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近两年,圆柱电池技术变革与多元市场的兴起同时发生,两大驱动力让圆柱电池市场热度高升。
这一点首先表现在小圆柱电池(18系、21系、26系),小圆柱有着广泛的应用市场、最长的发展历史,多元市场反馈至最成熟的电池工艺,小圆柱产品快速迭代。
2024年上半年,新能安、比克电池、亿纬锂能、睿恩新能源等在消费领域有所积淀的电池企业,密集发布小圆柱电池新品,瞄准无人机、eVTOL、人形机器人、电动工具、高端电摩等消费市场。
小圆柱电池的好势头也开始向大圆柱电池蔓延,两轮车、储能市场开始采用大圆柱电池(3系、4系、6系),鹏辉能源、亿纬锂能、比克电池等企业的大圆柱产品在这两大领域加速出货。GGII数据指出 ,2024年大圆柱电池在便携式储能领域出货增速同比增长超100%,在两轮车领域出货同比增长有望超150%。
再从2024年末到2025年至今,动力大圆柱电池蓄势待发。特斯拉2024年自供装机量达8GWh,其双干法4680开始量产并搭载自身车型。宝马也在2月宣布新世代车型搭载大圆柱电池。
同步进行的,还有小圆柱、大圆柱密集的投扩产活动。亿纬锂能、睿恩新能源、海四达、冠宇集团、云山动力、蔚蓝锂芯披露新增圆柱电池产能。
圆柱电池大有再度崛起之势。
圆柱电池紧凑的结构和高效的电芯设计,带来更高能量密度、优异的散热性能、更可靠的安全性、更低的组装成本。这些结构优势让圆柱电池可以更好地去协同一些相对激进的材料技术,如高镍、硅基负极等。
若看圆柱技术前沿商业化落地情况,小圆柱作为圆柱技术的孵化器,全极耳技术帮助最新一代小圆柱在高倍率应用市场迅速打开局面。
与此同时,新一轮科技浪潮下,eVTOL、AIDC(其中的BBU)、人形机器人多元市场兴起,目前都以小圆柱电池为首选,将圆柱电池市场盘面扩大。在电动车、储能电池价格战打得火热之时,小圆柱反而成为电池企业的高利润板块。
小圆柱结构在电池发展历史中最为深远。1991年首款商用锂电池采用结构便是18650。
久时发展历程积累的,一方面是其制造工艺,小圆柱电池在生产过程中具有更高的良率和更低的成本。日韩的圆柱电池自动装配线在20世纪90年代末到21世纪初就已经达到了180-200PPM的生产效率。目前国内小圆柱,难度较高的全极耳版本也可达到300ppm水平。
另一方面是广泛的应用市场。以消费领域为基本面的多元应用,伴随每一次科技浪潮的进步价值量提升,小圆柱电池在消费领域积累的基本面通过多元的细分市场,推动其产品迭代。
从2024年至今电池企业发布的最新产品,电池企业在以小圆柱为平台掀起新一轮技术较量。通过全极耳工艺、材料体系革新,实现了性能的跨越式突破,同时为大圆柱技术演进提供了底层支撑。
从2024年至今电池企业发布的最新产品,电池企业在以小圆柱为平台掀起新一轮技术较量。
以亿纬锂能、新能安、比克电池、力神电池、睿恩新能源为例,其最新发布的18/21系全极耳圆柱电池,通过结构创新与材料升级,将小圆柱的性能边界推向新高度。
技术共性上,全极耳结构成为本轮升级的核心。
传统单极耳设计因电流路径长导致内阻过高,而全极耳通过集流体与壳体直接连接,将电流传输距离缩短,内阻降幅普遍达70%以上。
亿纬锂能推出的全极耳21700电芯,内阻从传统单极耳的10-12mΩ降至2-4mΩ,循环寿命实现600-1000次水平,并通过《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》认证。
新能安则针对电动工具领域推出高倍率Jumbo-Power21700、18650电池,以JP30(18650)为例,其容量提升至3.0Ah,最快可在10分钟内充至80%电量。同时,在9A充电/30A放电工况下循环次数突破600次,比传统圆柱电池寿命延长了300%。JP30还支持超级快充及高温充电,最高可支持60℃充电。
此外,材料体系迭代同步加速。
力神电池的21系全极耳电芯,可实现8A/30A循环实现1000次循环后容量保持率85%。
比克电池PRO-M高安全电池中就采用复合型导电剂、高导电性新型箔材、温度适应性电解液、高电压复合正极材料等。
制造工艺的进步则体现为智能化与高速化。
例如,先导智能推出的350PPM全极耳21系圆柱电池整线,通过AI质检与数字孪生技术,将生产节拍提升至行业顶速,单线年产能达2.5GWh。
比克电池郑州二工厂则通过数据底座整合生产数据,实现AI驱动的实时工艺优化,良率从初期90%爬坡至97%。
当全极耳设计突破内阻瓶颈、产线效率与良率难题,小圆柱不再仅是“成熟技术”的代名词,而成为高倍率、高能量密度应用的试验场。技术升级已转化为实际需求。包括亿纬锂能、比克电池、新能安、力神电池在电摩,尤其是海外以电摩为主要出行工具的市场加速出货。
这一过程中,工艺进步与材料创新形成正向循环,推动圆柱路线从消费电子基本盘向eVTOL、人形机器人等尖端领域突围。
但要谈圆柱电池真正的崛起,在最大的电动车装机市场,尽管有特斯拉、宝马为代表的车企持续释放装车大圆柱电池的利好信息,但从实际数据看,2024年国内圆柱电池装机量同比有微弱下滑。高工产研(GGII)数据显示,圆柱动力电池装机量约10.9GWh,同比下降1%。
全面崛起还面临两个悬而未决的问题,一是在小圆柱已孵化成熟的技术能否顺利迁移至大圆柱;二是无论大圆柱还是小圆柱目前的喜人的增速能否延续,换言之,随着固态电池、锂金属电池技术的成熟,新兴市场原有的圆柱电池份额会否萎缩,圆柱技术迭代能否真正打开这一市场还有待观察。
本文内容来源于高工锂电等公开信息,“新能源技术与装备”整理,责任编辑:胡静,审核人:李峥
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