芯耀
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自特斯拉在2020年首次推出4680電池以來，大圓柱電池技術(shù)受到了全球車企和電池廠商的高度關(guān)注，曾經(jīng)大家預(yù)測2022、2023甚至是2024年是大圓柱電池的爆發(fā)年，實際情況是在動力端的放量進(jìn)度并未如預(yù)期般順利。
為什么大圓柱電池在汽車領(lǐng)域開始變得不重要，反而是在二輪車、儲能和12V電池的領(lǐng)域慢慢滲透？
Part 1、動力大圓柱電池產(chǎn)業(yè)化：技術(shù)挑戰(zhàn)與卡點
首先我們看到，在全球范圍內(nèi)軟包和圓柱子電池的份額是在不斷被壓縮的，在CTP和CTC的迭代技術(shù)下，方殼整體的使用量在逐步上升，這種趨勢在2024年是持續(xù)的。
預(yù)計到 2030 年，全球主要的6家電池企業(yè)面向電動汽車及儲能系統(tǒng)（EV/ESS）的生產(chǎn)能力將達(dá)到 3.9 太瓦時，這 6 家制造商除了現(xiàn)有的軟包和方殼電池生產(chǎn)線外，均有計劃建設(shè) 46 毫米直徑的圓柱形電池新生產(chǎn)線：
●?LGES 在 2023 - 2030 年的產(chǎn)能分別為 244 GWh、490 GWh、592 GWh、663 GWh；
●?SDI 分別為 58 GWh、94 GWh、262 GWh、406 GWh；
●?SK ON 分別為 85 GWh、172 GWh、367 GWh、448 GWh；
●?Panasonic 分別為 80 GWh、128 GWh、348 GWh、408 GWh（含 PPES）；
●?CATL 分別為 516 GWh、726 GWh、996 GWh、1,241 GWh；
●?BYD 分別為 216 GWh、493 GWh、677 GWh、702 GWh。
看綠色部分，每個企業(yè)的比例不同，但是整體的策略還是在圓柱路線上是增加的。
●?當(dāng)然大圓柱電池在動力端的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程卻明顯滯后，背后的原因主要可以歸結(jié)為以下幾點：
◎?動力大圓柱電池則通常采用高鎳正極材料與摻硅負(fù)極材料體系，提高電池的能量密度，以滿足汽車對續(xù)航和充電效率的需求。高鎳正極和硅負(fù)極材料的使用雖然提升了電池的能量密度，但也帶來了產(chǎn)氣和熱安全等一系列問題。
在動力大圓柱電池中，硅負(fù)極的導(dǎo)電性較差，需要通過添加導(dǎo)電劑（如碳納米管）來改善，硅負(fù)極的膨脹特性對電池的壽命和性能造成了額外壓力，這在電動汽車對快充需求日益增大的背景下，壓力很大。
◎?動力大圓柱電池的快速充電需求進(jìn)一步加劇了電池技術(shù)的復(fù)雜性。為了支持高倍率充電，大圓柱電池通常采用全極耳結(jié)構(gòu)，可以顯著提升充電效率，但在高倍率充電條件下，電池容量衰減速度更快，進(jìn)而影響電池的壽命，要解決這一問題，需要進(jìn)一步優(yōu)化極耳結(jié)構(gòu)的設(shè)計，確保電池能夠在高倍率充電條件下維持較長的使用壽命。
◎?動力大圓柱電池的外殼材料選擇同樣對其性能產(chǎn)生重要影響，動力電池則更多使用鋼殼，面對電池膨脹時能夠更好地防止形變，并且抗沖擊性更強(qiáng)，鋼殼的焊接工藝相較于鋁殼更加復(fù)雜，尤其是在高鎳正極材料的應(yīng)用下，鋼殼需要進(jìn)行鍍鎳處理，以防止正極活性材料對鋼殼的氧化，增加了生產(chǎn)成本和技術(shù)難度。
當(dāng)然由于整個技術(shù)路線的發(fā)展，需要有紅軍和藍(lán)軍，所以大圓柱的高能量密度落地比固態(tài)更科學(xué)一些。所以雖然整體的性價比一般，但主要的電池企業(yè)都在投入和迭代相關(guān)技術(shù)。
特斯拉的4680電池雖然提出了干法電極工藝的新方案，以減少生產(chǎn)成本并提高能量密度，在逐步推進(jìn)中。
2024年，特斯拉公布的4680電池仍未實現(xiàn)全面量產(chǎn)，動力大圓柱電池的生產(chǎn)技術(shù)仍面臨許多挑戰(zhàn)。動力大圓柱電池在產(chǎn)業(yè)化過程中存在諸多挑戰(zhàn)，但市場上對其未來的放量依然充滿期待。
目前還在繼續(xù)堅持的，只有特斯拉、寶馬兩家，為推動大圓柱電池的量產(chǎn)提供了基本的支持。特斯拉計劃將4680電池廣泛應(yīng)用于Model Y、Semi半掛卡車、Cybertruck等多款車型中，隨著特斯拉的堅持，4680電池產(chǎn)能將超過70GWh。
Part 2、其他領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化電池
除了傳統(tǒng)的動力和儲能市場外，航空、電動工具、小型動力設(shè)備等新興市場對大圓柱電池的需求也在快速增長。
全極耳技術(shù)的成熟使得小圓柱電池在電動工具和無人機(jī)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，推動了大圓柱電池在高倍率領(lǐng)域的滲透。
隨著電動航空技術(shù)的發(fā)展，大圓柱電池也逐步進(jìn)入到飛行汽車（eVTOL）和無人機(jī)等高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
2024年，大圓柱電池在儲能領(lǐng)域市場表現(xiàn)是不錯的，便攜式儲能和戶用儲能領(lǐng)域?qū)Υ髨A柱電池的需求大幅提升。傳統(tǒng)的便攜式和戶用儲能多采用18650和21700等小圓柱電池，市場正在加速向3系、4系的大圓柱電池轉(zhuǎn)移。
大圓柱電池在儲能領(lǐng)域的優(yōu)勢尤為明顯，能夠保持圓柱電池的高安全性和穩(wěn)定性，還通過提供更高的成組效率和更低的成本，推動了儲能市場的技術(shù)進(jìn)步。
大圓柱電池在兩輪車領(lǐng)域的應(yīng)用也展現(xiàn)出了強(qiáng)勁的增長勢頭，2024年兩輪車領(lǐng)域大圓柱電池出貨量同比增長150%，達(dá)到了2.5GWh。
小結(jié)
動力大圓柱電池的產(chǎn)業(yè)化面臨諸多挑戰(zhàn)，但由于有望成為標(biāo)準(zhǔn)化電池，大圓柱電池這條路是比較遠(yuǎn)的。產(chǎn)業(yè)鏈各方需要繼續(xù)攻克材料、工藝等難題，同時把握新興市場崛起帶來的機(jī)遇，推動大圓柱電池技術(shù)向更加成熟的方向發(fā)展。
