极具成本优势，曾是特斯拉推出4680大圆柱电池的一个核心驱动力。
2020年9月，特斯拉首次对外发布4680电池时曾指出，未来，基于材料、电芯设计、工艺优化、制造效率及pack设计的综合创新，大圆柱电池有望带来56%的成本下降。
干法电极技术的应用、圆柱电池高效的生产效率、标准化尺寸带来的大规模量产等带来的成本下降潜力，以及全极耳技术赋予的全方位性能提升，让46系列大圆柱电池一经推出，就广受全球关注，成为顶流。
然而，时隔四年，大圆柱依然被困在量产线上：不仅没有达到预期的降本目标，甚至要比现阶段主流的方形电池制造技术更难，成本更高。
今年5月，特斯拉对4680电池部门撂下狠话：如果年底还不能完成降本目标，特斯拉可能会放弃4680项目。
需要指出的是，此时的降本目标并非是2020年提出的降本56%，而是要比向松下、LG 新能源等供应商采购的同类电池便宜。显然，特斯拉在降本目标上也已经有所妥协。
01
从“行业顶流”到“空中楼阁”
自2020年特斯拉发布4680电池，尤其是无极耳(全极耳)、干法电极等创新技术的出现，大圆柱电池逐渐成为各电池企业竞相研发的技术路线，并在2021年~2023年成为业内公认的“顶级风口”，2021年-2023年几乎每年都被定义为大圆柱电池量产元年。
然而，46系列大圆柱电池采用创新结构设计，增加了全极耳成型、揉平、全极耳与集流盘或壳体激光焊接、开口化成、激光焊盖板等工序。新设计结构带来了工艺、制造和一致性的巨大挑战，截至目前，大圆柱电池产线良率一直是横亘在众多企业面前需要跨过的一道坎。
例如，46系圆柱电池采用无极耳设计，围绕电池的切割和激光焊接等工艺环节变化较大，工艺的复杂性较高，对于设备的精度和效率都提出了更高的要求。
在制造层面，大圆柱电池还有不确定性，比如，极耳处理方式上是采用全极耳、模切极耳还是斜切极耳。处理工艺上包括揉平、压平的工艺，集流盘和极柱、集流盘与壳体/底盖的焊接也是比较棘手的问题。
实际上，作为将46系列大圆柱电池带到行业中的特斯拉，过去几年也一直在关键技术研发和工程优化上屡屡打磨。据媒体报道，截至今年6月，接近四年时间，特斯拉位于美国得克萨斯州奥斯汀的超级工厂，也仅生产出5000万颗4680大圆柱电池。这其中，有约4000万颗4680电芯是过去一年生产的，特斯拉在关键技术研发、工艺优化、产线良率提升上也耗费了较长时间。
值得注意的是，现阶段受限于工艺、良率和性能提升的难度较大，放眼全球电池企业，各企业产量仍然相对有限，大圆柱电池并未展现出成本和性能的竞争优势。
不仅如此，从21700到46系列圆柱，飙升的材料成本也让46系列圆柱电池降本之路更加艰难。
以大圆柱电池所用的钢壳、底盖材料为例，目前镀镍钢材料在导电性、内阻、焊接性方面相对有优势，耐腐蚀性方面相对也能满足要求，但这种材料基本上都是以从国外进口为主，“相较于传统的21700圆柱电芯，4680圆柱电芯所采用的镀镍钢钢壳成本提高了8~10倍。”广州东时创展能源科技有限公司总经理徐涛向电池中国表示。
起初，大圆柱电池以极致效率、极致安全、极限制造被视作降本利器，受到特斯拉、宝马、通用、保时捷、蔚来等一众车企青睐。但时至今日，受限于工艺、制造、良率等提升的瓶颈难以突破，以及材料成本上升，在国内市场，多数车企对圆柱电池已不再那么兴致高昂。
02
如何破局?
“从2020年大圆柱推出到现在已经四个年头，各企业均投入了大量的研发经费和人力，但目前46系列电池(制造)工艺上仍然有瓶颈，可量产的46圆柱电芯成本仍然比较高。”徐涛认为，这主要是一开始业内就将46系列圆柱电池仅聚焦在整车应用的层面，以装车为导向，“而整车对电池品质要求非常高，且开发验证周期也比较长，这就使得前期大圆柱产量规模较小，很多问题暴露比较慢，工艺和良率的破解需要较长周期。”
缺乏大规模的量产制造，无法让大圆柱电池所有问题在短时间内完全暴露，而诸多工艺问题在中小规模产线中不断出现，电池企业、车企不得不反反复复地验证和解决。
徐涛认为，要实现大圆柱电池技术、工艺的成熟，以及良率的快速提升，需要全产业有足够规模和体量的大圆柱电池量产，尽快把所有潜在的问题暴露出来，进而在产业链协同下，能以较快的时间突破相关技术、工艺和制造难题，真正实现大圆柱快速降本及性能提升。
相较于整车对大圆柱高品质的要求和产线巨资投入，徐涛认为，“大圆柱的开发不必都以装车为目标，长时储能等装车以外的场景也有非常大的空间，通过与装车品质要求不同的领域发挥大圆柱电池高安全、高容量、灵活成组、循环等优势，率先实现46系列圆柱电池规模化量产，在这一过程中将大圆柱问题完全暴露出来，并逐渐找出解决方案，并反馈到整车品质端，相信对大圆柱电池技术成熟和成本优化会有很好的帮助。”
据电池中国了解，目前包括亿纬锂能、鹏辉能源、海辰储能、中比新能源、航天锂电、力华电源等电池企业已经探索或推出适用于储能市场的磷酸铁锂大圆柱电池。
近日，有媒体报道称，特斯拉已经攻克干法电极工艺，有望在年底前量产装车完全采用干法电极的4680电池。干法电极带来的设备和生产物料的投入减少，有望推动46系列大圆柱电池成本下降。
在材料降本方面，徐涛表示，目前大圆柱电池钢壳材料主要以进口为主，成本几乎没有优化空间，未来随着相关材料逐步国产化，成本有望下降30%-40%左右。据悉，自1999年开始，东时创展就已经通过与日本新日铁钢厂(日本制铁株式会社)共同合作开发，生产、加工、配送“电池钢壳专用材料”。在圆柱电池钢壳材料领域，该公司与国内多家头部电池企业深度合作多年，一直引领电池钢壳材料行业发展。目前，该公司正在加快构建并不断完善圆柱电池高端材料研发和成本优化方案。
可以预见，未来，随着更多领域开始规模化量产，电池产业链企业合力不断突破相关工艺和良率痛点，大圆柱电池规模化量产装车也将很快到来。
华泰证券研报预计，到2027年全球大圆柱电池装机量有望达429GWh，对应市场规模达2144.8亿元，2023年-2027年复合年均增长率可达110.7%。而随着大圆柱电池在储能、其它动力市场的放量，具备极致性能、极致安全、极致生产效率的大圆柱电池，才能真正以极致成本赢得更多市场份额。
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