如果说现在还有那个行业产能不足,那大概只能找那种“结构性产能不足”的情况了。
电池生产目前似乎就处于这种状况:
下游新能源汽车和储能需求爆发,头部厂商生产线持续满负荷运转。以314Ah为代表的大容量电芯正快速替代旧型号,导致老旧产线被迫退出,形成结构性缺口。
这个电芯行业的“结构性”产能不足,不仅仅体现在车端,就连储能市场,也在追求大电芯。
大电芯有那些好处呢?
大容量电芯的好处是系统性和根本性的,尤其在追求高效率和低成本的场景下。
1.能量密度更高
体积能量密度提升:在相同体积下,一个大容量电芯能储存更多的能量,这意味着电池包可以做得更紧凑,或者在不增加体积的情况下提供更长的续航(对电动车)或更大的储能容量。
质量能量密度提升:随着技术进步,大容量电芯往往伴随着材料体系的优化,其重量能量密度也可能更高,有助于减轻系统总重。
2.系统结构简化,成本降低
零件数量减少:要达到相同的总容量,所需的大容量电芯数量更少。这直接导致电池包内部的电芯连接件(如导电排、线束)、固定结构件和采集线(BMS电压/温度采样线)数量大幅减少。例如宁德时代称其587Ah电芯使系统零部件减少了40%。
生产效率与一致性提升:组装更少的电芯意味着更少的焊接点和装配工序,这不仅提高了生产效率和良率,也降低了因连接点过多带来的故障风险,提升了整个电池系统的一致性和可靠性。
3.更优的系统寿命与维护
循环寿命更长:大容量电芯在相同倍率下充放电,其实际承受的电流应力相对更小,有助于延长循环寿命。
维护更方便:更少的组件意味着潜在的故障点也更少,系统的维护复杂度和成本随之下降。
缺点也非常明显:
1.安全风险与热管理挑战
热失控能量巨大:这是最核心的挑战。单个电芯储存的能量越大,一旦发生热失控,其释放的能量就越多,可能引发的连锁反应也更剧烈,对电池包的隔热、散热和泄压设计提出了极其严苛的要求。
散热难度增加:电芯内部产生的热量与体积(尺寸的三次方)相关,而散热面积与表面积(尺寸的二次方)相关。电芯做得越大,其内部的散热路径就越长,热量更容易在中心积聚,导致温度不均,影响性能和寿命,甚至引发热失控。
2.技术门槛与制造成本高
制造工艺极难:要保证大尺寸电芯内部电极涂布、辊压的一致性远比小电芯困难。任何微小的瑕疵在放大后都会导致严重的性能衰减或安全风险,对生产工艺和设备精度的要求是指数级上升。
初期成本高昂:高昂的研发投入和复杂的制造工艺使得大容量电芯的初期制造成本较高。
3.快充性能可能受限
根据 充电倍率(C-rate) = 充电电流 / 电池容量 的公式,要给一个超大容量的电芯实现高倍率(如1C)快充,所需的绝对电流值会非常巨大,这对充电系统和电池本身都是巨大的负担。因此,大容量电芯在实现超快充方面可能面临物理上的瓶颈。
4.灵活性降低与重量问题
设计灵活性差:大容量电芯通常尺寸也更大,这在设计形状各异的电池包(尤其是空间有限的乘用车)时,布局的灵活性不如小尺寸电芯(如圆柱电池)。
单体重量大:单个电芯重量的增加会给搬运和安装带来不便。
总结:大电芯带来的好处,比坏处要多不少。
安全风险和热管理问题,可以依靠结构的创新,加强热管理来解决;
制造技术的提高,对于大厂来说,意味着更能发挥自身规模化、一致性好的优势;
快充性能方面,目前瓶颈在于电池寿命,以及充电桩端的功率;
尺寸方面,目前主流仍然是CTB,所以这似乎并不是问题。
我特意看了一眼某专门做电芯内部零件的厂商,股价一直不断创新高中。
某电池生产设备龙头,最近股价慢慢也恢复了。
车圈财报新能源汽车
