外電報(bao)道稱，10月25日，在一場媒(mei)體(ti)圓桌(zhuo)會議上，松下(xia)首(shou)次發(fa)布了(le)該公司的新產品，即4680電池，其存儲(chu)容量是(shi)現有電池的5倍，計劃2022年3月在日本開(kai)始(shi)試生(sheng)產。松下(xia)方面表(biao)示，這款電池的發(fa)布將(jiang)有助于深化(hua)其與特(te)斯拉(la)的商業合作。

而最近，坊間也傳(chuan)出(chu)消(xiao)息(xi)，特斯拉將于(yu)2022年(nian)上半年(nian)首次亮相4680電池，或率(lv)先配裝Model Y。據悉，4680電池的開發和測試進(jin)展順利，特斯拉對產品的測試結果較為滿意(yi)。

一(yi)個(ge)是(shi)(shi)帶貨能(neng)力(li)超群(qun)的新能(neng)源領軍車(che)企，一(yi)個(ge)是(shi)(shi)實力(li)不容小(xiao)覷的頭部電池供應(ying)商，二者圍繞4680產品的應(ying)用蠢蠢欲動(dong)，能(neng)否引發行業刮起大圓柱(zhu)電池的新風(feng)潮?

特斯拉帶火4680電池

在(zai)去年電(dian)(dian)池日上，特(te)(te)斯(si)拉(la)以一(yi)(yi)己之力將4680電(dian)(dian)池推到臺(tai)前(qian)，對(dui)外(wai)介(jie)紹(shao)了其在(zai)產品(pin)形狀、正負極材料(liao)、工(gong)藝優(you)化等方面的(de)一(yi)(yi)系列(lie)創(chuang)新(xin)。據了解，這款長度增加、直徑變大的(de)大圓柱(zhu)電(dian)(dian)池，能量密度提高5倍，功率提高6倍，可使車輛續(xu)駛(shi)里程增加16%。當時，特(te)(te)斯(si)拉(la)方面宣稱，其美國加州弗里蒙特(te)(te)工(gong)廠(chang)已在(zai)少量試生產4680電(dian)(dian)芯(xin)，公司希望2021年底實現(xian)10GWh產能的(de)目(mu)標;而德國柏林(lin)工(gong)廠(chang)將是(shi)特(te)(te)斯(si)拉(la)首家成熟生產4680電(dian)(dian)芯(xin)的(de)工(gong)廠(chang)，年產能將是(shi)弗里蒙特(te)(te)工(gong)廠(chang)的(de)數倍，預計產能250GWh。

具體(ti)(ti)而言，相(xiang)比傳統圓柱(zhu)電(dian)池(chi)(chi)，4680電(dian)池(chi)(chi)的(de)性(xing)能明顯提升：一是(shi)空間利用率(lv)提高，圓柱(zhu)體(ti)(ti)積的(de)增(zeng)大可(ke)(ke)以減少電(dian)池(chi)(chi)單體(ti)(ti)數(shu)目(mu);二是(shi)生產成本降低，單體(ti)(ti)能量(liang)密度(du)(du)增(zeng)加，意味著電(dian)芯數(shu)量(liang)的(de)減少;三是(shi)快充性(xing)能改善，15分鐘內可(ke)(ke)將(jiang)電(dian)池(chi)(chi)從0充至(zhi)80%的(de)電(dian)量(liang)，功率(lv)密度(du)(du)峰值可(ke)(ke)達1000W/kg以上。

如(ru)今，特(te)斯拉(la)又朝著(zhu)正(zheng)式生產4680電池芯(xin)向前邁進了(le)一步。互(hu)聯(lian)網(wang)上有一段視頻顯示，一大批貨(huo)物從特(te)斯拉(la)陽極(ji)和陰極(ji)生產線，運到了(le)其得克薩斯州奧(ao)斯汀(ting)工(gong)廠(chang)內。

與(yu)此(ci)同(tong)(tong)時，特斯拉的(de)配套供應商松(song)(song)下也在4680大(da)圓柱(zhu)電池上(shang)取得了新進展。松(song)(song)下方面介紹稱，4680大(da)圓柱(zhu)形電池專為滿(man)足(zu)特斯拉電動(dong)汽車(che)的(de)要求而制(zhi)造，每個電池的(de)額定容量為9000毫安，生產成本減(jian)半。今年，松(song)(song)下已在日本建立一條4680電池的(de)測試線。松(song)(song)下方面還表示，如(ru)果能以比同(tong)(tong)行更(geng)高的(de)效率生產這(zhe)(zhe)款電池，將考(kao)慮對這(zhe)(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)進行大(da)規(gui)模投資，并向特斯拉以外的(de)車(che)企供應。

大圓柱電池迎來研發高潮

事實上(shang)，國(guo)內(nei)動力電池(chi)企(qi)業也(ye)在(zai)同(tong)步進行大圓柱(zhu)電池(chi)的(de)研發(fa)(fa)。比克電池(chi)首席科學(xue)家林建在(zai)接(jie)受(shou)《中國(guo)汽(qi)車報》記者采訪時(shi)表示(shi)，通(tong)過(guo)對(dui)正負(fu)極(ji)(ji)材料和結構設計的(de)優化，其全極(ji)(ji)耳大圓柱(zhu)產品開發(fa)(fa)進度符合預期(qi)，在(zai)兼顧能(neng)量密度的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)快(kuai)充性(xing)能(neng)提升了(le)3倍(bei)，目前產品已為部(bu)分客戶送樣，在(zai)滿足市(shi)場需求的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)，測(ce)試結果部(bu)分性(xing)能(neng)優于預期(qi)。

據了解，在圓柱、軟包及方形三種不同類型的電池電芯中，圓柱電池的裝車量并不高。受特斯拉國產化的帶動，國內圓柱電池的裝車量才重回正增長，2020年達到8.35 GWh，占國內新能源汽車電池裝車量的13%。

“圓(yuan)柱電(dian)池的(de)優勢在(zai)于，多單(dan)體并聯的(de)冗余可靠性(xing)、單(dan)體熱失(shi)控不(bu)傳遞的(de)安全性(xing)、充放電(dian)中橫向尺寸(cun)的(de)穩定性(xing)。隨(sui)著電(dian)池一(yi)致性(xing)和安全技術的(de)進步，允許(xu)電(dian)芯單(dan)體容(rong)量逐步增大;而且4680全極耳概念對快充、大功率(lv)放電(dian)、熱管理(li)都有(you)很(hen)大意義。所以圓(yuan)柱電(dian)芯走向4680是順理(li)成章(zhang)的(de)事情。”林(lin)建向記者介紹(shao)道。

雖然(ran)圓柱電(dian)池卷繞工藝成熟、生產(chan)成本低，但也(ye)存在不足。4680電(dian)池在增大尺寸的同時(shi)(shi)，減少了(le)電(dian)芯，每個電(dian)芯在充放電(dian)時(shi)(shi)都(dou)要承受更大的電(dian)流，發熱(re)也(ye)會(hui)更多(duo)，且(qie)成組后體積能量密度(du)稍低。

針對這些短(duan)板，企業(ye)進行了技術創(chuang)新(xin)，加(jia)(jia)以改(gai)良。特斯(si)拉主要采用無(wu)極(ji)(ji)耳技術并改(gai)變正(zheng)負極(ji)(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)。據了解，無(wu)極(ji)(ji)耳電(dian)(dian)池(chi)的(de)制造(zao)過程更加(jia)(jia)簡單，所用零件(jian)較少，可進一(yi)步提高產(chan)品能量密(mi)度，實現更好的(de)充(chong)放電(dian)(dian)循(xun)環(huan)。特斯(si)拉4680電(dian)(dian)池(chi)的(de)負極(ji)(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)使用了硅，同時進一(yi)步降(jiang)低了正(zheng)極(ji)(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)中鈷(gu)的(de)含量，不僅可有效(xiao)降(jiang)低成本，而且在(zai)一(yi)定程度上能規避鈷(gu)資(zi)源短(duan)缺的(de)問(wen)題。此外(wai)，特斯(si)拉還通過一(yi)系列材(cai)(cai)料(liao)(liao)升級和(he)工藝(yi)調整，使得電(dian)(dian)池(chi)內部電(dian)(dian)子通路變得更短(duan)，從而降(jiang)低了發熱的(de)概(gai)率，在(zai)增加(jia)(jia)能量密(mi)度的(de)同時解決(jue)了散熱的(de)問(wen)題。

比克電(dian)池(chi)則采用了全極(ji)耳技(ji)術(shu)(shu)(shu)路(lu)線。林建指(zhi)出，電(dian)池(chi)單體電(dian)芯尺寸做大以(yi)后(hou)，單極(ji)耳的(de)(de)(de)結構無法滿足功率(lv)的(de)(de)(de)要(yao)求，單純增加極(ji)耳數量首先會增加工(gong)藝(yi)(yi)難度及不確定性(xing)，其次也無法從根本上改(gai)善(shan)圓柱(zhu)電(dian)芯的(de)(de)(de)功率(lv)性(xing)能。針(zhen)對于此，比克電(dian)池(chi)在戰(zhan)略性(xing)探索(suo)大尺寸圓柱(zhu)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)同(tong)時，布局了全極(ji)耳技(ji)術(shu)(shu)(shu)。經過多(duo)年的(de)(de)(de)探索(suo)，比克電(dian)池(chi)在2019年前后(hou)，形成了獨(du)有的(de)(de)(de)全極(ji)耳技(ji)術(shu)(shu)(shu)路(lu)線。“我們(men)已在21700、32105等型號的(de)(de)(de)電(dian)芯上驗(yan)證了這項工(gong)藝(yi)(yi)，受到國外客戶的(de)(de)(de)廣泛認可。”他說。

市場潛力有待進一步挖掘

除上文(wen)提到(dao)的(de)企(qi)業外，國內外不(bu)少動(dong)力電池(chi)供應商也將目(mu)光聚焦于4680大圓柱電池(chi)上。比如，LG能源、三星SDI、億緯鋰能、蜂巢(chao)動(dong)力就相繼投身于4680技術(shu)和產(chan)品(pin)的(de)研發。

近(jin)日(ri)，韓國媒體(ti)報道稱，三星SDI和LG能源完成了性能更強的(de)4680電池的(de)樣(yang)品開發，目(mu)前正在進行測試，以驗證其結構完整性。

億緯鋰能(neng)基礎材料與技術研究室主任冀亞娟(juan)表示，該公(gong)司布局(ju)了4680和4695兩款大圓柱電池，預(yu)計2023年(nian)產能(neng)釋放20GWh，2024年(nian)達到40GWh。

蜂(feng)巢(chao)(chao)能(neng)源董事(shi)長兼首(shou)席(xi)執行官楊(yang)紅新認為，大圓柱電(dian)(dian)池的市場(chang)前景廣闊，在高性能(neng)跑車、SUV等領(ling)(ling)域具有(you)應用優(you)勢，以(yi)此為突破口，圓柱電(dian)(dian)池可與(yu)方形、軟包電(dian)(dian)池展開競爭(zheng)。今年，蜂(feng)巢(chao)(chao)能(neng)源也將切(qie)入大圓柱電(dian)(dian)池領(ling)(ling)域。

“對(dui)于車(che)企來說，大圓柱電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)重要性(xing)在(zai)于提高(gao)能(neng)量(liang)密(mi)度并降低生(sheng)產成(cheng)本。”一位不(bu)愿透露(lu)姓名的(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)能(neng)源汽車(che)企業(ye)相(xiang)關負責人對(dui)記者說，按(an)照(zhao)特斯拉公布的(de)(de)(de)(de)(de)4680電(dian)(dian)池(chi)數(shu)據來看，成(cheng)本降低50%是(shi)非常(chang)可觀(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)字(zi)。隨著(zhu)4680電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)產推進，特斯拉的(de)(de)(de)(de)(de)整車(che)制造成(cheng)本有望(wang)顯著(zhu)下降。而在(zai)新(xin)能(neng)源汽車(che)上，目前最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本占(zhan)比(bi)就是(shi)動力電(dian)(dian)池(chi)。“對(dui)于動力電(dian)(dian)池(chi)企業(ye)來說，誰掌握(wo)了高(gao)性(xing)價(jia)比(bi)電(dian)(dian)池(chi)，誰就相(xiang)當于掌握(wo)了車(che)企的(de)(de)(de)(de)(de)訂(ding)單。”他說。

在新能(neng)源與智能(neng)網聯汽(qi)車獨(du)立研究(jiu)者曹廣(guang)平(ping)看來(lai)，動(dong)力電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的形狀(zhuang)、規(gui)格、尺寸(cun)(cun)，本(ben)質上由(you)其(qi)結構、材料體(ti)系及使用(yong)特(te)性決定。在方形、軟(ruan)包(bao)與圓(yuan)柱(zhu)電(dian)(dian)(dian)芯(xin)(xin)中，圓(yuan)柱(zhu)電(dian)(dian)(dian)芯(xin)(xin)制造工藝(yi)相對簡(jian)單，由(you)于(yu)是從電(dian)(dian)(dian)子消費品領域(yu)中沿用(yong)過來(lai)的，所(suo)以(yi)成本(ben)稍低(di)。但是，新能(neng)源汽(qi)車領域(yu)所(suo)用(yong)的動(dong)力電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)容量較大(da)，所(suo)以(yi)有增大(da)電(dian)(dian)(dian)芯(xin)(xin)尺寸(cun)(cun)的客觀要求，以(yi)減少電(dian)(dian)(dian)芯(xin)(xin)數量，從而(er)提高電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包(bao)的能(neng)量密度并簡(jian)化、降低(di)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)管理和熱管理設計與難度。

“大(da)圓(yuan)柱電(dian)池的應用潛力很(hen)大(da)，特(te)別是在(zai)高(gao)端乘用車和商用車市(shi)場(chang)。此外，它不僅可以(yi)配(pei)套(tao)整車，一(yi)些(xie)續(xu)航要求較高(gao)的短途出(chu)行工(gong)具和終端設(she)備(bei)同樣適用。”林(lin)建(jian)表示，圓(yuan)柱電(dian)池在(zai)新(xin)能源汽車領(ling)域(yu)的應用價值依然存在(zai)，其(qi)高(gao)一(yi)致性和低成本的優勢仍能在(zai)一(yi)些(xie)細分領(ling)域(yu)找到(dao)合適的生存空間。隨著量(liang)產(chan)上(shang)市(shi)，大(da)圓(yuan)柱電(dian)池會(hui)得到(dao)更多車企的青睞。