新能源汽车的核心是电池。
100年来电池技术的进步不断推动着电动车的发展。
2024年2月,亿纬锂能大圆柱电池装配的江淮瑞风RF8正式上市,吹响了大圆柱电池加快量产的号角。
特斯拉计划在2024年2季度新建4条4680大圆柱电池产线,2025年开始所有特斯拉车型将全线标配大圆柱电池。
从最初特斯拉概念走到台前,到近年来国内企业默默发力,大圆柱电池的研发量产一直是一条不可忽视的赛道,将深刻影响动力电池乃至新能源汽车产业的发展轨迹。
大圆柱电池量产的技术痛点是什么
圆柱电池是方形电池之后,又一项电池技术的历史突破。
根据封装方式不同,动力电池可分为圆柱、方形和软包3种类型,目前方形电池是动力电池的主流产品。不过,大圆柱电池是3种电池中安全性最高的,具有非常大的发展潜力。
2020年9月,特斯拉正式推出4680大圆柱电池,由于圆柱电池表面为弧形,应力均匀,散热性能好,可以有效抑制热量传递,具有明显的安全优势。
另外,圆柱电池的容量比方形电池提升了5倍,能量密度得到显著提升,快充速度也提高了1倍。
行业在研发大圆柱电池时,还希望做到技术上的升级,比如采用无极耳、干法技焊接术等,甚至进一步减少了电池结构件,生产成本也有明显的下降。
相比传统电池制造,4680系大圆柱电池采用无极耳设计,电池切割和激光焊接等工艺环节变化较大,对上亿个电芯几十亿次的焊接,都要保证生产一致性和可靠性,因此对于设备的精度和效率都提出了更高的要求。
为加快布局大圆柱电池,国内电池产业链不断革新突破,工艺研发和设备创新都打破了国际垄断,产业化进程加速推进。
预计,我国大圆柱电池在2024年将迎来规模化量产,新能源汽车行业有望率先实现大批量应用。
那么,大圆柱电池的市场规模有多大
圆柱电池未来需求端的增长主要以汽车和储能为主。
由于宁德时代、比亚迪等方形电池厂商在国内的统治性地位,2022年方形电池在国内的份额达到了93.2%,相对其他两种封装形式的电池拥有绝对的优势,圆柱和软包的占比仅为4.5%、2.3%。
但是,大圆柱电池这一技术路径在性能、成本等方面都具有较为明显的优势,目前各大电池企业都已完成产线布局,宝马、通用、江淮、蔚来等海内外车企均宣布将使用大圆柱电池,批量装车进程正在提速。
预计2022-2027年,全球大圆柱电池出货量将有35倍的增长空间。
2022年,全球大圆柱电池装机量为11.5GWh,预计到2027年全球大圆柱电池装机量有望达到412GWh。从产值来看,若以2027年大圆柱电池均价为 0.5元/Wh来计算,则对应总体市场规模将达超2000亿元。
2024年,大圆柱电池加速批量出货将进一步带动电池产业链加快革新。
那么,圆柱电池产业链需要关注哪些公司
圆柱电池产业链包括正极、负极、隔膜、电解液以及电池生产制造等环节。
相较于方形电池产业链,圆形电池化学材料方面的变化较小,主要升级改变在结构件和工艺设备等方面。
精密结构件不仅影响电池的密封性、能量密度,更与电池安全性息息相关,催生了新增市场需求。
随着圆形电池产业化放量大潮将近,结构件相关公司扩产意愿逐渐明朗,其中预镀镍、高镍正极、硅基负极等方向已形成清晰的产品路线,国内参与的主要公司有东方电热、科达利、金杨股份、天奈科技等。
东方电热,预镀镍国产替代先行者。
不同于方形电池的铝壳,大圆柱电池需要镀镍钢壳作为封装材料,镀镍能够优化电池壳体性能,防止电池正极材料对钢壳氧化。
东方热点是国内极少数拥有完整生产工艺的预镀镍钢壳厂商,打破日韩企业垄断。公司产品与新日铁等海外企业产品在力学性能、防腐蚀等方面基本没有差别,价格便宜3000元/吨,具有较高的性价比。
客户方面,东方电热已与金杨股份、东山精密签订预镀镍供应合同,并通过了科达利、亿纬锂能等客户测试。
成长性方面,2023年第3季度,公司实现净利润3.93亿,同比增长337.7%,环比增长214.4%,盈利能力大幅提升。
同时,公司新能源汽车电加热业务市占率在20%左右,比亚迪是公司第一大客户,随着公司镀镍产品验证完成和2万吨产能释放,有望成为预镀镍电池钢壳材料国产替代的先行者,经营业绩也将加快释放。
科达利,公司4680电池结构件目前处于批量生产阶段,且主要采用预镀镍钢壳工艺,公司大圆柱电池结构件主要供给欧美大客户。
金杨股份,公司已与多家客户合作进行4680圆柱封装壳体和安全阀产品的配套开发并完成样品交付,助力比克电池实现4680电池发布。
天奈科技,碳纳米管导电浆料行业龙头,产能及出货量均为全国第一。公司已掌握新型碳纳米管的制备技术,成为全球极少数能够规模化生产单壁管产品的企业。
接下来,我们再看看国内圆柱电池制造龙头厂商:亿纬锂能。
亿纬锂能是国内率先掌握三元大圆柱电池技术的厂商,拥有完备的大圆柱电池核心知识产权布局,已掌握高比能材料体系技术、全极耳连接技术。
目前,亿纬锂能大圆柱电池产能已经被下游分配完毕,未来5年的客户意向性需求合计约480GWh,获得了宝马等主机厂的定点供应资格,逐渐取代爱尔集、松下等国际厂商。
总之,2024年将是大圆柱电池的量产元年,国内企业虽然布局较晚,但技术水平不断突破,随着成本降低,中国企业有望完全取代日韩企业。