在新能源汽车蓬勃发展的今天,电池技术无疑是这场绿色革命的核心驱动力。而马斯克大力推动的4680全极耳电池,以及在市场上占据主导地位的方块电池,它们之间的较量和发展态势备受瞩目。曾毓群曾说马斯克的4680全极耳电池注定会失败,这一言论犹如一颗重磅炸弹,在行业内掀起了不小的波澜。那么,这到底是怎么一回事呢?真的会如他所言吗?
咱们先来说说这4680全极耳电池被认为可能失败的原因。从技术难度层面来看,4680电池采用全极耳设计,这本该是它的一大亮点,毕竟全极耳设计能让电池内阻降低,使得充放电速度更快、输出功率更高,能很好地满足新能源汽车对快充和高续航的需求,提升车辆性能和用户体验。然而,理想很丰满,现实却很骨感。在实际生产过程中,极耳的成型、集流盘的焊接等工序却面临着重重挑战。就拿国内企业在量产初期的情况来说,21系新品早期样品良率在85%水平,而且大圆柱极耳成型工序还存在揉平与翻折的摇摆问题,这就导致生产效率和良品率都受到了极大的限制。
再从工艺匹配层面分析,4680电池的麻烦可不止中段的全极耳技术难关。它前段的正负极材料制备同样是个大挑战,其搭配的高镍正极、硅基负极以及干电极技术等,每一项工艺都复杂得让人头疼,而且还难以控制,这无疑增加了整体生产的不确定性。比如说硅基负极,虽然比容量高,但是存在体积易膨胀、导电性能较差、首次充放电损耗较大等问题,为了平衡能量密度和稳定性,还得和石墨混合使用,相比之下,方块电池多采用石墨负极,性能就相对稳定得多。
市场竞争层面的压力也不容小觑。当前的动力电池市场那可是竞争激烈得如同战场一般,除了4680电池外,还有方形电池、软包电池等多种技术路线在相互角逐。方形电芯技术在“全链降本”的压力下可是在飞速迭代,不断提升着自己的竞争力。4680电池要是不能在效率、良率、性能这些关键方面持续提升,想要在市场中占据一席之地可就太难了。而且啊,在成本控制层面,新技术在研发和量产初期,那都得大把大把地往里面砸钱,用于设备研发、工艺改进等,这就导致生产成本蹭蹭往上涨。要是没办法有效降低成本,在市场竞争中那可就只能处于劣势,被其他竞争对手甩在身后了。
还有量产进度这一方面,从国内2024年的量产、装车、签单方面来看,46系全极耳大圆柱还未见显著进展,反而是21系全极耳小圆柱抢先量产并应用了,这情况可不太乐观啊,说明4680电池的量产进度很可能没有达到预期,这对它未来的市场推广和应用可是个不小的阻碍。
不过呢,咱们也不能就这么轻易地给4680电池判了死刑,它也有着成功的可能性。就像刚才提到的,它的性能优势确实很明显,全极耳设计带来的充放电速度和输出功率的提升,对新能源汽车的发展有着重要意义。而且随着技术的不断进步和企业的研发投入,生产工艺有望得到改进和优化,到时候生产效率和良品率提高了,成本也能降下来。再加上新能源汽车市场正在快速发展,对高性能动力电池的需求那是持续增长,只要4680电池能解决现有的这些问题,凭借它的性能优势,在未来的市场上还是能拥有广阔的天地的。更何况特斯拉作为行业领先企业,拥有强大的技术研发和创新能力,它对4680电池的持续投入和推动,很可能促使产业链上下游企业一起努力,攻克那些技术难题,加速4680电池的产业化进程呢。
说完了4680圆柱电池,咱们再看看方块电池。目前在新能源车动力电池市场,方块电池可是占据着主导地位呢。它的能量密度高,能够做成大容量电池,这就很好地满足了新能源客车和中长续航里程乘用车的需求。像宁德时代、比亚迪等企业的方形电池产品,在市场上的应用那是相当广泛。而且这些企业也没闲着,一直在不断投入研发,推动方形电池技术创新。就比如说宁德时代的麒麟电池,在相同化学体系和电池包尺寸下,电量相比4680大圆柱型电池系统可提升13%,这一下子就提升了方形电池的竞争力。
方块电池还有个很大的优势就是适配性强。它形状规则,在车内布局的时候特别方便,能够根据车辆底盘空间灵活设计电池包的形状和尺寸,适配不同的车型。再加上它的生产工艺成熟,良品率高,能够保证产品质量和供应的稳定性,这让车企们用起来也特别放心。
接下来咱们对比一下4680圆柱电池和方块电池,看看4680圆柱电池相比方块电池到底有哪些缺点。首先就是散热难度大,4680圆柱电池体积更大,径向、轴向几何对称性变差,这就导致电芯内部散热难度更大,要是散热不好,可是会影响电池寿命的。而方块电池形状规则,散热结构设计相对容易,能够更好地控制温度。
在内部结构要求方面,4680圆柱电池的尺寸大,在圆柱内部对正负极要求那可真是苛刻极了,制造的时候需要更高的工艺精度和质量控制,要是稍微有点偏差,就容易出现电极错位、短路等问题,这可就直接影响电池的性能和安全性了。而方块电池在这方面相对就没那么多麻烦事。
生产工艺难度上,4680电池的全极耳制作和焊接难度可高了,就拿极耳收集、与集流盘或壳体连接的激光焊接技术来说,要求那是相当高,这就导致电池的良率比较低,生产成本也就跟着上去了。
还有能量密度提升方面,据加州大学圣地亚哥分校分析,特斯拉得州奥斯汀工厂生产的Model Y车型所装配的4680大圆柱电池的单体能量密度是244wh/kg,这可比松下2170圆柱形电池的269wh/kg以及韩国LG新能源公司生产的电池的252wh/kg都要低呢。
再看看它们各自的应用前景吧。4680圆柱电池的应用前景其实还是挺广阔的。它采用全极耳设计带来的优势,让它能满足新能源车快充需求,和CTC方案搭配起来,还能提升电池系统能量密度,增加车辆续航里程,同时还能使整车减重,优化车内空间。而且在特斯拉等企业的推动下,4680圆柱电池量产加速、成本下降,已经促使更多的车企开始关注和采用了。比如说特斯拉美国得克萨斯州超级工厂4680电池周产量已经可以装备超1000辆Cybertruck电动皮卡了,蔚来、通用、沃尔沃等车企也有应用或计划采用呢。据预测,到2027年全球大圆柱电池装机量有望达到412GWh,对应总体市场规模将超2000亿元,4680圆柱电池作为重要组成部分,肯定会在新能源车市场占据重要份额的。
方块电池这边呢,它的主导地位目前还是很稳固的,毕竟前面提到的那些优势让它在市场上站稳了脚跟。而且随着企业不断投入研发推动技术创新,它的竞争力还在不断提升,未来在新能源车领域依旧会是不可或缺的重要力量。
总之,在新能源汽车的发展道路上,4680圆柱电池和方块电池都有着各自的机遇和挑战。它们谁能在未来的市场竞争中脱颖而出,还得看技术的进一步发展、成本的控制以及市场的需求等诸多因素。或许未来它们也不是非此即彼的关系,而是会在不同的应用场景下各自发挥优势,共同推动新能源汽车行业迈向更高的台阶。