成本居高不下，46系列大圓柱電池降本難在哪？
極具成本優勢，曾是特斯拉推出4680大圓柱電池的一個核心驅動力。
2020年9月，特斯拉首次對外發布4680電池時曾指出，未來，基于材料、電芯設計、工藝優化、制造效率及pack設計的綜合創新，大圓柱電池有望帶來56%的成本下降。
干法電極技術的應用、圓柱電池高效的生產效率、標準化尺寸帶來的大規模量產等帶來的成本下降潛力，以及全極耳技術賦予的全方位性能提升，讓46系列大圓柱電池一經推出，就廣受全球關注，成為頂流。
然而，時隔四年，大圓柱依然被困在量產線上：不僅沒有達到預期的降本目標，甚至要比現階段主流的方形電池制造技術更難，成本更高。
今年5月，特斯拉對4680電池部門撂下狠話：如果年底還不能完成降本目標，特斯拉可能會放棄4680項目。
需要指出的是，此時的降本目標并非是2020年提出的降本56%，而是要比向松下、LG 新能源等供應商采購的同類電池便宜。顯然，特斯拉在降本目標上也已經有所妥協。
01
從“行業頂流”到“空中樓閣”
自2020年特斯拉發布4680電池，尤其是無極耳(全極耳)、干法電極等創新技術的出現，大圓柱電池逐漸成為各電池企業競相研發的技術路線，并在2021年~2023年成為業內公認的“頂級風口”，2021年-2023年幾乎每年都被定義為大圓柱電池量產元年。
然而，46系列大圓柱電池采用創新結構設計，增加了全極耳成型、揉平、全極耳與集流盤或殼體激光焊接、開口化成、激光焊蓋板等工序。新設計結構帶來了工藝、制造和一致性的巨大挑戰，截至目前，大圓柱電池產線良率一直是橫亙在眾多企業面前需要跨過的一道坎。
例如，46系圓柱電池采用無極耳設計，圍繞電池的切割和激光焊接等工藝環節變化較大，工藝的復雜性較高，對于設備的精度和效率都提出了更高的要求。
在制造層面，大圓柱電池還有不確定性，比如，極耳處理方式上是采用全極耳、模切極耳還是斜切極耳。處理工藝上包括揉平、壓平的工藝，集流盤和極柱、集流盤與殼體/底蓋的焊接也是比較棘手的問題。
實際上，作為將46系列大圓柱電池帶到行業中的特斯拉，過去幾年也一直在關鍵技術研發和工程優化上屢屢打磨。據媒體報道，截至今年6月，接近四年時間，特斯拉位于美國得克薩斯州奧斯汀的超級工廠，也僅生產出5000萬顆4680大圓柱電池。這其中，有約4000萬顆4680電芯是過去一年生產的，特斯拉在關鍵技術研發、工藝優化、產線良率提升上也耗費了較長時間。
值得注意的是，現階段受限于工藝、良率和性能提升的難度較大，放眼全球電池企業，各企業產量仍然相對有限，大圓柱電池并未展現出成本和性能的競爭優勢。
不僅如此，從21700到46系列圓柱，飆升的材料成本也讓46系列圓柱電池降本之路更加艱難。
以大圓柱電池所用的鋼殼、底蓋材料為例，目前鍍鎳鋼材料在導電性、內阻、焊接性方面相對有優勢，耐腐蝕性方面相對也能滿足要求，但這種材料基本上都是以從國外進口為主，“相較于傳統的21700圓柱電芯，4680圓柱電芯所采用的鍍鎳鋼鋼殼成本提高了8~10倍。”廣州東時創展能源科技有限公司總經理徐濤向電池中國表示。
起初，大圓柱電池以極致效率、極致安全、極限制造被視作降本利器，受到特斯拉、寶馬、通用、保時捷、蔚來等一眾車企青睞。但時至今日，受限于工藝、制造、良率等提升的瓶頸難以突破，以及材料成本上升，在國內市場，多數車企對圓柱電池已不再那么興致高昂。
02
如何破局?
“從2020年大圓柱推出到現在已經四個年頭，各企業均投入了大量的研發經費和人力，但目前46系列電池(制造)工藝上仍然有瓶頸，可量產的46圓柱電芯成本仍然比較高?！毙鞚J為，這主要是一開始業內就將46系列圓柱電池僅聚焦在整車應用的層面，以裝車為導向，“而整車對電池品質要求非常高，且開發驗證周期也比較長，這就使得前期大圓柱產量規模較小，很多問題暴露比較慢，工藝和良率的破解需要較長周期?！?/p>
缺乏大規模的量產制造，無法讓大圓柱電池所有問題在短時間內完全暴露，而諸多工藝問題在中小規模產線中不斷出現，電池企業、車企不得不反反復復地驗證和解決。
徐濤認為，要實現大圓柱電池技術、工藝的成熟，以及良率的快速提升，需要全產業有足夠規模和體量的大圓柱電池量產，盡快把所有潛在的問題暴露出來，進而在產業鏈協同下，能以較快的時間突破相關技術、工藝和制造難題，真正實現大圓柱快速降本及性能提升。
相較于整車對大圓柱高品質的要求和產線巨資投入，徐濤認為，“大圓柱的開發不必都以裝車為目標，長時儲能等裝車以外的場景也有非常大的空間，通過與裝車品質要求不同的領域發揮大圓柱電池高安全、高容量、靈活成組、循環等優勢，率先實現46系列圓柱電池規?；慨a，在這一過程中將大圓柱問題完全暴露出來，并逐漸找出解決方案，并反饋到整車品質端，相信對大圓柱電池技術成熟和成本優化會有很好的幫助。”
據電池中國了解，目前包括億緯鋰能、鵬輝能源、海辰儲能、中比新能源、航天鋰電、力華電源等電池企業已經探索或推出適用于儲能市場的磷酸鐵鋰大圓柱電池。
近日，有媒體報道稱，特斯拉已經攻克干法電極工藝，有望在年底前量產裝車完全采用干法電極的4680電池。干法電極帶來的設備和生產物料的投入減少，有望推動46系列大圓柱電池成本下降。
在材料降本方面，徐濤表示，目前大圓柱電池鋼殼材料主要以進口為主，成本幾乎沒有優化空間，未來隨著相關材料逐步國產化，成本有望下降30%-40%左右。據悉，自1999年開始，東時創展就已經通過與日本新日鐵鋼廠(日本制鐵株式會社)共同合作開發，生產、加工、配送“電池鋼殼專用材料”。在圓柱電池鋼殼材料領域，該公司與國內多家頭部電池企業深度合作多年，一直引領電池鋼殼材料行業發展。目前，該公司正在加快構建并不斷完善圓柱電池高端材料研發和成本優化方案。
可以預見，未來，隨著更多領域開始規?；慨a，電池產業鏈企業合力不斷突破相關工藝和良率痛點，大圓柱電池規模化量產裝車也將很快到來。
華泰證券研報預計，到2027年全球大圓柱電池裝機量有望達429GWh，對應市場規模達2144.8億元，2023年-2027年復合年均增長率可達110.7%。而隨著大圓柱電池在儲能、其它動力市場的放量，具備極致性能、極致安全、極致生產效率的大圓柱電池，才能真正以極致成本贏得更多市場份額。
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