18650電池

18650圓柱電池是最早應(yīng)用在電動(dòng)汽車上的動(dòng)力電池，但目前它在電動(dòng)汽車動(dòng)力電池上的應(yīng)用卻越來越少。

 

2019年上半年，18650圓柱動(dòng)力電池在新能源汽車上裝機(jī)占比為3.7%，而去年全年18650占比在6.7%，還有進(jìn)一步下降趨勢(shì)。甚至有業(yè)內(nèi)人士稱，2019年，18650電池將退出汽車領(lǐng)域。

 

為何18650電池的裝機(jī)率會(huì)下降，又是哪種電池?cái)D占了18650的市場(chǎng)份額？未來會(huì)怎樣？

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18650成為動(dòng)力電池

 

特斯拉在生產(chǎn)電動(dòng)汽車的時(shí)候，只有18650電池最為成熟。這種直徑18mm，高65mm的圓柱電池，批量生產(chǎn)的一致性高、成本低。2008年，特斯拉首款車型便與松下合作，采用18650鈷酸鋰電池作為其動(dòng)力電池。

 

18650是最早由日本SONY公司開發(fā)的圓柱形電池的一款標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，算是鋰電池的鼻祖，在3C數(shù)碼、無人機(jī)、電動(dòng)工具等領(lǐng)域應(yīng)用較多。該電池技術(shù)具有成熟度高，產(chǎn)品良率高，電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，產(chǎn)品適配性強(qiáng)，生產(chǎn)廠家多，綜合性能突出，整體成本優(yōu)勢(shì)較為明顯。

 

在特斯拉示范帶動(dòng)的作用下，國(guó)內(nèi)也有一批企業(yè)開始將18650電池應(yīng)用在電動(dòng)汽車領(lǐng)域。

 

特斯拉 model S

某外資電池企業(yè)的市場(chǎng)負(fù)責(zé)人告訴《電動(dòng)汽車觀察家》，華霆(合肥)動(dòng)力技術(shù)有限公司的創(chuàng)始人周鵬就來自于特斯拉，擅長(zhǎng)生產(chǎn)圓柱電池pack。華霆?jiǎng)恿?chuàng)立并順利用國(guó)產(chǎn)圓柱組包裝車，也帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)圓柱型電池裝機(jī)數(shù)量。

在國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車的推動(dòng)，尤其是小型電動(dòng)汽車的推動(dòng)下，18650電池在2016年迎來一波擴(kuò)產(chǎn)高潮。這一年增加了近20條18650電池自動(dòng)生產(chǎn)線。

 

2018年，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)18650動(dòng)力電池的典型企業(yè)有力神電池、深圳比克、遠(yuǎn)東福斯特、孚能科技、浙江天能、橫店東磁等，配套車型有江淮iEV、芝麻、奇瑞eQ1、云度π1等車型。

 

 奇瑞eQ1

隨著補(bǔ)貼政策對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度的要求越來越高，18650的短板也逐漸明顯起來。在電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下，動(dòng)力電池也在飛速發(fā)展，市場(chǎng)上出現(xiàn)了更多成組成本更低、能量密度更高的電池。

 

特斯拉也拋棄了18650電池。2017年1月4日，特斯拉宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的新型21700電池開始量產(chǎn)。馬斯克在社交媒體表示，18650電池的出現(xiàn)完全是一場(chǎng)歷史事故，它是早期產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在只有21700電池才能滿足電動(dòng)汽車對(duì)電池性能的要求。

 

國(guó)內(nèi)18650動(dòng)力電池的身影也在減少。2019年，國(guó)內(nèi)電池企業(yè)方面，浙江天能、東莞振華等主要配套18650的電池企業(yè)已有許久沒有出現(xiàn)在整車出廠合格證中。

 

國(guó)內(nèi)主機(jī)廠方面，江淮由力神電池配套的iEV系列已全部替換為21700電池；小鵬新版G3長(zhǎng)續(xù)駛里程版，放棄了一直使用的18650電池，改用寧德時(shí)代的方形電池。

 

可見，已有越來越多的車型和企業(yè)不再將18650電池作為動(dòng)力電池。

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21700會(huì)替代18650？

 

21700相比18650更有優(yōu)勢(shì)嗎？好像確實(shí)如此。

 

“相比18650，21700產(chǎn)品具有更高的能量密度，更低的pack成本，更自動(dòng)化的生產(chǎn)線體，更好的一致性以及更全面的產(chǎn)品追溯能力。”力神電池的相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)《電動(dòng)汽車觀察家》說，“組成相同電量的電池系統(tǒng)時(shí)，18650電池單體數(shù)量更多，相對(duì)連接以及控制更加復(fù)雜，整體的pack成本較高。”

 

下面的一組數(shù)據(jù)或許可以說明。

 

相比18650，21700電池的單體容量提升了35％。以特斯拉生產(chǎn)的21700電池為例，從18650型號(hào)切換至21700型號(hào)后，電池單體電池容量大幅提升35％。

 

成組后，電池系統(tǒng)能量密度也在提升。數(shù)據(jù)顯示，21700電池系統(tǒng)能量密度提升約20％。根據(jù)特斯拉的數(shù)據(jù)，松下18650電池系統(tǒng)能量密度大約在250Wh/kg，21700電池系統(tǒng)能量密度能夠做到300Wh/kg左右，此外，21700電池的體積能量密度比原有的18650高出近20％。

 

此外，21700系統(tǒng)的成本下降9％左右。根據(jù)特斯拉披露的數(shù)據(jù)分析，21700電池的動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)售價(jià)為170美元/Wh，而18650電池系統(tǒng)的售價(jià)為185美元/Wh。在Model 3上使用21700電池后，僅電池系統(tǒng)成本就可以下降約9％。

 

系統(tǒng)的重量下降10％左右。從尺寸可以看出，21700整體體積大于18650，隨著單體容量提升后，單體能量密度更高，所以同等能量下所需電池單體的數(shù)量可減少約1/3。減少電池?cái)?shù)量可以有效較低系統(tǒng)的管理難度，同時(shí)也將減少電池pack的金屬結(jié)構(gòu)件及電氣配件的數(shù)量，這進(jìn)一步降低了電池的重量。

根據(jù)三星SDI的數(shù)據(jù)，采用21700電池之后，系統(tǒng)重量相比18650減少10%。

三星18650和21700對(duì)比

 

21700目前只部分替代18650。《電動(dòng)汽車觀察家》統(tǒng)計(jì)出廠格證數(shù)發(fā)現(xiàn)，2019年上半年21700電池裝機(jī)量?jī)H占總裝機(jī)量的1.6%，2018年這一數(shù)據(jù)為0.1%，無論是增長(zhǎng)率還是市占率都非常小。目前國(guó)內(nèi)量產(chǎn)裝機(jī)的企業(yè)僅有力神電池及三星。可見擠占18650主要市場(chǎng)的電池并非21700。

 

上述外資電池的市場(chǎng)負(fù)責(zé)人告訴《電動(dòng)汽車觀察家》，相對(duì)于圓柱電池，國(guó)內(nèi)車企更喜歡采用方形電池。“特斯拉選擇圓柱電池是因?yàn)樗上聢A柱電池的生產(chǎn)一致性非常高，且特斯拉優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)能夠管控這幾千顆電池。國(guó)內(nèi)極少有企業(yè)可以達(dá)到松下和特斯拉的技術(shù)水平。”

 

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方形電池?cái)D占圓柱市場(chǎng)

 

方形電池才是絕對(duì)主流。

 

《電動(dòng)汽車觀察家》綜合《電池中國(guó)》及整車出廠合格證數(shù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2019年上半年方形電池占總裝機(jī)量的82.1%，2018年這一數(shù)據(jù)為74.1%；軟包電池上半年占總裝機(jī)量的9.1%，2018年的數(shù)據(jù)為13.3%；圓柱電池占比由2018年的12.6%，下降至上半年的8.9%，軟包和圓柱市場(chǎng)占有率都在下降。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以看出，圓柱電池市場(chǎng)基本是被方形擠占。相對(duì)于圓柱形電池，方形電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成組電池?cái)?shù)量少，能量密度較高，電池?zé)峁芾黼y度相對(duì)較低。但方形可依需求定制尺寸，故市場(chǎng)上型號(hào)較多，工藝很難統(tǒng)一，很難形成規(guī)模效應(yīng)，成本較高。

 

軟包電池與圓柱及方形相比，其外包裝為鋁塑材料，只會(huì)鼓漲而不會(huì)爆炸，故安全性能更好，而且重量也更輕。其形狀可以依據(jù)需求定制，可以做超薄，也可以做成圓柱形方形或三角形等。相對(duì)于方形和圓柱，軟包電池容量更大、內(nèi)阻更小、壽命更長(zhǎng)，總的來說軟包電池性能更好。但是軟包電池目前型號(hào)較少，開發(fā)成本較高。

 

方形和軟包電池在中高端乘用車領(lǐng)域市場(chǎng)前景良好。某國(guó)內(nèi)新能源乘用車企業(yè)的一位相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)《電動(dòng)汽車觀察家》表示，18650電池一般都用在A00級(jí)乘用車上，目前A00級(jí)乘用車市場(chǎng)占比下降也導(dǎo)致18650市場(chǎng)占比下滑，同時(shí)21700對(duì)18650也存在一定的替代作用。在中高端車型上，由于追求更高的能量密度和續(xù)駛里程，方形電池已經(jīng)成為主流。

 

CATL方形電池

 

軟包電池占比相對(duì)較小，是因?yàn)槠渖a(chǎn)及成組難度更大。“方形硬殼電池在一定程度上已經(jīng)和模組很像了，對(duì)于剛?cè)腴T的PACK企業(yè)來說，打包方形電池更加容易。”上述外資電池企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)《電動(dòng)汽車觀察家》說，“軟包電池相對(duì)于方形硬殼電池，由于殼體強(qiáng)度低，排列組合難度大，更適合有電池背景的企業(yè)來做?！?/span>

 

此外，在科易動(dòng)力技術(shù)有限公司總經(jīng)理田碩看來，軟包電池的缺點(diǎn)在于殼體強(qiáng)度低，對(duì)成組技術(shù)依賴性強(qiáng)；與卷繞生產(chǎn)方式相比，疊片的生產(chǎn)效率相對(duì)較低；電池本身容易漏液等都是制約軟包電池進(jìn)一步發(fā)展的重要因素。

 

LG化學(xué)的軟包電池

 

那么18650會(huì)退出汽車領(lǐng)域嗎？對(duì)此業(yè)內(nèi)人士持不同的觀點(diǎn)，但無一例外都認(rèn)為圓柱電池在不斷邊緣化。有的業(yè)內(nèi)人士對(duì)圓柱電池的未來仍抱有希望。該人士認(rèn)為，方形電池對(duì)于想進(jìn)入電池pack領(lǐng)域的主機(jī)廠來說，掌握起來相對(duì)容易，因?yàn)殡姵財(cái)?shù)量少，方形電池成組難度低。“但或許隨著主機(jī)廠對(duì)圓柱電池愈加深入的了解和掌握，圓柱電池的市場(chǎng)份額還會(huì)大幅提升，畢竟，圓柱形電池的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，在散熱方面也有著先天的優(yōu)勢(shì)?！?/span>

 

但大部分業(yè)內(nèi)人士不看好18650電池的前景。田碩認(rèn)為，方形和軟包電池的技術(shù)都在不斷成熟，生產(chǎn)效率會(huì)越來越高，18650電池成本優(yōu)勢(shì)將不再明顯，未來會(huì)越來越邊緣化，但是不排除還會(huì)有車企選擇。力神電池的相關(guān)負(fù)責(zé)人則認(rèn)為，18650電池的成本優(yōu)勢(shì)已經(jīng)不存在，未來很可能會(huì)退出車用動(dòng)力電池市場(chǎng)。（完）