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專題

動力儲能雙輪驅動大圓柱電池賽道日趨擁擠

作者：行行來源：《動力電池》雜志時間：2023-03-15

[摘要]截至目前，除了三元和鐵鋰兩種電池類型，更有多家企業正加快研發鈉電大圓柱電池以及磷酸錳鐵鋰大圓柱電池，應該也是看到大圓柱電池在成本、安全、壽命和靈活配組等方面的優勢，進行前瞻布局。相信未來會有更多玩家入局，大圓柱電池賽道將更加擁擠。

2020年9月，特斯拉首次發布4680大圓柱電池技術。根據特斯拉披露信息顯示，相較特斯拉此前采用的2170電池，4680電池能量密度將提升5倍、輸出功率提升6倍，每千瓦時成本可降低14%，搭載該電池的車型續航里程可提高16%。除此之外，依托 4680 電池全極耳設計，提高導電和導熱面積，可實現 4C-6C 大電流充電，優于方形和軟包電池。

在特斯拉的帶動下，4680圓柱電池聲勢大振，成為市場追逐的熱點。國內外主流電池企業包括LG化學、日本松下、寧德時代、億緯鋰能、遠景動力、比克動力、天津力神、蜂巢能源等都在積極跟進大圓柱電池。有信息透露，部分企業已在2021年完成46系圓柱電池前期研發與工藝驗證，今年正進行中試線到量產線的準備，預計明年實現規模量產。

而從當前情況來看，無論是從研發到量產，還是從產能布局到訂單數量，最后再到產業鏈配套完善程度，國內電池企業在大圓柱電池領域的進展均走在全球前列。寧德時代、國軒高科、蜂巢能源、遠景動力等已積極發布46系列大圓柱三元電池，套配高端車型；億緯鋰能、鵬輝能源、海辰儲能等已接連推出了針對儲能市場的大圓柱磷酸鐵鋰電池。

產業化方面，包括寧德時代、億緯鋰能、遠景動力、航天鋰電等在內的電池企業，紛紛獲得來自下游車企的大圓柱動力電池訂單；鵬輝能源則表示，公司已經具備生產4680大圓柱電池的能力，但目前主推的型號為40135儲能電池，該電池已通過第三方檢測和公牛集團的嚴格檢測，收到公牛集團批量采購訂單，用于雙方共同研發的移動超能電站上。

大圓柱動力電池產業化提速

在特斯拉效應下，越來越多國際車企跟進大圓柱技術路線。此前包括寶馬、保時捷等高端車企明確表示將在新車型上規模使用大圓柱電池，而蔚來、江淮、東風嵐圖等多家國內整車廠商也提到旗下車型會搭載4680大圓柱電池。強大的市場需求帶動下，越來越多電池企業將大圓柱電池作為未來開發的重點方向，同時宣布大圓柱電池量產的時間節點。

國際電池企業方面，松下計劃明年開始為特斯拉供貨；LG預計明年下半年投產；三星SDI計劃2024年量產4680電池。國內電池企業方面，寧德時代預計2024年開始量產；億緯鋰能46系電池今年8月已完成中試；比克電池預計2024年開始量產46系電池。隨著車企簽署供貨協議，鎖定大圓柱電池的供應，國內電池企業46系電池布局有望提速。

今年9月，德國寶馬集團宣布，將從2025年起在“新世代”車型中使用46系標準直徑的大圓柱電池。根據規劃，到2025年底寶馬計劃在全球交付超過200萬輛純電動車，到2030年前，寶馬集團純電動車型占比將50%，這其中“新世代”車型將為寶馬集團純電動車銷量做出重大貢獻。為滿足電動車生產需求，寶馬將在全球建造六座電池工廠。

寶馬集團負責研發的董事韋博凡表示，公司研發的第六代鋰離子圓柱電池，相較于第五代方形電池正極鎳含量更高，鈷含量有所減少，負極中增加了硅的含量。電池單體能量密度將提升20%以上，續航里程提升30%，充電速度提升30%。新的電池技術不僅大幅提升能量密度、續航能力和充電速度，同時在電池制造過程中還將減少碳足跡和資源消耗。

幾乎同個時間，國內兩家動力電池企業寧德時代、億緯鋰能紛紛官宣在大圓柱電池布局上的新進展。寧德時代稱，公司已與寶馬集團簽署長期合作協議，從2025年開始寧德時代將為寶馬集團“新世代”車型架構的純電車型供應大圓柱電池；億緯鋰能也公告稱，公司子公司湖北億緯動力將為德國寶馬集團Neue Klasse系列車型提供大圓柱鋰離子電芯。

具體來看，兩份合約的總價值超過百億歐元。按照合作計劃，寧德時代和億緯鋰能將分別在中國和歐洲各自建立兩座電芯工廠，每座工廠年產能將達20GWh。在尺寸方面，圓柱電芯具有46毫米的標準直徑和兩種高度。雖然寶馬沒有透露具體高度，但結合兩家電池廠披露的產能信息，市場猜測尺寸或是4680和4695，即80毫米和95毫米兩種高度。

此前有消息稱，寧德時代已布局8條大圓柱電池產線對應12GWh產能。這次合作協議明確指出，中國、歐洲兩座工廠將形成大圓柱電池年產能高達40GWh，這意味著將下來寧德時代在大圓柱電池產能上還將繼續擴張。而億緯鋰能是國內首家大規模建設大圓柱電池產能的企業。去年底公司已在荊門落地20GWh大圓柱電池項目，相關產品已成功下線。

10月中旬，寶馬集團再次宣布，和遠景科技集團旗下公司遠景動力達成戰略合作，遠景動力將從2026年起為寶馬新車型提供大圓柱電池，遠景動力將在美國南卡羅萊納州新建超級電池工廠為寶馬提供產品。近日遠景動力宣布，該電池工廠落戶美國南卡羅來納州佛羅倫薩郡，年產能30GWh，2026年投產，為同位于該州的寶馬集團斯帕坦堡工廠供貨。

其他電池企業方面，國軒高科目前已開發出39Ah和50Ah兩種46系圓柱電芯，能量密度達到310Wh/kg；比克電池研發的大圓柱電池，能量密度普遍達270Wh/kg以上。值得注意的是，多氟多、航天鋰電等還開發出不同型號的大圓柱電池。多氟多稱公司60130電芯配套奇瑞、五菱等多款車型已完成公告；航天鋰電38121圓柱電池已配套萬仁汽車等。

比克電池預計，到2025年大圓柱電池至少會占據30%以上的市場份額。目前有很多大型新能源車企敲定了未來5-10年，經濟型車型采用方殼/刀片磷酸鐵鋰電池，中高端車型則采用“三元+硅大圓柱電池”的布局。預計 2025 年大圓柱滲透率接近 20%，需求量達到超200GWh，復合增速超 280%，接近2021 年動力電池裝機量，市場規模超千億元。

大圓柱儲能市場同樣火熱

從當前情況來看，以46系列為代表的大圓柱三元電池，正在乘用車市場攻城略地，開啟主流技術路線競爭。而以磷酸鐵鋰材料為主的大圓柱電池，同樣也在儲能市場展開猛烈的攻勢。初步了解，目前包括億緯鋰能、鵬輝能源、海辰儲能、中比新能源、時代聯合等電池企業陸續推出了針對家用儲能市場的大圓柱磷酸鐵鋰電池，部分甚至已實現產業化。

業內人士分析，大圓柱磷酸鐵鋰電池之所以受到家儲市場的青睞，首先是因為大圓柱磷酸鐵鋰產品在成本、容量、性能、循環和安全方面優勢凸顯。其次自2021年以來，歐洲能源成本和電價持續攀升、俄烏戰爭和海外大型停電事件、疊加近年來極端天氣頻發，導致能源供給難度增加，居民用電需求和用電成本大增，使得戶用儲能市場超預期爆發。

只不過，與三元大圓柱電池大多基于46系列不同，針對家用儲能市場，目前各家企業生產的電芯產品規格和型號有所區別。例如億緯鋰能、鵬輝能源的大圓柱電芯主要為40135型號；海辰儲能則是基于46mm直徑，高度覆蓋80mm至300mm；航天鋰電主打的產品為3891和4680型號。其他企業生產的儲能大圓柱電芯從直徑26mm至60mm不等。

至于目前儲能用大圓柱電池為何會在直徑和高度上存在差異？業內分析認為，首先是因為相較于發展較為成熟的電動車電池，儲能電池還處于發展的初級階段，整個行業尚未形成相應標準；其次儲能產品規格和型號還未規范化，而且儲能產品應用領域不同，定制化電芯需求也比較多，不同企業推出不同的電芯尺寸，可以更好適配不同場景的產品需求。

具體來看，億緯鋰能稱針對家儲市場，已推出40135系列大圓柱磷酸鐵鋰電池。鵬輝能源也透露，其針對家儲市場，同樣推出了40135系列大圓柱磷酸鐵鋰電池，并透露了更多的信息。該電池采用無(全)極耳結構、磷酸鐵鋰低溫超導以及全周期動態均衡技術，具備超強動力、超長續航、寬溫等特點，適用于便攜式儲能、戶用儲能及輕型電動車等領域。

值得注意的是，鵬輝能源該款電池還獲得多個頭部便攜儲能和戶用儲能客戶的關注，而且已陸續收到客戶的大批量的采購訂單。今年5月，鵬輝能源與公牛集團聯合研發的移動超能電站上市預售，這款產品便采用公司40135大圓柱電池，并通過第三方檢測機構和公牛集團嚴格的檢測，實現規?；慨a。8月鵬輝能源再收到公牛集團大圓柱批量采購訂單。

今年8月，海辰儲能正式發布46系大圓柱戶用儲能專用電池，并計劃于2023年首季度開啟全球交付。據海辰儲能透露，該款大圓柱電池在循環壽命方面實現大幅提升，突破5000次大關；產品安全性方面，該款電池采用雙防爆閥設計，安全性更高。產品規格覆蓋4680至46300，單體容量從10-50Ah，靈活適配性更強，滿足戶用儲能應用場景定制化需求。

此外包括航天鋰電、時代聯合、中比新能源、華立源和博力威等企業都在通過做大圓柱電芯尺寸來降低成本，以滿足家用儲能電池應用場景需求。業內分析，電化學儲能是構建新型電力系統的重要技術和基礎裝備，是實現碳達峰碳中和目標的重要支撐，也是催生國內能源新業態、搶占國際戰略新高地的重要舉措。大圓柱電池優勢明顯，必將大有可為。

積極布局大圓柱電池產能

12月9日晚間，億緯鋰能發布創業板發行可轉換公司債券預案。本次擬發行可轉債募集資金總額不超過人民幣70億元，募集資金擬投資于以下項目：23GWh圓柱磷酸鐵鋰儲能動力電池項目、21GWh大圓柱乘用車動力電池項目。就在幾周前，億緯鋰定增募資的90億元才剛剛到賬，投資項目就包括年產20GWh大圓柱46系列動力儲能鋰離子電池產能。

近年來，億緯鋰能已通過多種方式在資本市場募集資金，而募集資金的主要用途就是投向大圓柱電池，而這也彰顯了億緯鋰能在大圓柱電池領域的決心和長遠布局。億緯鋰能董事長劉金成曾對外表示，大圓柱電池和疊片鐵鋰電池將是公司在動力電池領域重點布局和發展的產品方向。初步統計，截至目前億緯鋰能規劃的大圓柱電池產能已超過100GWh。

12月12日蔚藍鋰芯公告，全資子公司江蘇天鵬電源有限公司近期與溧陽中科海鈉科技有限責任公司簽署了關于“圓柱鈉離子電池聯合開發、量產、應用推廣和迭代開發”的《戰略合作協議》。公告同時提到，公司第三工廠（淮安）二期已開始動工建設，將建設年產能9GWh的大圓柱產線，適用鋰離子、鈉離子等多種電池產品，預計2024年初量產。

10月20日，航天鋰電50GWh磷酸鐵鋰圓柱電芯產業園項目在山東泰安舉行。該項目計劃總投資300億元，主要產品為自主研發的3891和4680大圓柱電池。產品聚焦“商用車電動化、用戶側儲能、船舶電動化、農業機械電動化、高端鉛酸替代”五大領域。其中項目首期計劃投資30億元，建設5GWh磷酸鐵鋰電芯生產線，擴產力度可謂強勢領先.

上述可見在動力及儲能的雙輪推動下，大圓柱電池產業化正不斷提速，而相關的電池企業也在積極布局大圓柱電池產能。不過值得注意的是，絕大多數企業將大圓柱電池的量產時間定在了2024年，這也說明大圓柱電池想要實現產業化，還有不少難點需要解決。而即使是在大圓柱電池領域走得比較早的特斯拉，其大圓柱電池的推廣也面臨著不少質疑。

根據研究機構數據顯示，特斯拉得州奧斯汀工廠中生產的Model Y車型所裝配的4680大圓柱電池的單體能量密度為244Wh/kg，這遠遠低于加州弗里蒙特工廠生產的松下2170圓柱形電池，后者能量密度是269Wh/kg。除此之外，特斯拉4680電池比其它的鎳鈷錳三元鋰電池使用了更多金屬鈷，這顯然和目前業內高鎳低鈷的三元電池主流方向截然相反。

而對于已獲得寶馬大圓柱電池訂單的企業來說，想要滿足其要求也并不容易。除了分別在中國和海外設電池廠，寶馬還在合作協議中強調：我們已經與合作伙伴達成協議，將使用相應比例的再利用的鋰、鎳和鈷材料，并將采用綠色能源電力進行生產，以減少二氧化碳排放。這也意味著，想要寶馬滿意，還需要在電池回收及零碳工廠打造方面持續發力。

然而圓柱電池作為最成熟的電池工藝路線，在制造效率、定制化生產和應用等方面的優勢不言而喻。截至目前，除了三元和鐵鋰路線，更有多家企業正加快研發鈉電大圓柱電池以及磷酸錳鐵鋰大圓柱電池，應該也是看到大圓柱電池在成本、安全、壽命和靈活配組等方面的優勢，進行前瞻布局。相信未來會有更多玩家入局，大圓柱電池賽道將日趨擁擠。

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