作者 |劉然
來源 |新能源產(chǎn)業(yè)家
“當舊市場陷入紅海時,真正的顛覆者會轉(zhuǎn)身走向無人之境。”
圓柱電池的跌宕歷程,恰似漢迪筆下“第一曲線消亡前開辟第二曲線”的經(jīng)典劇本。
曾經(jīng)索尼制定出的18650電池曾以標準化統(tǒng)治消費電子、電動工具,甚至特斯拉早期電動車,但過度依賴傳統(tǒng)場景使其被方形/軟包電池逼入死角。
當所有人認為圓柱電池將成“化石技術(shù)”時,圓柱電池又以全極耳、干法電極、硅碳負極重構(gòu)技術(shù)邏輯,并借儲能、飛行器、機器人等新場景逆襲重生,并且被寶馬官宣為“第六代動力電池”的核心路線。
圓柱電池真的迎來它的第二曲線了嗎?
這次可能是場景+材料+結(jié)構(gòu)共振帶來的一次機遇。
新產(chǎn)業(yè)打開藍海
在目前電池的兩大主要戰(zhàn)場,動力和儲能,圓柱電池可謂落寞已久。
根據(jù)高工鋰電,2023年國內(nèi)動力電池中,方形、圓柱、軟包的出貨量占比分別為93.6%、3.4%、2.9%。儲能電池就更不用說,除了部分戶儲和便攜式儲能以外,占大頭的工商儲能和大儲能則是被方殼電池全部占領(lǐng)。
當寧德時代帶領(lǐng)著方形電池橫掃市場時,人們以為圓柱電池的將會再未來的電池技術(shù)迭代中落伍。但歷史的狡黠之處在于:那些被擊敗的技術(shù)總會在新的沃土中重生。
在2025年的今天,圓柱落寞的態(tài)勢嗅到了一絲變動。
在新興產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展中,滋生了更多對電池的新場景的應(yīng)用需求。除新能源汽車外,大圓柱電池在人形機器人、飛行汽車、AI數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域需求快速增長,2024年出貨量增速突破100%。
而圓柱憑借它的特性,在一眾電池中成為最大獲利者。圓柱+三元的組合憑借高倍率放電的特性,響應(yīng)了近期熱門行業(yè)的需求。
以低空經(jīng)濟來看,飛行汽車對于動力電池的要求極其嚴苛,不僅需要長續(xù)航和有效載荷,且按照工信部規(guī)劃的航空鋰電標準,目標能量密度需達到400—500Wh/kg,遠超普通電動汽車的200—300Wh/kg。
另一方面,對于飛行汽車,高放電倍率能力是選擇電池的重中之重。垂直升降需要較高的瞬時功率,電池需支持持續(xù)3—5C放電、峰值7—10C放電,且具備快速充電能力。
飛行汽車之外,近期熱門的具身智能行業(yè)、AI數(shù)據(jù)中心的電池備份單元(BBU)同樣需要高功率與高能量密度的電池。也就是說在主要功效中,三元+圓柱的組合較為匹配這些新產(chǎn)業(yè)。
在具身智能行業(yè),電池需緊湊適配機器人軀干圓柱,而圓柱電池因標準化尺寸和靈活布局成為機器人的主流選擇,能滿足具身智能行業(yè)中小型化和輕量化的特性。
圓柱結(jié)構(gòu)的散熱性能較好,適合模塊化設(shè)計。在這一點上又符合AI數(shù)據(jù)中心的BBU需要高效率和模塊化的特性。
相比之下,大方殼反而略顯落寞,但這背后,不僅是產(chǎn)品形態(tài)的匹配差,也是材料體系的錯位。
新組合的潛力
在儲能時代,大方殼+磷酸鐵鋰的方案解決了儲能電站的核心訴求:
大幅減少電芯數(shù)量以降低電站系統(tǒng)復(fù)雜度,以及降低電芯成本提升電站經(jīng)濟性。因此314的大方殼以一顆電池一度電,1w成本0.4的橫掃了整個大儲能市場。
可以說,結(jié)構(gòu)+材料一旦出現(xiàn)最佳組合,又遇到需求的東風,往往是如同星火燎原一般。這次圓柱也迎來了自己的“爆款”。
業(yè)界推進已久的高鎳正極體系和硅碳負極體系,都能夠顯著的提高能量密度和充電倍率,這類材料在充放電過程中體積膨脹較大,但圓柱結(jié)構(gòu)的對稱性和鋼殼約束能力,可有效緩解膨脹帶來的負面影響。
對比其他電池體系。方形電池多采用磷酸鐵鋰或高鎳三元材料,但方形鋁殼對膨脹的適應(yīng)性較弱,且生產(chǎn)工藝復(fù)雜;軟包電池能量密度高,但依賴鋁塑膜封裝,機械強度低,安全性在極端場景中受限。
此外,從圓柱電池采用鋼殼封裝,機械強度高,抗碰撞和擠壓性能優(yōu)于方形或軟包電池,適合高振動、高沖擊的應(yīng)用場景,如飛行汽車和機器人。
而且標準18650圓柱電池小巧的體積帶來的靈活組合的空間利用率,也能讓其靈活適配目前尚未定型的機器人、飛行汽車,以及服務(wù)器機柜中的BBU模組,支撐智能硬件時代的電池需求。
這一說法并非空穴來風,已有多家企業(yè)已在規(guī)劃投產(chǎn)圓柱電池。
蔚藍鋰芯在馬來西亞10GWh的圓柱鋰電池項目廠房于2024年5月封頂,2024年10月進入機電安裝階段,預(yù)計2025年上半年投產(chǎn)。
且圓柱電池已為具身智能的產(chǎn)業(yè)開始供貨,當前圓柱電池在宇樹機器狗供貨份額據(jù)稱達60%,并進入智元、眾擎等機器人終端客戶。目前開發(fā)中的7.0Ah電芯也旨在滿足更高續(xù)航需求,適配人形機器人規(guī)模化應(yīng)用。
宇樹科技機器狗
而億緯鋰能的在馬來西亞投資4億美金的第一期工廠正是“國際化圓柱電池產(chǎn)業(yè)園”項目,且歐洲匈牙利基地規(guī)劃3條動力大圓柱產(chǎn)線,也正在建設(shè)中。
力神開發(fā)中的46系列大圓柱電池(30Ah、35Ah)已建設(shè)中試線,目標覆蓋電動工具、電摩及低空經(jīng)濟領(lǐng)域。其蘇州基地的二期7.3GWh更是聚焦全極耳圓柱電池。
新場景的爆發(fā)正在重塑戰(zhàn)場規(guī)則,圓柱電池的高倍率與標準化特性成為硬通貨。這輪需求側(cè)的革命,正在倒逼沉寂已久的大圓柱技術(shù)殺出重圍。
大圓柱漸見曙光
圓柱要實現(xiàn)逆襲,大圓柱電池工藝的落地則是其中最硬的山頭。
特斯拉4680電池
馬斯克曾信心滿滿的在發(fā)布會畫餅,讓大眾相信大圓柱電池憑借高能量密度、快充性能、安全性等優(yōu)勢,在中高端電動車市場被視為最優(yōu)解。但之后卻迎來了一次次跳票和延期,更是讓特斯拉電池部門負責人 Drew Baglino 黯然離場。也讓大圓柱被釘上期貨電池的恥辱柱。
但事實上,除了我們熟知的特斯拉的4680大圓柱電池以外,多家企業(yè)都在大圓柱這個領(lǐng)域耕耘。
比如寶馬對此的推進就不輸特斯拉,過去幾年,寶馬和它的供應(yīng)商進行了一系列大圓柱協(xié)同研發(fā)。到目前為止,寶馬確定的三家大圓柱電池供應(yīng)商分別是:寧德時代、億緯鋰能和遠景動力(AESC)。
寧德時代和億緯鋰能將供應(yīng)亞洲和歐洲的寶馬工廠,而北美的供應(yīng),則是遠景動力。這幾家供應(yīng)商在24年都陸續(xù)官宣了和寶馬的上車計劃。
按照寶馬宣稱,公司的大圓柱電芯即將量產(chǎn),將運用到2025年新亮相的車型,以及2026起量產(chǎn)的新車型,電池的參數(shù)較上一代能量密度提升20%,續(xù)駛里程增加30%,充電速度提升30%,可以說是讓慢吞吞的歐系車電動化大跨步向前。
此外,一直在賣期貨的特斯拉也掏出了不少實質(zhì)性進展:
特斯拉4680電池(非完整版)在2024年裝機量已達到8Gwh,在除中國以外的全球市場上排名第9,同比增速高達7900%。
從工藝進程來看,目前全極耳這個攔路虎已經(jīng)基本解決,但干電極工藝卻依然良率極低,這也是4680遲遲無法量產(chǎn)的主要原因,根據(jù)特斯拉估算,相較于濕法,采用干法電極工藝能夠減少18%以上的成本,以及41%的設(shè)備投資,但極片涂布環(huán)節(jié)失效率高達70%~80%。
相比之下,寶馬選擇更穩(wěn)妥的濕法工藝,將良品率穩(wěn)定在98%。
但目前特斯拉那邊傳來了一個好消息,正在開發(fā)四種干法正極4680電池變體,預(yù)計將于2026年推出。
也許等待技術(shù)拐點我們?nèi)孕枰稽c時間,但當技術(shù)迭代撞上新場景井噴,其實大圓柱的規(guī)模化導火索已被點燃。
結(jié)語
眼下高倍率大容量的圓柱還并沒有形成燎原之勢,就像有業(yè)內(nèi)朋友笑稱:圓柱電池在機器人身上目前還看不到要大功率的場景,除非是翻跟頭。
根據(jù)起點研究院(SPIR)統(tǒng)計,2024年大圓柱電池增長迅速,在1-9月里:
40系列圓柱電池出貨0.55億只,同比增長90%;
32系列圓柱電池出貨0.8億只,同比增長14.29%;
其他包括26系列、46系列、60系列、66系圓柱電池累計出貨3.92億只,同比增長70.4%。
從出貨量來看,圓柱系已經(jīng)開始有領(lǐng)跑的勢頭。但翻身仗今年是不是能打出來,不但得看各個廠商的落地速度,還得看需求側(cè)對高倍率的需求是否兌現(xiàn)。
這場翻身仗最耐人尋味的,或許不是技術(shù)路線的勝負,而在于產(chǎn)業(yè)規(guī)律的無情驗證:
也許就像三十年前那枚改變消費電子格局的 18650 ,如今在 AI 時代的黎明,新的圓柱產(chǎn)品們正在重寫乘用車能源的劇本。
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