近日，亿纬锂能宣布，从2023年9月开始，46系列大圆柱电池将进入批量生产阶段并开始交付。此消息一出，大圆柱电池立刻成为了市场的关注焦点。
随着新能源行业对电池能量密度和成本要求的逐步提高，圆柱型锂离子电池呈现出尺寸越做越大的趋势，特斯拉于2020年率先提出研发制造4680型（直径46mm、高度80mm）大圆柱电池，成为行业向大圆柱电池发展的一个风向标。
近年来，圆柱型锂离子电池从初期的18系列逐步发展到21、26、32系列，40系列也于近两年在市场中出现。全球电池制造商纷纷开始布局大圆柱电池，以满足储能和动力系统领域的需求。
大圆柱电池受市场青睐
与18和21、26等系列尺寸的小圆柱电池相比，大圆柱电池不仅尺寸加大，更重要的是，在内部结构上也存在一定差异，例如，18、21和26系列通常采用的是常规单极耳设计，而大圆柱电池则采用多极耳或全极耳技术。
另外，大圆柱电池相比小圆柱电池在性能方面优势明显。优势一，圆柱电池对BMS技术要求较高，大圆柱电池因电芯数量的减少可降低BMS控制难度；优势二：电芯数量的减少可以减少结构件用量，支架板和集流片的孔径变大相应减轻重量，可以提高成组效率，弥补小圆柱电池成组效率低的不足； 优势三，由于大圆柱电池采用高强度钢壳设计，其对极组膨胀的影响小，形变小，这使得电池具有出色的抗冲击性能，增加了其在各种环境下使用的可靠性； 优势四，多极耳或全极耳设计使得电子运动距离大幅缩短，降低电池欧姆内阻，提升电池倍率性能；优势五：大圆柱电池因为单体大，有利于行业降本，从21700电池升级到46800电池可以降低14%的单位生产成本。
与此同时，大圆柱电池的技术研发和生产制造壁垒也较高。体积变大对径向、轴向几何对称性制造难度加大，对正负极要求相对苛刻，全极耳的揉平、焊接、注液等技术难度大，导致生产制造的难度加大；其次因为单体体积较大，电芯内部散热的难度更高。
业内人士认为2023年或将成为大圆柱电池扩产元年。2023年初，特斯拉宣布在美国内华达州生产基地附近建设两家新厂，其中的新电池工厂将生产最新的4680电池。
据中国化学与物理电源行业协会储能应用分会不完全统计，国内主流电池企业中如宁德时代、亿纬锂能、鹏辉能源、朗泰通科技、国轩高科、海辰储能、比克、保力新等企业纷纷在大圆柱电池领域布局。宁德时代在2022年年度业绩说明会上表示，公司已研发成功4680等大圆柱电池，2021年亿纬锂能推出40系列大圆柱电池应用于户储领域，鹏辉能源40系列大圆柱电池于2022年开始量产，朗泰通科技的32系列大圆柱电池于2016年开始量产，产品性能得到了储能、小动力各细分市场客户的认可。国内4680大圆柱电池的量产也指日可待。
据初步数据统计，2022年大圆柱电池在国内的出货量接近1.6亿支。而2023年上半年，该数字已达约1.1亿支。这些电池被普遍应用于铅酸电池替代、便携式储能设备、户用储能系统、低速电动车动力系统以及通信基站备电等关键市场领域。
储能应用的未来之星
在接下来的5-10年内，随着上述市场锂电池的渗透率逐步提高，大圆柱电池产能的释放，其出货量和市场占比将呈现快速增长的局面。
以户用储能为例，2022年户用储能新增装机量约7.1GW，同比增长约155%。2022年全球户用储能主要集中在德国、美国、日本、意大利和澳大利亚等高电价的国家。
上述5国户用储能新增装机5.45GW，合计约占全球户用储能新增装机的77%。全球户用储能渗透率有望加速提升，预计到2025年户用储能渗透率有望达28%。
其中美国和欧洲的增长最为可观，美国户用储能渗透率有望从2022年21%提升至2025年36%，欧洲户用储能渗透率有望从2022年18%提升至2025年56%，2025年全球户用储能装机有望达50GW。
在动力电池领域，据中金公司预测，2025年大圆柱电池市场渗透率将达到16%，全球大圆柱电池市场需求将达到144.2GWh-235GWh。华泰证券预测，2027年全球大圆柱电池装机量有望达到429.0GWh，对应总体市场规模将达到2144.8 亿元，2023-2027年CAGR为110.7%。
随着市场需求的日益增长，众多电池制造商纷纷开始增加大圆柱电池的产能，以满足各行业对高效、高可靠电池的迫切需求。不止于汽车制造领域，32、40系列大圆柱电池已经在户用储能、便携式户外电源、电动二轮车、智能家居和机器人等多个领域得到广泛应用。
大圆柱电池未来的发展趋势指向4680型电池。亿纬锂能近期在接受调研时表示，全球主流车厂都对大圆柱电池高度关注，46系列大圆柱电池会是未来动力电池主流之一的共识已基本形成，但是真正大规模的应用还需要时间。事实上，众多非动力电池制造商，包括比克和朗泰通科技，都在积极研发4680型电池，以满足特定的应用领域需求。
随着技术的不断进步，大圆柱电池的循环寿命正在向5000次甚至更高推进，这意味着电池可以经受更多次的充放电循环，从而提供更长时间的服务。尽管方型电池同样具有应用潜力，但在50Ah以下的容量范围内，其在制造效率和成本方面并不占优，此时，大圆柱电池（不仅限于4680型，也包括32及以上规格）显示出其独特的竞争优势。
总之，大圆柱电池凭借其出色的性能稳定性、抗冲击性、制造工艺和成本优势，在储能领域展现出巨大的应用潜力和优势。随着技术的不断进步和市场需求的增长，大圆柱电池将在未来的储能领域中发挥更加重要的作用。业内人士认为，“目前大圆柱电池产业链正处在‘黎明前’的攻坚阶段，2023年全球大圆柱电池市场需求预计约为23GWH，2026年有望突破250GWH。”
