宝马紧随特斯拉 大圆柱电池“上位”在即

4680圆柱电池日渐走红，让越来越多的车企“为之心动”。

近日，宝马集团官宣，将从2025年起率先在集团新一代电动汽车——“新世代”车型上配装4680圆柱电芯，并已与宁德时代和亿纬锂能签订了价值超过百亿欧元（目前1欧元约合人民币7.03元）的电芯供货合同。紧接着，亿纬锂能又宣布，公司旗下46系大圆柱电池在国内获得大运汽车定点合作订单。

事实上，自特斯拉在其2020年电池日首次公布将采用4680圆柱电池后，从日韩的松下、三星到国内的亿纬锂能、比克动力等电池厂商都纷纷涌入这一新赛道。“2023年或将成为4680圆柱电池商业化应用元年，预计2025年将有50％的特斯拉新车配装4680圆柱电池，其在全球动力电池封装市场中的占比也将显著提升。”华东汽车新材料技术研究院研究员林澍文在接受《中国汽车报》记者采访时表示。

车企热捧4680圆柱电池

很多人可能还记得，2020年9月23日，在特斯拉电池日活动上，特斯拉首席执行官马斯克展示了由无极耳、硅负极、无钴技术加持的4680圆柱电池，并称通过电芯设计、电芯工厂、正负极材料以及整车电池一体化等方面技术的集成，4680电池整体成本可降低56％，电池生产的速度可翻倍。由此，引发行业广泛关注。

正在推进电动化转型的宝马也盯上了4680圆柱电池。宝马方面表示，与第五代方形电芯相比，第六代圆柱电芯能量密度可提升超过20％、续驶里程提升30％、充电速度提升30％、电池生产过程中的二氧化碳排放量减少60％。根据已经签订的协议，宝马还计划与亿纬锂能在中国和欧洲分别建立两座电芯工厂，每座工厂的年产能达20GWh。此外，奔驰、Lucid、Rivian、蔚来、小鹏、一汽、江淮等车企也在积极筹划布局4680圆柱电池。

值得注意的是，蔚来汽车也有意采用4680圆柱电池，该公司目前正在自研4680圆柱电池和磷酸锰铁锂电池，并计划量产后供给蔚来旗下车型及子品牌阿尔卑斯使用。

“总体来看，4680圆柱电池与比亚迪的刀片电池，实质都是在电芯结构方面的创新，与电池化学体系寻求进一步突破相比，结构创新更容易实现，在一定程度上也可以提升电池安全性、降低单位成本。”北京大学新能源材料与技术实验室主任其鲁对《中国汽车报》记者表示，特斯拉已经在美国得克萨斯州超级工厂开始试产少量配装4680圆柱电池的Model Y投放市场，以观察和收集用户反馈。

兼具性能与成本优势

那么，4680圆柱电池到底有何魅力，引多家车企竞折腰？

“客观而言，近年来圆柱电池市场的发展，经历了从1865（也被称为18650）到2170，再到4680的3个阶段，基本上是特斯拉引领潮流。”林澍文表示，在命名规则上，圆柱电池数字的前两位表示直径，后两位或三位数字表示长度，例如4680电池即表示直径46毫米、长度80毫米的电池，直径比此前特斯拉使用的2170圆柱电池大1倍，这也是大家称其为“大圆柱电池”的原因。容量方面，4680圆柱电池是2170圆柱电池的5倍，理论上能量密度可以提升10％～20％，与目前主流的方形三元锂电池持平。相比之下，圆柱电池的安全性更高，这是因为圆柱电池周边隔热能力更强，也更方便采用顶部水冷和侧面水冷相结合的方式降温。

“在防止热失控等方面，4680圆柱电池也有优势。”其鲁介绍，根据特斯拉公开的数据，每辆车如果使用4680圆柱电池约需960个电芯，而之前1865圆柱电池需要7200多个电芯，2170圆柱电池需要4400多个电芯。由于电芯数量大幅减少，热管理系统可以变得更精简、优化。另外，目前的4680圆柱电池基本上都是三元锂电池，但特斯拉及其他电池厂商也在积极研发磷酸铁锂圆柱电池，预计在安全性、稳定性、寿命方面都会有所提升。

“目前来看，4680圆柱电池在快充、换电模式和回收再利用环节都具备突出优势。”樊文光表示，4680圆柱电池快充12分钟可以行驶500公里。至于换电领域，目前行业存在电池标准不统一、通用性较差、基础设施建设成本过高等问题。而圆柱电池单体较小、形状规则，非常适合换电模式。同时，4680圆柱电池本身具有统一的尺寸，对于回收、运输及梯次利用都更为有利。

4680圆柱电池的成本优势，也是其受到车企追捧的关键。华泰证券分析师凌岳斌在接受《中国汽车报》记者采访时表示，4680圆柱电池的制造成本比2170圆柱电池成本要低17％左右，由于减少了溶剂，省去了昂贵的涂覆机，生产速度最高可提升7倍。在整车优化上，4680圆柱电池有利于车身电池一体化（CTC）底盘的开发，不仅有利于降低制造成本，而且后期维护成本也更低。

多家电池厂商加快布局

“4680圆柱电池是未来5～10年内中高端电动汽车配置的最优解。”比克动力电池副总裁樊文光在接受《中国汽车报》记者采访时说，目前国内多家动力电池厂商都在跃跃欲试，抢跑4680圆柱电池新赛道。到2025年，4680圆柱电芯市占率将超过30％，达到约480GWh，超过2021年全球动力电池总需求量。目前，比克动力正积极推进4680圆柱电池的量产。

“力神电池、蜂巢能源、松下、三星、LG能源等国内外动力电池企业都在积极跟进4680圆柱电池，有的电池厂商将此作为押注未来几年的主流电池封装技术之一。”林澍文表示，宁德时代、亿纬锂能、比克动力、LG能源均已表示，将在今年年底或明年投产4680电池。

在国内，宁德时代高端制造基地的选址已“花落”上海浦东临港产业园，这里也是其主要客户特斯拉上海超级工厂的所在地。在特斯拉对4680圆柱电池需求大幅上升之际，宁德时代的这一布局很容易令人产生联想。而亿纬锂能已经新规划产能200GWh，其中荆门圆柱电池20GWh在建产能项目预计今年年底建设完成，2023年下半年可实现出货。

除了动力厂商，从特斯拉到蔚来汽车等整车企业也在自研4680圆柱电池。“新能源车企对4680圆柱电池的布局已大致形成3个梯队。”樊文光说，第一梯队处在量产前夜，以特斯拉为代表，预计将于2023年正式装车投放市场；第二梯队处在实质立项研发阶段，预计将于2025年前后量产装车；第三梯队处在收集信息、市场调研以及可行性评估阶段。目前，除了特斯拉，大部分电动车企处在第二和第三梯队。很多大型车企已经计划将来在中高端车型上采用4680圆柱电池，经济型车型则配装方形或刀片磷酸铁锂电池。

方形、圆形、软包，谁主沉浮

“目前，动力电池封装市场基本上形成了方形、软包和圆柱‘三分天下’的格局，但随着4680圆柱电池出现较快增长，市场格局也将发生变化。”凌岳斌说。数据显示，2021年国内国内动力电池封装市场，方形电池依然是主力，市场占比约80.8％；软包电池市场占比约9.5％；圆柱电池市场占比约9.7％。展望未来，究竟哪种动力电池能脱颖而出，成为市场主流？

“三种电池自身各有长处和短板，现阶段很难说谁将替代谁。”其鲁介绍，目前方形电池在国内的应用率较高，大多采用铝壳为主，结构相对简单，但由于缺乏标准，外形尺寸基本由车企定制，几乎每家车企甚至每个车型所用的电池包尺寸都不一致，为统一规范发展带来难题；软包电池采用了比铝外壳重量更轻的铝塑膜包装，总体重量相对较轻，适用于混动及增程式车型，但由于铝塑膜易损需加装更多保护层，生产成本偏高，且也存在形状尺寸标准不一的问题；圆柱电池技术相对成熟，外形标准化程度较高，但由于使用钢壳，因此重量较重。不过，随着4680圆柱电池以及其他创新技术的出现，未来圆柱电池的市场份额将有较快增长。

在行业内看来，市场分化是必然趋势。“随着材料、技术、工艺等方面的不断进步，三种电池的竞争格局将逐渐发生变化。”林澍文指出，市场变化决定企业的选择，例如，近日LG新能源就宣布放弃方形电池，理由是担忧其商业前景，因此转而集中精力开发圆柱电池和软包电池新技术。这表明动力电池企业也在结合自身情况与市场发展作出新的选择。在圆柱电池领域，出现了超高镍多元正极、硅碳硅氧负极、单壁碳管导电剂等新技术。这些新技术有利于使圆柱电池克服自身短板、降低制造成本、延长使用寿命，从而获得更多主机厂的订单，市占率也有望提升。

“尽管目前业内对于圆柱、方形、软包三种电池谁将成为未来主流意见并不统一，但从发展的角度看，具备标准规范、成本较低、安全性较高、回收利用前景较好的大圆柱电池，未来将拥有更广阔的发展空间。”凌岳斌最后总结道，无论是从动力电池技术发展的角度还是从未来发展趋势来看，在“三分天下”的动力电池竞争格局中，没有最好，只有更好。