动力储能双轮驱动大圆柱电池赛道日趋拥挤

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动力储能双轮驱动大圆柱电池赛道日趋拥挤

作者：行行来源：《动力电池》杂志时间：2023-03-15

[摘要]截至目前，除了三元和铁锂两种电池类型，更有多家企业正加快研发钠电大圆柱电池以及磷酸锰铁锂大圆柱电池，应该也是看到大圆柱电池在成本、安全、寿命和灵活配组等方面的优势，进行前瞻布局。相信未来会有更多玩家入局，大圆柱电池赛道将更加拥挤。

2020年9月，特斯拉首次发布4680大圆柱电池技术。根据特斯拉披露信息显示，相较特斯拉此前采用的2170电池，4680电池能量密度将提升5倍、输出功率提升6倍，每千瓦时成本可降低14%，搭载该电池的车型续航里程可提高16%。除此之外，依托 4680 电池全极耳设计，提高导电和导热面积，可实现 4C-6C 大电流充电，优于方形和软包电池。

在特斯拉的带动下，4680圆柱电池声势大振，成为市场追逐的热点。国内外主流电池企业包括LG化学、日本松下、宁德时代、亿纬锂能、远景动力、比克动力、天津力神、蜂巢能源等都在积极跟进大圆柱电池。有信息透露，部分企业已在2021年完成46系圆柱电池前期研发与工艺验证，今年正进行中试线到量产线的准备，预计明年实现规模量产。

而从当前情况来看，无论是从研发到量产，还是从产能布局到订单数量，最后再到产业链配套完善程度，国内电池企业在大圆柱电池领域的进展均走在全球前列。宁德时代、国轩高科、蜂巢能源、远景动力等已积极发布46系列大圆柱三元电池，套配高端车型；亿纬锂能、鹏辉能源、海辰储能等已接连推出了针对储能市场的大圆柱磷酸铁锂电池。

产业化方面，包括宁德时代、亿纬锂能、远景动力、航天锂电等在内的电池企业，纷纷获得来自下游车企的大圆柱动力电池订单；鹏辉能源则表示，公司已经具备生产4680大圆柱电池的能力，但目前主推的型号为40135储能电池，该电池已通过第三方检测和公牛集团的严格检测，收到公牛集团批量采购订单，用于双方共同研发的移动超能电站上。

大圆柱动力电池产业化提速

在特斯拉效应下，越来越多国际车企跟进大圆柱技术路线。此前包括宝马、保时捷等高端车企明确表示将在新车型上规模使用大圆柱电池，而蔚来、江淮、东风岚图等多家国内整车厂商也提到旗下车型会搭载4680大圆柱电池。强大的市场需求带动下，越来越多电池企业将大圆柱电池作为未来开发的重点方向，同时宣布大圆柱电池量产的时间节点。

国际电池企业方面，松下计划明年开始为特斯拉供货；LG预计明年下半年投产；三星SDI计划2024年量产4680电池。国内电池企业方面，宁德时代预计2024年开始量产；亿纬锂能46系电池今年8月已完成中试；比克电池预计2024年开始量产46系电池。随着车企签署供货协议，锁定大圆柱电池的供应，国内电池企业46系电池布局有望提速。

今年9月，德国宝马集团宣布，将从2025年起在“新世代”车型中使用46系标准直径的大圆柱电池。根据规划，到2025年底宝马计划在全球交付超过200万辆纯电动车，到2030年前，宝马集团纯电动车型占比将50%，这其中“新世代”车型将为宝马集团纯电动车销量做出重大贡献。为满足电动车生产需求，宝马将在全球建造六座电池工厂。

宝马集团负责研发的董事韦博凡表示，公司研发的第六代锂离子圆柱电池，相较于第五代方形电池正极镍含量更高，钴含量有所减少，负极中增加了硅的含量。电池单体能量密度将提升20%以上，续航里程提升30%，充电速度提升30%。新的电池技术不仅大幅提升能量密度、续航能力和充电速度，同时在电池制造过程中还将减少碳足迹和资源消耗。

几乎同个时间，国内两家动力电池企业宁德时代、亿纬锂能纷纷官宣在大圆柱电池布局上的新进展。宁德时代称，公司已与宝马集团签署长期合作协议，从2025年开始宁德时代将为宝马集团“新世代”车型架构的纯电车型供应大圆柱电池；亿纬锂能也公告称，公司子公司湖北亿纬动力将为德国宝马集团Neue Klasse系列车型提供大圆柱锂离子电芯。

具体来看，两份合约的总价值超过百亿欧元。按照合作计划，宁德时代和亿纬锂能将分别在中国和欧洲各自建立两座电芯工厂，每座工厂年产能将达20GWh。在尺寸方面，圆柱电芯具有46毫米的标准直径和两种高度。虽然宝马没有透露具体高度，但结合两家电池厂披露的产能信息，市场猜测尺寸或是4680和4695，即80毫米和95毫米两种高度。

此前有消息称，宁德时代已布局8条大圆柱电池产线对应12GWh产能。这次合作协议明确指出，中国、欧洲两座工厂将形成大圆柱电池年产能高达40GWh，这意味着将下来宁德时代在大圆柱电池产能上还将继续扩张。而亿纬锂能是国内首家大规模建设大圆柱电池产能的企业。去年底公司已在荆门落地20GWh大圆柱电池项目，相关产品已成功下线。

10月中旬，宝马集团再次宣布，和远景科技集团旗下公司远景动力达成战略合作，远景动力将从2026年起为宝马新车型提供大圆柱电池，远景动力将在美国南卡罗莱纳州新建超级电池工厂为宝马提供产品。近日远景动力宣布，该电池工厂落户美国南卡罗来纳州佛罗伦萨郡，年产能30GWh，2026年投产，为同位于该州的宝马集团斯帕坦堡工厂供货。

其他电池企业方面，国轩高科目前已开发出39Ah和50Ah两种46系圆柱电芯，能量密度达到310Wh/kg；比克电池研发的大圆柱电池，能量密度普遍达270Wh/kg以上。值得注意的是，多氟多、航天锂电等还开发出不同型号的大圆柱电池。多氟多称公司60130电芯配套奇瑞、五菱等多款车型已完成公告；航天锂电38121圆柱电池已配套万仁汽车等。

比克电池预计，到2025年大圆柱电池至少会占据30%以上的市场份额。目前有很多大型新能源车企敲定了未来5-10年，经济型车型采用方壳/刀片磷酸铁锂电池，中高端车型则采用“三元+硅大圆柱电池”的布局。预计 2025 年大圆柱渗透率接近 20%，需求量达到超200GWh，复合增速超 280%，接近2021 年动力电池装机量，市场规模超千亿元。

大圆柱储能市场同样火热

从当前情况来看，以46系列为代表的大圆柱三元电池，正在乘用车市场攻城略地，开启主流技术路线竞争。而以磷酸铁锂材料为主的大圆柱电池，同样也在储能市场展开猛烈的攻势。初步了解，目前包括亿纬锂能、鹏辉能源、海辰储能、中比新能源、时代联合等电池企业陆续推出了针对家用储能市场的大圆柱磷酸铁锂电池，部分甚至已实现产业化。

业内人士分析，大圆柱磷酸铁锂电池之所以受到家储市场的青睐，首先是因为大圆柱磷酸铁锂产品在成本、容量、性能、循环和安全方面优势凸显。其次自2021年以来，欧洲能源成本和电价持续攀升、俄乌战争和海外大型停电事件、叠加近年来极端天气频发，导致能源供给难度增加，居民用电需求和用电成本大增，使得户用储能市场超预期爆发。

只不过，与三元大圆柱电池大多基于46系列不同，针对家用储能市场，目前各家企业生产的电芯产品规格和型号有所区别。例如亿纬锂能、鹏辉能源的大圆柱电芯主要为40135型号；海辰储能则是基于46mm直径，高度覆盖80mm至300mm；航天锂电主打的产品为3891和4680型号。其他企业生产的储能大圆柱电芯从直径26mm至60mm不等。

至于目前储能用大圆柱电池为何会在直径和高度上存在差异？业内分析认为，首先是因为相较于发展较为成熟的电动车电池，储能电池还处于发展的初级阶段，整个行业尚未形成相应标准；其次储能产品规格和型号还未规范化，而且储能产品应用领域不同，定制化电芯需求也比较多，不同企业推出不同的电芯尺寸，可以更好适配不同场景的产品需求。

具体来看，亿纬锂能称针对家储市场，已推出40135系列大圆柱磷酸铁锂电池。鹏辉能源也透露，其针对家储市场，同样推出了40135系列大圆柱磷酸铁锂电池，并透露了更多的信息。该电池采用无(全)极耳结构、磷酸铁锂低温超导以及全周期动态均衡技术，具备超强动力、超长续航、宽温等特点，适用于便携式储能、户用储能及轻型电动车等领域。

值得注意的是，鹏辉能源该款电池还获得多个头部便携储能和户用储能客户的关注，而且已陆续收到客户的大批量的采购订单。今年5月，鹏辉能源与公牛集团联合研发的移动超能电站上市预售，这款产品便采用公司40135大圆柱电池，并通过第三方检测机构和公牛集团严格的检测，实现规模化量产。8月鹏辉能源再收到公牛集团大圆柱批量采购订单。

今年8月，海辰储能正式发布46系大圆柱户用储能专用电池，并计划于2023年首季度开启全球交付。据海辰储能透露，该款大圆柱电池在循环寿命方面实现大幅提升，突破5000次大关；产品安全性方面，该款电池采用双防爆阀设计，安全性更高。产品规格覆盖4680至46300，单体容量从10-50Ah，灵活适配性更强，满足户用储能应用场景定制化需求。

此外包括航天锂电、时代联合、中比新能源、华立源和博力威等企业都在通过做大圆柱电芯尺寸来降低成本，以满足家用储能电池应用场景需求。业内分析，电化学储能是构建新型电力系统的重要技术和基础装备，是实现碳达峰碳中和目标的重要支撑，也是催生国内能源新业态、抢占国际战略新高地的重要举措。大圆柱电池优势明显，必将大有可为。

积极布局大圆柱电池产能

12月9日晚间，亿纬锂能发布创业板发行可转换公司债券预案。本次拟发行可转债募集资金总额不超过人民币70亿元，募集资金拟投资于以下项目：23GWh圆柱磷酸铁锂储能动力电池项目、21GWh大圆柱乘用车动力电池项目。就在几周前，亿纬锂定增募资的90亿元才刚刚到账，投资项目就包括年产20GWh大圆柱46系列动力储能锂离子电池产能。

近年来，亿纬锂能已通过多种方式在资本市场募集资金，而募集资金的主要用途就是投向大圆柱电池，而这也彰显了亿纬锂能在大圆柱电池领域的决心和长远布局。亿纬锂能董事长刘金成曾对外表示，大圆柱电池和叠片铁锂电池将是公司在动力电池领域重点布局和发展的产品方向。初步统计，截至目前亿纬锂能规划的大圆柱电池产能已超过100GWh。

12月12日蔚蓝锂芯公告，全资子公司江苏天鹏电源有限公司近期与溧阳中科海钠科技有限责任公司签署了关于“圆柱钠离子电池联合开发、量产、应用推广和迭代开发”的《战略合作协议》。公告同时提到，公司第三工厂（淮安）二期已开始动工建设，将建设年产能9GWh的大圆柱产线，适用锂离子、钠离子等多种电池产品，预计2024年初量产。

10月20日，航天锂电50GWh磷酸铁锂圆柱电芯产业园项目在山东泰安举行。该项目计划总投资300亿元，主要产品为自主研发的3891和4680大圆柱电池。产品聚焦“商用车电动化、用户侧储能、船舶电动化、农业机械电动化、高端铅酸替代”五大领域。其中项目首期计划投资30亿元，建设5GWh磷酸铁锂电芯生产线，扩产力度可谓强势领先.

上述可见在动力及储能的双轮推动下，大圆柱电池产业化正不断提速，而相关的电池企业也在积极布局大圆柱电池产能。不过值得注意的是，绝大多数企业将大圆柱电池的量产时间定在了2024年，这也说明大圆柱电池想要实现产业化，还有不少难点需要解决。而即使是在大圆柱电池领域走得比较早的特斯拉，其大圆柱电池的推广也面临着不少质疑。

根据研究机构数据显示，特斯拉得州奥斯汀工厂中生产的Model Y车型所装配的4680大圆柱电池的单体能量密度为244Wh/kg，这远远低于加州弗里蒙特工厂生产的松下2170圆柱形电池，后者能量密度是269Wh/kg。除此之外，特斯拉4680电池比其它的镍钴锰三元锂电池使用了更多金属钴，这显然和目前业内高镍低钴的三元电池主流方向截然相反。

而对于已获得宝马大圆柱电池订单的企业来说，想要满足其要求也并不容易。除了分别在中国和海外设电池厂，宝马还在合作协议中强调：我们已经与合作伙伴达成协议，将使用相应比例的再利用的锂、镍和钴材料，并将采用绿色能源电力进行生产，以减少二氧化碳排放。这也意味着，想要宝马满意，还需要在电池回收及零碳工厂打造方面持续发力。

然而圆柱电池作为最成熟的电池工艺路线，在制造效率、定制化生产和应用等方面的优势不言而喻。截至目前，除了三元和铁锂路线，更有多家企业正加快研发钠电大圆柱电池以及磷酸锰铁锂大圆柱电池，应该也是看到大圆柱电池在成本、安全、寿命和灵活配组等方面的优势，进行前瞻布局。相信未来会有更多玩家入局，大圆柱电池赛道将日趋拥挤。

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