新能源汽车产业正步入革新阶段,依托能源结构转型与严格的碳排放标准,行业正经历新一轮的变革。在11月21日举办的高工锂电年会上,比克电池的许严博士深入探讨了全球电池行业的变革趋势及其对中国电池企业的应对策略。
许严博士指出,技术创新驱动下的产业发展与市场需求呈现“从有到好”的转变。终端应用企业,尤其是汽车制造商,对电池提出了极为严苛的要求——高安全性、高能量密度、快速充电性能及低成本,这些需求构成了持续增长的动力。
在此背景下,圆柱电池凭借其高标准化程度、高安全性以及在能量密度和倍率性能方面的优势,有望占据更大的市场份额。特别地,大圆柱电池(包括3系、4系、6系等)将成为圆柱电池市场增长的关键驱动力。据高工产研锂电研究所(GGII)的数据,2022年中国圆柱电池出货量达到32GWh,同比增长0.7%,预计至2030年将增至789GWh,复合年增长率高达49%。
锂电池的创新主要分为两方面:一是材料体系的革新,二是结构工艺的改进。许严博士预测,大圆柱电池在材料体系与结构工艺上的双重突破,将为引领新能源汽车电池的未来变革奠定坚实的基础。
大圆柱电池采用耐压壳体,尤其是高强度钢材的应用,使其能兼容先进的材料体系,从而实现更高的安全上限。这使得大圆柱电池能够支持从磷酸铁锂到高镍三元锂、从液态电解质到半固态电解质乃至全固态电解质的化学材料体系,同时也能够容纳更多活性材料,全面提升电池性能。
在结构创新方面,重点在于外壳材料、全极耳设计及封装形式的优化。比克电池正在研发第三代大圆柱结构设计,旨在挑战更高效的、低成本的结构设计。此外,大圆柱电池的生产效率也是其竞争力的关键因素。当前4680大圆柱电池的生产效率在50~150ppm,相比小圆柱电池,其单线产能提高了3~10倍,降低了人工费用、固定资产成本,生产成本约为小圆柱电池的50-70%。随着技术进步,预期生产效率可达300ppm,与方形电池相当,且由于设备投资较小,大圆柱电池在大规模生产后可能具有更低的制造成本。
自2021年国内首次发布4680全极耳大圆柱电池以来,比克电池持续投入研发,计划于2024年开始量产,目标能量密度超过280Wh/kg,支持4C快充。该产品将沿着轻量化和化学体系优化的方向迭代,预计在三年内推出能量密度超过330Wh/kg的准固态产品。
先进电池技术是中国双碳战略和电动化战略的关键支撑,对推动产业长期发展至关重要。材料和结构的创新将为大圆柱电池在新能源产业的进一步发展提供强大动力。