中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群近期對(duì)特斯拉大圓柱電池的評(píng)價(jià)登上熱搜,他認(rèn)為“馬斯克不知道如何制造電池”“大圓柱電池注定失敗”。然而,與寧德時(shí)代的冷淡形成鮮明對(duì)比的是,歐美車企熱捧大圓柱電池。
除了特斯拉,寶馬2025年上市的全新一代電動(dòng)車也將采用大圓柱電池,供應(yīng)商是億緯鋰能和寧德時(shí)代。遠(yuǎn)景動(dòng)力在美國(guó)正在建設(shè)的兩家電池工廠,肯塔基工廠供應(yīng)梅賽德斯·奔馳,南卡羅來納工廠供應(yīng)寶馬,產(chǎn)品均為大圓柱電池。沃爾沃、斯特蘭蒂斯、保時(shí)捷等歐美車企也對(duì)大圓柱電池保持關(guān)注。
此外,國(guó)內(nèi)也不乏大圓柱電池的關(guān)注企業(yè),比如蔚來在2023年底的NIO Day上宣布正在研發(fā)46105大圓柱電池,電池包容量120KWh,電芯能量密度292Wh/kg,充電5分鐘可補(bǔ)充續(xù)航里程255公里。江淮已經(jīng)量產(chǎn)裝車億緯鋰能供貨的大圓柱電池。比亞迪將大圓柱的磷酸鐵鋰電池率先應(yīng)用于消費(fèi)和儲(chǔ)能市場(chǎng),2023年11月,金楊股份在投資者平臺(tái)回答提問時(shí)披露,其4680大圓柱電池殼體已經(jīng)向比亞迪小批量供貨,用于儲(chǔ)能市場(chǎng)。
一邊是寧德時(shí)代的冷眼,一邊是諸多企業(yè),特別是歐美車企的熱捧,為何會(huì)存在這樣的分歧?因?yàn)榇髨A柱電池優(yōu)劣勢(shì)都非常顯著。
大圓柱電池的優(yōu)勢(shì)在以下幾方面:
1、性能優(yōu)勢(shì):能量密度高;快充性能好;循環(huán)壽命長(zhǎng)。
2、安全優(yōu)勢(shì):熱穩(wěn)定性好;機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;抗膨脹能力強(qiáng)。
3、制造優(yōu)勢(shì):標(biāo)準(zhǔn)化程度高,易于自動(dòng)化生產(chǎn);工藝成熟后更加穩(wěn)定,產(chǎn)品一致性好。
大圓柱電池的劣勢(shì)在以下幾個(gè)方面:
1、生產(chǎn)工藝復(fù)雜:全極耳或無極耳制造工藝復(fù)雜,焊接難度大,是當(dāng)前大圓柱電池良品率低的主要原因。電極涂布難度大,由于大圓柱電池體積大,電極涂布長(zhǎng)度數(shù)倍于此前的電池,不論采用干法還是濕法工藝,涂布技術(shù)挑戰(zhàn)巨大。
2、電池管理系統(tǒng)要求高:由于采用大圓柱電池的電池包電芯數(shù)量更多,對(duì)電池管理系統(tǒng)(BMS)的要求更高,有較高的技術(shù)門檻。
3、能量密度提升的技術(shù)難度大:大圓柱電池雖然能量密度較高,但組成電池包時(shí),單節(jié)電池之間的空間很難進(jìn)一步壓縮,所以像刀片電池、麒麟電池那樣依靠集成設(shè)計(jì)提升能量密度的空間不大,只能寄希望于更新的正負(fù)極材料來提升能量密度,技術(shù)難度更大。
4、成本更高:由于現(xiàn)階段生產(chǎn)工藝復(fù)雜,良品率低,大圓柱電池短期內(nèi)的生產(chǎn)成本較高,其性價(jià)比相比普通三元鋰電池有一定優(yōu)勢(shì),但和磷酸鐵鋰還有鈉離子電池相比,性價(jià)比處于劣勢(shì)。
5、更適用于三元材料:雖然磷酸鐵鋰也可以采用大圓柱構(gòu)型,但三元材料采用大圓柱在能量密度、安全性方面的提升更明顯。且不論鐵鋰還是三元,采用大圓柱導(dǎo)致的成本增加相差不大,從成本收益上考慮,大圓柱更適用于三元材料。
了解大圓柱電池的優(yōu)劣勢(shì)后,就不難理解寧德時(shí)代的冷眼和歐美車企的熱捧了。
中國(guó)電池企業(yè)的磷酸鐵鋰電池技術(shù)成熟,還有國(guó)際領(lǐng)先的電池成組技術(shù),如刀片電池、短刀電池、神行電池等,都能用磷酸鐵鋰電池做出大電量、高密度、超快充的電池包。再加上中國(guó)新能源車市場(chǎng)高度價(jià)格、成本導(dǎo)向,所以中國(guó)車企更歡迎鐵鋰電池。
以經(jīng)濟(jì)車型為主的海外車企也對(duì)中國(guó)的鐵鋰電池非常看重,比如福特首席執(zhí)行官吉姆·法利就表示:“磷酸鐵鋰電池成本幾乎降低一半,起火風(fēng)險(xiǎn)更低,還有更長(zhǎng)的循環(huán)壽命,而磷酸鐵鋰是中國(guó)獨(dú)有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)?!?
“磷酸鐵鋰是中國(guó)獨(dú)有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)”,這是歐美車企在選擇電池時(shí)必須考慮的風(fēng)險(xiǎn)因素。雖然韓國(guó)電池企業(yè)正在加速推出磷酸鐵鋰電池,但不論技術(shù)還是上游原材料、零部件,都來自中國(guó)企業(yè)。所以歐美車企如果選擇鐵鋰電池,就等于和中國(guó)供應(yīng)鏈深度捆綁,出于安全考慮,歐美車企不可能完全倒向磷酸鐵鋰。
而選擇大圓柱電池的歐美車企,比如寶馬、奔馳,最為看重的是這種電池的高性能標(biāo)簽和高技術(shù)門檻。因?yàn)檫@種同時(shí)具備性能優(yōu)勢(shì)和技術(shù)門檻的電池,才是最契合高端汽車品牌市場(chǎng)定位的產(chǎn)品。如果一臺(tái)擁有高品牌溢價(jià)的豪華車型,使用的卻是和經(jīng)濟(jì)車型一樣的電池,在新能源車時(shí)代會(huì)面臨來自消費(fèi)者的巨大質(zhì)疑。
但如果只是性能優(yōu)勢(shì)和技術(shù)門檻的話,現(xiàn)在采用新成組技術(shù)和新工藝材料的電池具備同樣的特征,比如短刀、麒麟、神行電池等。但在應(yīng)用新材料方面,大圓柱擁有一項(xiàng)獨(dú)有優(yōu)勢(shì),在應(yīng)對(duì)硅負(fù)極的體積膨脹方面,大圓柱因?yàn)樾螤詈徒Y(jié)構(gòu)特征優(yōu)勢(shì)明顯,而含硅負(fù)極是新一代電池材料創(chuàng)新的重點(diǎn)方向。
更高的技術(shù)水平和制造難度,在應(yīng)用下一代技術(shù)方面更大的優(yōu)勢(shì),都賦予了大圓柱電池清晰的高端屬性。雖然馬斯克在2020年特斯拉電池日上首次官宣4680大圓柱電池時(shí),強(qiáng)調(diào)了成本優(yōu)勢(shì),但現(xiàn)在應(yīng)用大圓柱的主要是Cybertruck,其不同型號(hào)售價(jià)分別為79990美元和99990美元,是特斯拉目前最貴的車型。
所以不論是寧德時(shí)代的“冷眼”還是歐美車企的“熱捧”,都是基于市場(chǎng)邏輯下的選擇。歐美車企也并非全部采用大圓柱,福特、通用、斯特蘭蒂斯、大眾、包括奔馳等都在和中國(guó)電池企業(yè)接洽磷酸鐵鋰電池的供貨和聯(lián)合制造。
而寧德時(shí)代對(duì)大圓柱的態(tài)度,不能光聽他說什么,還要看他做什么。2023年寧德時(shí)代宣布已經(jīng)研發(fā)成功4680和4695兩種型號(hào)的大圓柱電池,循環(huán)壽命和能量密度都有一定優(yōu)勢(shì),且已經(jīng)規(guī)劃8條共12GWh(吉瓦時(shí))的大圓柱電池產(chǎn)線,2025年開始按照合同向?qū)汃R供貨。當(dāng)前大圓柱電池團(tuán)隊(duì)優(yōu)先級(jí)很高,直接向曾毓群匯報(bào)。
以筆者觀察,寧德時(shí)代并非不看好大圓柱電池,而是不看好將其應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)車型,比如特斯拉將4680電池用在Model Y車型上。而對(duì)高端車型應(yīng)用大圓柱電池,寧德時(shí)代已經(jīng)用自己的實(shí)際行動(dòng)表示了支持。