近日,圓柱電芯市場領域迎來了又一家汽車制造商——寶馬集團,而這也是目前首個加入該行列的豪華汽車品牌。
按照寶馬集團的規劃,全新的電芯將率新應用在“新世代”車型中,且將從2025年起正式啟動使用圓柱電芯。在寶馬方面看來,從方殼電芯走向圓柱電芯是寶馬電動汽車發展的必然趨勢。尤其作為第六代鋰離子電芯,性能強勁、創新且以可持續方式生產的圓柱電芯是影響寶馬電動出行發展的關鍵因素。
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(資料圖)
對于圓柱電芯,近年來汽車行業在該方面的發展愈加深入。特別從2020年特斯拉首次公布4680大圓柱電池開始,它在能量密度、成本、安全等多個層面的所提升引起行業的廣泛關注。自此,大圓柱電池的熱度只增不減。
同樣作為大圓柱電池,特斯拉的4680似乎在電動汽車市場中占得先機,且帶動了松下、三星、億緯鋰能等一大批電池廠商和跨國車企加入這一行業。在大圓柱電芯的發展上,寶馬是其中的一員,且從其當前發布的“圓柱電芯”來看,其各項性能及發展均已超過4680電池。
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具體來看,汽車行業中所謂的4680圓柱電池是一種電芯直徑為46mm,高度為80mm的圓柱形電池。究其本質,4680電池是一種高鎳三元鋰電池,它最大的創新在于電芯的結構改變,它能在短期內提升電池能量密度且降低電池單位成本,但不涉及到材料體系的改變。
相比之下,寶馬的圓柱電芯則有很大不同,它是實現了全新的電芯形式和化學體系。
一方面,雖然圓柱電池的直徑均為46mm,但寶馬在電池高度上選擇了95mm和120mm兩種規格,分別適用于轎車和SUV等不同細分車型。根據車型的不同,電池將被高效地集成在車身結構中,實現電池與車身的完美集成,將空間布局得到優化。但特斯拉目前卻僅有80mm這一個規格。
另一方面,寶馬的圓柱電芯正極所含的鎳含量更高,鈷含量有所減少,負極所含硅含量有所增加。得益于此,寶馬圓柱電芯的體積能量密度將提升超過20%。與此同時,寶馬圓柱電池的充電技術可同時支持400V、800V的電壓平臺,高達500安培的電流可以大幅提升充電功率,最終共同降低寶馬圓柱電池的充電時間超過30%。且在續航里程方面,其也將提升多達30%。
在圓柱電池的應用上,寶馬不僅單純實現了在續航里程、電池成本、安全性等方面的提升。從根本上,這一次的寶馬圓柱電芯的創新更加深入,從電芯形式到化學材料進行了大范圍的改變,以更多樣的方式實現了圓柱電池在不同車型產品中的應用。
在相關專家看來,寶馬圓柱電芯最大的突破在于性能方面的提升,但仍有一項不可忽視,寶馬首次提供使用磷酸鐵鋰作為陰極材料的選擇,從而進一步避免在陰極材料中使用原材料鈷和鎳。
當前電池原材料短缺較為嚴重,任何一種稀有材料的應用都有可能影響未來電芯的生產。基于此,寶馬的圓柱電芯在最大程度上降低了材料短缺的風險,同時也大幅降低了原材料成本。
另一方面,當前鈷鎳等稀有金屬的開采使用本身極具破壞性,基于寶馬在可持續發展方面的相關戰略,不斷降低稀有金屬使用量也是從電池層面減少碳排放,保持生態穩定發展的重要舉措。
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對于圓柱電池,如果說是特斯拉開了這一細分領域,那寶馬等汽車制造商的加入才算是真正打開了這一市場。畢竟從4680電池供應的角度來說,目前特斯拉中試線上生產的4680電池還不足以滿足每周 1000 輛的生產需求,且松下等電池供應商的相關合作仍處于試生產之中。
基于此,特斯拉的4680電池雖然起了一個大早,但卻相對的趕了一個晚集。而剛剛宣布要啟用圓柱電芯的寶馬,目前已經向寧德時代、億緯鋰能兩家中國電池供應商提供了價值超過百億歐元的電芯生產需求合同,未來寧德時代和億緯鋰能也將分別在中國與歐洲各自建立兩座動力電池工廠,每座工廠年產能會達到20GWh。
在圓柱電池的發展應用上,寶馬集團不僅有基于全新架構的純電車型與之完美匹配,同時也在電池生產供應商進行提前準備。相比特斯拉在時間上的領先,寶馬的全面布局或在市場中更具競爭力。
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事實上,作為一家豪華汽車品牌,寶馬不僅對于圓柱電池進行了詳細規劃,其在新能源汽車領域的各個方面都始終保持著技術創新,全面發展的態度。
為了發展氫燃料電池車,寶馬選擇了與豐田聯手開發,并在今年年底之前啟動試驗性生產;為了在資源短缺的當下保持鋰的穩定供應,寶馬等眾多知名汽車制造商相繼投資了鋰技術初創企業;為了在實現全產業鏈碳中和的道路上進一步突破,寶馬與河鋼集團合作打造綠色低碳汽車用鋼供應鏈,率先宣布使用綠色汽車用鋼……
在寶馬向電動出行轉型的過程中,圓柱電池只是其發展過程中的一項技術突破。對于新汽車時代的汽車品牌而言,實現某項創新或許很容易,但像寶馬一樣能夠針對該技術進行全面布局且保持不斷前行的企業卻很少,或許,這也是寶馬作為一家大型車企卻能快速轉向新能源的重要因素之一。