界面新聞實習記者 | 高菁
比亞迪(002594.SZ)也開始布局大圓柱電池了。
7月18日,比亞迪采購官方微信號發布招募公告,擬對2023年大圓柱電池全自動烘烤線設備實行供應商公開招募。
比亞迪此次招募的產品為全自動接觸式高真空烘烤線,主要用于大圓柱電池注液前的電芯烘烤。電池的生產包含約21道工序,烘烤、注液處在整個生產程序的中間位置。
該公告在供應商基本資質要求中提到,自身為上市公司者優先,或具備近三年內為兩家上市公司或行業主流企業提供大圓柱電池全自動烘烤線設備配套產品的經驗。
這一則招募信息的發布,意味著比亞迪正在布局大圓柱電池。界面新聞就大圓柱電池業務進展聯系比亞迪,截至發稿未獲得回復。
2022年8月,比亞迪申請的一款正六棱柱電芯專利被曝光。專利圖顯示,單體電芯呈現出六棱柱裝,從上方往下看,呈現蜂窩狀。該專利稱,這款電池能夠增大極芯容量,且殼體內能夠容納更多電解液,極芯壽命得以延長。
《上海汽車報》曾分析稱,相較于圓柱電池,六棱柱電芯在排列時能夠緊密貼合,從而提高電池的空間利用率,提升能量密度。
有業內人士猜測該款電芯是基于大圓柱電池進行外殼改造而來,并且將采用磷酸鐵鋰化學體系。比亞迪方面對上述專利以及猜測未作出過回應。
按照封裝方式不同,電池可分為方形、軟包和圓柱等多種類型。
SNE Research數據顯示,目前動力電池的主流形態為方形電池,市場份額在60%左右。2022年,圓柱電池在全球范圍內的市場份額為16%。
相較于方形電池,圓柱電池的能量密度上限更高,且具有更高的安全性。它可以分為小圓柱和大圓柱兩類,前者是成熟產品,后者則剛進入市場不久。
小圓柱電池的主流為21700圓柱電池,其直徑為21毫米、高度70毫米。大圓柱電池的主要發展方向為直徑達46毫米、高度為80毫米的圓柱電池,這項技術路線由特斯拉在2020年最先發布,常被稱為“46800圓柱電池”。
特斯拉CEO埃隆·馬斯克在2020年9月宣布,特斯拉將生產46800電池。相較于21700電池,這款電池的單體能量密度提升5倍,功率提升6倍,成本降低14%,搭載該款電池的電動汽車續航里程可提升16%。
大圓柱電池的能量密度更高,主要是由于運用到了硅負極,其理論克容量是傳統石墨負極的10倍。硅負極在放電過程中會發生體積膨脹,使電池變形,圓柱電池抗壓的結構則恰好能夠適應這種變化。
2019年,特斯拉宣布溢價55%收購美國超級電容公司Maxwell,計劃將這家公司擁有的干法電極專利運用在動力電池上。這項工藝能夠讓能量密度和循環壽命得到改善,還能夠減少超過18%的成本及41%的設備投資。
然而,由于難以突破正極干法工藝,特斯拉最后只在負極上運用到了干法工藝。
當前大圓柱電池量產的版本有兩種,一種為特斯拉版4680,使用干法石墨負極+濕法高鎳正極,另一種為國產版4680,使用濕法硅負極+濕法高鎳正極。
目前,松下、LG、億緯鋰能(300014.SZ)、遠景動力、寧德時代(300750.SZ)、比克電池等企業,已經公開宣布了將大圓柱電池納入公司技術發展路徑。
其中,億緯鋰能、遠景動力、寧德時代都是寶馬汽車大圓柱電池的供應商。
但大圓柱電池從實驗室成功走向量產,并不一帆風順。目前除特斯拉外,全球尚未有企業實現大圓柱電池的量產。
今年5月上旬,日本最大的鋰電池公司松下宣布,該公司46800大圓柱電池的量產時間將推遲到2024年4-9月,較原定時間延后一年。
大圓柱電池量產需要面對的挑戰,包括極耳焊接工藝、產線、生產節奏等,其中生產工藝最大的挑戰在于焊接技術,以及相應的設備供應。
比克電池副總裁樊文光曾對界面新聞表示,如果一條產線要達到300ppm的生產效率,即每分鐘生產300顆大圓柱電池,意味著一分鐘要重復300次焊接工序,長年累月的高頻率使用,對于設備的穩定性要求非常苛刻。
華泰證券預計,2027年全球大圓柱電池裝機量達429 GWh,對應的市場規模為2144.8億元,2023-2027年年均復合增長率可達110.7%。