細究軟包快速發(fā)展的背后原因，一是傳統(tǒng)燃油車企與當時發(fā)展初期毫無包袱的特斯拉不同，早期大多是采取兼容的車型開發(fā)平臺來做純電或混動車型的思路，以圖縮小成本、縮短開發(fā)周期，因此對于電池包對原有底盤的適配靈活性要求極高，同時也缺乏BMS軟件開發(fā)能力，成組難、管理技術復雜的圓柱電池天然不適配他們訴求，而軟包電池的厚度、形狀等可以根據(jù)客戶需求進行定制，就此脫穎而出；二是以底特律三大——通用、福特、克萊斯勒為代表的美國燃油車企最看重電動車的續(xù)航里程，電動車發(fā)展思路上早期更偏向于與主力燃油產(chǎn)品錯位的高端市場，因此從一開始就選擇了能量密度最高的軟包電池；而歐洲也類似，發(fā)展到2020年其面向市場銷量前20的車型中出現(xiàn)了高達15款選擇搭載了軟包電池。
馬斯克口嫌體直
死磕圓柱電池做“大”對抗軟包
但軟包電池同樣存在著難以忽略的劣勢，便是復雜疊片工藝帶來的低生產(chǎn)效率、高成本和低良率（LGC歐洲工廠一度低于90%），低一致性使得高能量密度的大單體電池在不同溫度下熱耗率不同、進而有在內(nèi)部形成"熱點"引發(fā)壓力和溫度的熱失控，而輕量化鋁塑膜無法阻止熱擴散，產(chǎn)生燃爆風險。
隨著軟包電池逐步成為歐美傳統(tǒng)車企宣傳中引以為豪的更終極電池技術，馬斯克抓住安全性這點在推特上多次發(fā)起“樸素的商戰(zhàn)”對軟包進行抨擊，宣稱大容量的單體軟包電芯加劇了熱失控問題。而LG化學同年發(fā)生的巨額召回賠償事件也印證了這一風險的存在，2021年3月LG化學召回了發(fā)生了15起著火事故的現(xiàn)代Kona車型7.6萬輛、LG賠償56億元人民幣，8月又召回了出現(xiàn)過10起著火事故的雪佛蘭Bolt車型14萬輛、LG賠償19億美金。受此影響，近年來軟包電池在全球份額也發(fā)生了停滯。
馬斯克在推特“商戰(zhàn)”以熱失控問題為由堅決抨擊應用大軟包單體電芯
盡管馬斯克口頭上在奮力抨擊軟包電池做大容量犧牲安全性的弊端，但身體上是誠實的、積極擁抱了提升單體電芯容量的趨勢。隨著18650圓柱電池單體2.2-3.6Ah容量在能量密度上處于落后階段，于是2017年特斯拉推出的更為平價版的model 3上裝載了松下率先研發(fā)的21700圓柱電芯，初代容量便提升到了4.8Ah、并往5.3Ah發(fā)展，并且倚仗圓柱更強的鋼殼束縛力、負極石墨摻雜了高比容量、高膨脹率的硅氧材料，相比18650電池松下21700提高了約20%能量密度，并且電池包所需電芯數(shù)量減少至4416顆，大幅減少了pack成組難度和所需附件數(shù)量、成本也隨之下降9%。
隨著model 3在2021年出貨量歷史性地突破50萬輛，而前一年推出的平價SUV車型model Y也于2021年銷量急速突破40萬輛，2021年四季度公司EBITDA margin達到20%，優(yōu)秀的財務模型帶來更高的研發(fā)投入空間，馬斯克也在持續(xù)引領特斯拉不停地推進圓柱電池技術往“更大”方向的發(fā)展，2021年同年特斯拉更進一步推出自研自產(chǎn)的4680電池技術來追趕軟包電池。4680單體容量達到30Ah，電池包所需電芯數(shù)量進一步減少至960個，同時4680努力把圓柱適配的材料體系挖掘到極致、大膽運用了9系高鎳正極和更高含量的硅氧負極，單體能量密度可達300Wh/kg、較2170進一步提升10%，成本預計能下降14%。隨著4680在全極耳成型、匯流盤焊接等工藝環(huán)節(jié)良率的提升，預計4680大圓柱將于2024年完成皮卡車型Cybertruck的裝車交付，預測電池包容量可達232kWh，目前這款皮卡最新預定量已經(jīng)突破了恐怖的200萬輛。
預計將于2024年量產(chǎn)交付的裝載4680大圓柱的Cybertruck
“寧王”攜方形電池強勢崛起
但特斯拉勢如破竹的背后，曾經(jīng)深度綁定的松下卻因產(chǎn)能規(guī)劃保守而丟失了全球獨家供應商的地位，2020年特斯拉為了保障上海超級工廠電池供應正式引入新供應商LG化學和寧德時代，由LGC開發(fā)8系高鎳三元的21700圓柱電池供應長續(xù)航版model 3（仍然對LGC拳頭產(chǎn)品軟包抱有敵意），并由寧德時代開發(fā)方形磷酸鐵鋰電池供應標準版model 3。特斯拉終于在堅持圓柱十幾年后首次擁抱了方形電芯，背后不能忽視的便是中國方形電池技術路線的強勢崛起。
鋁殼方形電池最早由三洋電機于1995年發(fā)明，由于鋁殼重量較鋼殼更輕，且形狀規(guī)整、電池包空間利用率高，逐步在手機、筆記本電腦等3C領域采用來替代圓柱，但后因智能手機對于輕薄化的極致需求又被ATL等軟包公司逐步取代。三洋被松下收購后，方形電池技術除了小規(guī)模供應豐田、大眾、福特的混動車型后便被松下束之高閣，專注綁定特斯拉圓柱路線。
裝載三星SDI 22kWh方形電池的寶馬i3車型
真正推動方形電池在對動力電池大規(guī)模應用的來自三星SDI。SDI從1999年起就在方形電池領域深耕，敏銳地洞察到動力電池領域在長期角度輕薄化與高能量要讓位于標準化和成本，而這正好與嚴謹老成、追求車規(guī)化到極致的德系車企不謀而合。于是三星SDI在2008年抓住了寶馬在全球考察動力電池方案的機遇，與寶馬核心tier 1博世合資成立電池公司SB Limotive，共同在2009年推出了搭載三星SDI方形電池的純電車型寶馬Megacity，而這正是日后寶馬主力電動車型i3的原型，寶馬集團研發(fā)主管傅樂希也明確表示過“方形電池結(jié)構緊湊而且不容易受外力損壞是選擇方形電池的主要原因”。
隨后的寶馬i8插混跑車、iX系列插混SUV、Active插混MPV均選擇了設計與軟包同樣靈活且標準化更高的三星SDI方形電芯。借著寶馬SDI自此進入了德國動力電池產(chǎn)業(yè)鏈，后又與德系的大眾、奧迪、保時捷等達成了定點車型合作。
但此時方形電池仍然在世界范圍不是主流方案，直至2015年三星SDI也僅憑著寶馬i3出貨了0.5GWh，改善單體能量而做大電芯同樣帶來了一致性的工程難題，A123和三菱LEJ等方形電池廠商甚至出現(xiàn)了大規(guī)模召回危機；而將方形電池帶上巔峰的正是以寧德時代為代表的中國電池廠，而引路人仍是寶馬。
2011年寶馬在中國的合資企業(yè)華晨寶馬正在考慮為純電SUV車型“之諾1E”和寶馬5系插混車型尋找本土動力電池供應商，在與國內(nèi)一家電池廠合作告吹后找到了彼時剛剛從ATL獨立出來的寧德時代，而寧德時代接過了這一挑戰(zhàn)性極高的任務，拿到了寶馬標注著各種需求與參數(shù)的800頁電池技術文檔，與寶馬駐廠2年多的工程師吃透了方形電池技術，最終于2013年成為了寶馬國內(nèi)電池供應商。
寧德時代有了寶馬背書后，國內(nèi)眾多國產(chǎn)“油改電”車企也看中了方形電池的易用性，并且方形硬殼成組效率天然優(yōu)于圓柱和軟包、隨著其在善于工程化的中國電芯廠手里大幅提升良率后，單體電池容量從SDI的僅60-94AH提升到國內(nèi)200-280AH，方形電池系統(tǒng)能量密度劣勢在慢慢追上。于是寧德時代手里上汽、廣汽、北汽、吉利、長安、東風等眾多國產(chǎn)車企訂單接踵而至，化身“寧王”在2017年起奪下了松下霸占多年的全球動力電池龍頭位置。
自此，走大容量電芯的方殼路線在國內(nèi)開啟了“狂飆”。
中國特色的動力電池發(fā)展路線
中國的鋰電發(fā)展充分展現(xiàn)了“彎道超車”的特色。
國內(nèi)新能源市場在早期的發(fā)展不同于國外由特斯拉原創(chuàng)性的造車新勢力引導，中國新能源汽車的崛起源自最初的公交大巴，它們的高電耗（每次行駛需要消耗200至300度電）推動了這一領域的飛速發(fā)展。早期來看，中國企業(yè)并非未嘗試過圓柱電池，看到特斯拉應用18650成功后，中國企業(yè)也迅速跟進，2012年，力神率先將18650電池用于江淮iEV2，數(shù)量雖然僅100輛，但卻展現(xiàn)當時力神的決心。2014年，康迪開始采用該系列產(chǎn)品，隨后2015年，江淮iEV5型號開始了正式的大規(guī)模應用。
江淮iEV系列采用同悅平臺，依托燃油車的車身，進行電氣化的重新布置，采用18650電池
同一期間，比克也在嘗試將18650電池用于汽車領域，2010年，比克與東風合作，為臺灣花博會提供配套。同年，與北汽福田合作，發(fā)布了北京新能源出租車。2014年，比克實現(xiàn)了2.4Ah圓柱18650電池的量產(chǎn)。這期間，隨著中國新能源汽車的崛起，2014年海外電芯廠三星SDI在西安建廠，也選擇了18650電池。次年，開始向江淮供應電池。特斯拉采用21700電池后，中國企業(yè)迅速開始引入這一型號。2017年，力神率先量產(chǎn)21700電池，用于一款純電動物流車，但不同于特斯拉完全基于自己電動化平臺，中國主機廠依然基于其油車平臺，力神在向國內(nèi)主機廠推銷21700電池的路徑上并不順利。同期，國軒高科等企業(yè)開發(fā)了32131、32135尺寸的15Ah磷酸鐵鋰圓柱電池，目前，這些32mm直徑產(chǎn)品依然運用于北汽、江淮、奇瑞等部分小型汽車。但某一個電池尺寸是否能成為行業(yè)的標桿及標準，歸根結(jié)底取決于其配套車型是否能受到消費者青睞，最后，32mm直徑的圓柱電池因終端銷售不及預期，因此并沒有形成大規(guī)模的商業(yè)應用。
早在2018年，國軒高科就開始計劃建設3GWh的32規(guī)格的大圓柱電池
歸根結(jié)底，圓柱電池的單體數(shù)量龐大，使得BMS系統(tǒng)變得復雜困難，當時的中國主機廠不敢輕易使用，再加上軟包電池則因其品控一直未能得到很好的解決，無法大規(guī)模商業(yè)化應用。方形電池因其規(guī)整的外形、高單體容量和有效的空間利用率慢慢的成為了中國主機廠青睞的主流方向。并且，值得注意的是當時補貼政策主要圍繞電池的能量密度，對電池能量密度的具體要求為：純電動乘用車動力電池系統(tǒng)的質(zhì)量能量密度不低于90Wh/kg，對高于120Wh/kg的按1.1倍給予補貼。非快充類純電動客車電池系統(tǒng)能量密度要高于85Wh/kg。專用車裝載動力電池系統(tǒng)質(zhì)量能量密度不低于90Wh/kg，當年的電池企業(yè)想通過正常的化學材料體系發(fā)展，是異常艱難的，結(jié)構的優(yōu)化更具備性價比，方形電池因為體積更容易做的更大，容易實現(xiàn)更高的能量密度， 因此隨著國家補貼對于能量密度要求的不斷提升，促使了中國動力電池公司鉆研方形電池生產(chǎn)獨特的特色，頭部電池廠均走上了電芯尺寸結(jié)構優(yōu)化的道路上，當然這也造成了當時三元與磷酸鐵鋰電池的市場格局徹底轉(zhuǎn)換，三元電池市場在2017年占比遠遠超過了磷酸鐵鋰電池。
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