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自特斯拉在2020年首次推出4680電池以來，大圓柱電池技術受到了全球車企和電池廠商的高度關注，曾經大家預測2022、2023甚至是2024年是大圓柱電池的爆發(fā)年，實際情況是在動力端的放量進度并未如預期般順利。
為什么大圓柱電池在汽車領域開始變得不重要，反而是在二輪車、儲能和12V電池的領域慢慢滲透？
Part 1、動力大圓柱電池產業(yè)化：技術挑戰(zhàn)與卡點
首先我們看到，在全球范圍內軟包和圓柱子電池的份額是在不斷被壓縮的，在CTP和CTC的迭代技術下，方殼整體的使用量在逐步上升，這種趨勢在2024年是持續(xù)的。
預計到 2030 年，全球主要的6家電池企業(yè)面向電動汽車及儲能系統(tǒng)（EV/ESS）的生產能力將達到 3.9 太瓦時，這 6 家制造商除了現有的軟包和方殼電池生產線外，均有計劃建設 46 毫米直徑的圓柱形電池新生產線：
●?LGES 在 2023 - 2030 年的產能分別為 244 GWh、490 GWh、592 GWh、663 GWh；
●?SDI 分別為 58 GWh、94 GWh、262 GWh、406 GWh；
●?SK ON 分別為 85 GWh、172 GWh、367 GWh、448 GWh；
●?Panasonic 分別為 80 GWh、128 GWh、348 GWh、408 GWh（含 PPES）；
●?CATL 分別為 516 GWh、726 GWh、996 GWh、1,241 GWh；
●?BYD 分別為 216 GWh、493 GWh、677 GWh、702 GWh。
看綠色部分，每個企業(yè)的比例不同，但是整體的策略還是在圓柱路線上是增加的。
●?當然大圓柱電池在動力端的產業(yè)化進程卻明顯滯后，背后的原因主要可以歸結為以下幾點：
◎?動力大圓柱電池則通常采用高鎳正極材料與摻硅負極材料體系，提高電池的能量密度，以滿足汽車對續(xù)航和充電效率的需求。高鎳正極和硅負極材料的使用雖然提升了電池的能量密度，但也帶來了產氣和熱安全等一系列問題。
在動力大圓柱電池中，硅負極的導電性較差，需要通過添加導電劑（如碳納米管）來改善，硅負極的膨脹特性對電池的壽命和性能造成了額外壓力，這在電動汽車對快充需求日益增大的背景下，壓力很大。
◎?動力大圓柱電池的快速充電需求進一步加劇了電池技術的復雜性。為了支持高倍率充電，大圓柱電池通常采用全極耳結構，可以顯著提升充電效率，但在高倍率充電條件下，電池容量衰減速度更快，進而影響電池的壽命，要解決這一問題，需要進一步優(yōu)化極耳結構的設計，確保電池能夠在高倍率充電條件下維持較長的使用壽命。
◎?動力大圓柱電池的外殼材料選擇同樣對其性能產生重要影響，動力電池則更多使用鋼殼，面對電池膨脹時能夠更好地防止形變，并且抗沖擊性更強，鋼殼的焊接工藝相較于鋁殼更加復雜，尤其是在高鎳正極材料的應用下，鋼殼需要進行鍍鎳處理，以防止正極活性材料對鋼殼的氧化，增加了生產成本和技術難度。
當然由于整個技術路線的發(fā)展，需要有紅軍和藍軍，所以大圓柱的高能量密度落地比固態(tài)更科學一些。所以雖然整體的性價比一般，但主要的電池企業(yè)都在投入和迭代相關技術。
特斯拉的4680電池雖然提出了干法電極工藝的新方案，以減少生產成本并提高能量密度，在逐步推進中。
2024年，特斯拉公布的4680電池仍未實現全面量產，動力大圓柱電池的生產技術仍面臨許多挑戰(zhàn)。動力大圓柱電池在產業(yè)化過程中存在諸多挑戰(zhàn)，但市場上對其未來的放量依然充滿期待。
目前還在繼續(xù)堅持的，只有特斯拉、寶馬兩家，為推動大圓柱電池的量產提供了基本的支持。特斯拉計劃將4680電池廣泛應用于Model Y、Semi半掛卡車、Cybertruck等多款車型中，隨著特斯拉的堅持，4680電池產能將超過70GWh。
Part 2、其他領域的標準化電池
除了傳統(tǒng)的動力和儲能市場外，航空、電動工具、小型動力設備等新興市場對大圓柱電池的需求也在快速增長。
全極耳技術的成熟使得小圓柱電池在電動工具和無人機等領域得到了廣泛應用，推動了大圓柱電池在高倍率領域的滲透。
隨著電動航空技術的發(fā)展，大圓柱電池也逐步進入到飛行汽車（eVTOL）和無人機等高技術應用領域。
2024年，大圓柱電池在儲能領域市場表現是不錯的，便攜式儲能和戶用儲能領域對大圓柱電池的需求大幅提升。傳統(tǒng)的便攜式和戶用儲能多采用18650和21700等小圓柱電池，市場正在加速向3系、4系的大圓柱電池轉移。
大圓柱電池在儲能領域的優(yōu)勢尤為明顯，能夠保持圓柱電池的高安全性和穩(wěn)定性，還通過提供更高的成組效率和更低的成本，推動了儲能市場的技術進步。
大圓柱電池在兩輪車領域的應用也展現出了強勁的增長勢頭，2024年兩輪車領域大圓柱電池出貨量同比增長150%，達到了2.5GWh。
小結
動力大圓柱電池的產業(yè)化面臨諸多挑戰(zhàn)，但由于有望成為標準化電池，大圓柱電池這條路是比較遠的。產業(yè)鏈各方需要繼續(xù)攻克材料、工藝等難題，同時把握新興市場崛起帶來的機遇，推動大圓柱電池技術向更加成熟的方向發(fā)展。
