近日,宝马对外宣布,旗下第六代动力电池将首次使用大圆柱电芯。据悉,宝马大圆柱电池共有两种规格分别为4695和46120,能量密度提升20%、续航提升30%。同时新电池将采用全新的800V高压平台,充电速度提升30%,可实现快充10分钟续航增加300公里。
与此同时,特斯拉的情况却不太妙。根据相关媒体报道,特斯拉已经检测到部分 Cybertruck 电池组存在“电池凹陷”,目前特斯拉方面正召回这些卡车,并运到德克萨斯州超级工厂更换电池组。
值得注意的是,Cybertruck 是唯一一款采用特斯拉自产 4680 电池单元制造的特斯拉汽车。
事实上,特斯拉在生产 4680大圆柱电池的过程可以说是一波三折。
早在2021年,特斯拉率先研发出第一代4680并实现量产,不过当时遇到了干法正极工艺存在辊压时辊子损坏问题。会造火箭的马斯克显然在造电池上犯了难,三年过去,马斯克在电池技术上的难题依然没有解决。
2024年,据外媒报道,由于能量密度和充电性能不尽人意,且成本更高,特斯拉曾考虑停止在德克萨斯州Giga 工厂生产4680大圆柱电池。
之后2022年4月特斯拉向外界展示了第二代焊接版4680量产线,在第一代4680的基础上进行了改良。尽管在能量密度上较第一代大大提升了,但是依然并没有攻克干法正极技术。马斯克也因此裁掉了电池部门30%的相关员工,4680的负责人Drew Baglino也官宣离职。
可见,大圆柱电池的研发并非外界想的那么容易,那为何马斯克还要入局这个领域呢?
大圆柱电池时代来临
“性能表现远超市面上任何产品,追求最优解,而非单一性能”。
这是宝马高管回应媒体为何要研发大圆柱电池的主要原因,按照电芯的封装形式划分,锂电池可以分为方形、圆柱和软包三种形态,在能量密度、封装材料、工艺要求等方面都有着不同的表现,各有优劣。
但是据业内人士称,由于制作工艺、原材料的不同,大圆柱电池在能量密度、成本、安全、标准化等维度上相较于其他电池,有着明显的优势。
大圆柱电池采用钢壳设计,具有更高的机械强度和抗挤压能力,安全性更高;经过优化过的电池结构和材料,能够实现更高的能量密度;大圆柱电池的结构设计使其在快充性能上表现出色。
更重要的是,在相同条件下,大圆柱电池的成本更低。由于大圆柱电池单体容量大,减少了电芯数量,从而简化了电池包结构,降低了焊接、电芯连接等工艺的复杂性,减少了生产成本。例如,4680电池相较于21700电池,单kWh成本降低了14%
这也难怪特斯拉在多年前就宣布自研4680大圆柱电池,不过想要达到量产的标准,需要攻克一系列的难题,而这也困扰了特斯拉电池部门多年。
据业内人士称,大圆柱的技术难点主要在工艺上。相较于小圆柱电池,大圆柱电池体积的增大对生产设备提出考验。为确保生产效率和良品率不降低,需对生产设施进行改进。
那为何宝马这次能研制出把硅谷钢铁侠都难住的大圆柱电池呢?
首先是找帮手,大家都知道中国的三电技术要远远领先于欧美国家,如果要在短期内研制出行业先进水平的大圆柱电池较为困难,强如特斯拉尚且耗费多年,其他企业更不必说了。
不过,宝马聪明的点就在于,懂得找外援。据悉,在本次宝马大圆柱电池的研发过程中,宁德时代、亿纬锂能等中国电池企业起了很大的作用,由宁德时代和亿纬锂能负责电芯的生产,而宝马则负责电池包的整体设计和集成,共同推进大圆柱电池的大规模量产。
另外,宝马还吸取了特斯拉的生产经验教训,摒弃了特斯拉的“干法”电极工艺(一环节导致特斯拉失效率一度高达70%-80%,而传统工艺只有2%。),而是选择更成熟的湿法工艺,涂布速度冲到 80 米/分钟,量产良率直接拉到 98%。
最后的最后,不得不说宝马懂得未雨绸缪,早在2017年宝马在中国建立了强大的研发和生产体系,累计投资超过140亿元人民币,用于动力电池生产与研发设施。2023年,宝马集团进一步加大对沈阳生产基地的投资,其中包括第六代动力电池项目的100亿元人民币投资,该项目计划于2026年在沈阳投产。
以上种种举措都保证了宝马大圆柱电池的顺利量产。
竞争激烈
尽管大圆柱电池是一个较新的赛道,但是近些年来也有不少的企业早早在该领域布局了,希望能够凭借大圆柱电池获得下半场的竞争优势。
宁德时代作为行业龙头,自然不甘落后。宁德时代董事长曾毓群表示,特斯拉CEO埃隆·马斯克不知道如何制造电池,马斯克对4680圆柱形电池的押注“注定失败,永远不会成功”。
截至2023年,宁德时代已经成功研发了4680和4695两种型号的大圆柱电池,这些电池在循环寿命和能量密度上具有明显优势。宁德时代还规划了8条共12GWh的大圆柱电池产线。目前宁德时代与宝马达成了合作协议,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圆柱电池。
亿纬锂能是国内大圆柱电池领域的领先企业,其46系大圆柱电池已实现量产装车,并在2023年完成多项技术突破。截至2025年2月中旬,亿纬锂能的大圆柱电池已实现量产装车“31300+”台,单车最长行驶里程达到18.5万公里以上。亿纬锂能产能主要集中在湖北荆门,首个20GWh工厂已建成,预计2025年产能规划将超过100GWh。
比克电池是国内最早布局大圆柱电池的企业之一,于2021年率先发布4680电池。其大圆柱电池采用全极耳技术,能量密度和快充性能显著提升。比克电池计划2024年底完成2.5GWh大圆柱电池的量产,并在2026年达产15GWh。
多家企业布局大圆柱电池的背后,是一片新蓝海。
根据起点研究院(SPIR)统计,2024年大圆柱电池增长迅速,2024年1-9月40系列圆柱电池出货0.55亿只,同比增长90%,其他包括26系列、46系列、60系列、66系圆柱电池出货3.92亿只,同比增长70.4%。
近些年来,动力电池行业产能过剩趋势越来越明显,仅凭过去价格战的方式,企业已经很难站稳脚跟了,抢滩新电池技术俨然成为动力电池企业的必然选择。