膨脹收縮方面更具優(yōu)勢。

此外，大圓柱電池在安全性方面也表現(xiàn)出色，具有防爆等特性。仲亮基于小鵬在飛行汽車上的實踐，也對梅驁觀點表示認(rèn)同。同時，仲亮指出，在電動車領(lǐng)域，高鎳大圓柱電池比固態(tài)電池更成熟。雖然固態(tài)電池的發(fā)展存在不確定性，但高鎳大圓柱電池已經(jīng)具備了一定的技術(shù)基礎(chǔ)和市場規(guī)模。此外，固態(tài)電池在材料和工藝解決方面還沒有明確的方向，因此距離大規(guī)模應(yīng)用還有一定距離。

技術(shù)路線的統(tǒng)一為規(guī)?；於ɑA(chǔ)

比克電池大圓柱業(yè)務(wù)技術(shù)負(fù)責(zé)人邱沫指出，2024年之前，大圓柱電池的技術(shù)路線特別是工藝路線存在多樣性，如正極端子的焊接方式就有超聲焊、點焊和穿透焊等多種選擇。然而，到了2024年，業(yè)內(nèi)對于頭部端子的焊接已經(jīng)基本上達(dá)成了一致的技術(shù)路線，即穿透焊接。此外，其他工藝技術(shù)路線也逐漸趨同。

技術(shù)路線的統(tǒng)一將為大圓柱電池的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。

逸飛激光電芯裝備事業(yè)部總監(jiān)李鵬表示，今年明顯感覺到設(shè)備的生產(chǎn)水平越來越高。良率方面，整線良率從2023年的80%多提升到現(xiàn)在的接近90%，個別企業(yè)甚至達(dá)到95%以上；效率方面，從原來的50、60PPM，單機效率現(xiàn)在提升到150、200PPM，整線效率可達(dá)400、500PPM。此外，產(chǎn)線數(shù)字化程度提高，檢測手段也更加先進。

萬克存對此補充道，在2023年之前大圓柱很多工藝還在探索階段。但到了2024年，甲方基本上都是整線模式，效率都在60PPM以上。單機段的良率也可以做到95%以上，設(shè)備的成本、能耗等也有大幅下降。但從應(yīng)用的角度而言，目前大圓柱電池的產(chǎn)業(yè)化程度還不盡理想，仍面臨一些挑戰(zhàn)和突破點。仲亮指出，雖然大圓柱電池在材料、工藝和殼體等方面都有所進步，但成本仍需進一步下降。

此外，快充能力也是一大挑戰(zhàn)。目前，大圓柱電池的內(nèi)阻還有提升空間，快充能力需要進一步加強。綜合看來，業(yè)內(nèi)認(rèn)為，大圓柱電池具體的優(yōu)化焦點集中在以下四方面：優(yōu)化材料體系：通過改進正極材料、負(fù)極材料等，降低成本的同時提升電池性能；提升生產(chǎn)制造良率：通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝和流程，提高生產(chǎn)效率和良率，從而降低成本；工藝創(chuàng)新：探索新的工藝步驟和簡化工藝流程，進一步降本提效；設(shè)備升級與標(biāo)準(zhǔn)化：通過設(shè)備升級和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和降低成本。