【世界热闻】动力电池平衡术风口上的大圆柱电池是最优选择？

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发布时间：2023-04-11 20:38:57 文章来源：网易汽车

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网易汽车4月11日报道新能源车加速替代燃油车已是行业共识，客观的说，目前新能源汽车仍然存在诸多短板，消费者对电池安全、里程焦虑、充电不便和保值率低等问题都有焦虑。在此背景下，众多车企纷纷将目光对准大圆柱电池。

2020年，马斯克在特斯拉电池日上发布了4680电池，并安利了一波数据，相比2170能量提升5倍，续航提升16%，也将大圆柱电池推向了风口。

(资料图片)

在制造和良品率上来后，特斯拉开始加大投入，年初宣布投资36亿美元在内华达建设100GW的4680生产线。

除了特斯拉外，近几年包括宝马、通用、戴姆勒、蔚来等10余家车企也相继宣布将应用大圆柱方案。

其中，宝马给出的规划信息相对较多，宝马将在2025年起，在“新世代”车型中使用46mm标准直径的大圆柱电池，其大圆柱电池有两种型号，高度分别为95mm和120mm。

车企的需求自然也会传递到电池厂商，目前宁德时代、比克电池，国轩高科、蜂巢能源、亿纬锂能、远景（参数丨图片）动力、松下、三星SDI、LG新能源都已明确已规划大圆柱产品，或重点布局。

在刚刚结束的中国电动汽车百人会论坛（2023）上，亿纬锂能董事长刘金成认为，大圆柱电池是CTC的最好方案，亿纬锂能的4695大圆柱电池将于今年量产交付。

比克电池副总裁樊文光认为，大圆柱电池各方面性能是最均衡的，是补齐新能源汽车短板的有力武器，比克首代大圆柱产品，将在2024年量产，能量密度达到280Wh/kg以上，同时支持4C快充。

此外，中创新航也发布了顶流圆柱电池。采用顶流结构与“极质”电解液技术，内阻较全极耳结构下降50%，能量密度可达300Wh/kg，能实现6C快充。

密集的信息背后，大圆柱终于站在了爆发前夜。

大圆柱电池或是电动车最佳选择

大圆柱兴起的原因是，电动车要彻底替代燃油车，就需要在各项关键指标上超越，或者至少与燃油车持平，特别是在规模化的经济成本和环保压力上。樊文光认为，大圆柱电池就是目前为数不多能把这个逻辑跑通的方案。

首先是大圆柱的安全优势，全极耳设计有利于电池更高的散热，电流传导面积的增大也利于阻抗的减小，因此大电流充放电的温升更小。

樊文光表示，圆柱形是最好的压力容器，锂电池的内部因为极片的膨胀和逐渐产气，是一个高压力的内部环境，能量密度越高问题更凸显。随着化学体系能量密度的逐渐提升，电芯的形态就会逐步的像圆柱形靠拢。而大圆柱电池则是在技术进步的背景下，对安全、成本、性能再平衡的产物。

针对用户关注的续航痛点，大圆柱电池可以适应目前所有的化学体系，包括能量密度最高的半固态和全固态体系。

由于大圆柱电池的全极耳技术可以带来更低的内阻，使得欧姆热和散热所需的能耗大大降低，相同装机电量下可以提供更长的续航。

针对低温续航衰减，樊文光透露，大圆柱普遍使用的三元体系，不存在LFP电池的低温问题，再加上低阻抗结构以及比克原创的低温电解液技术，可以使电池在低温下依然能提供和常温相比不打折的续航。

很多人认为大圆柱电池成本会比较高，对于樊文光则认为，主要是因为使用了高性能主材，但这些主材不只是面向大圆柱的，而是整个行业都会迟早使用的，只不过大圆柱电池先行使用了，此外大圆柱还没达到规模化效应，结构件也会相对贵一些。

"除了以上两点外，剩下的全部都是成本上的优势，比如高效率、高良品率，高一致性带来的最低的加工成本，以及规模化标准化使得在车企端，可以通过平台重用及平台升级迭代，都会带来巨大的成本节省。”

实际上，大圆柱也更适合CTC（电芯到底盘）和一体化压铸技术。对比方壳电池，大圆柱电池的布局更灵活，规模化应用后生产和回收成本也会进一步降低。

去年，宁德时代推出了CTP3.0的麒麟电池，体积利用率突破72%，配用三元电芯能量密度可达255Wh/kg，相同的化学体系、同等电池包尺寸下，麒麟电池包的电量，相比4680大圆柱型电池系统可以提升13%。

针对两者的对比，樊文光表示，大圆柱电池是一个行业的新标准新风向，不局限于某一家企业，而是很多车厂和电池厂一起划下的一个赛道，大圆柱的可替代性和后续迭代的范围要大很多，未来可能性也会更多一些。

关于大圆柱电池的市占率预期，同去年判断一致，樊文光再次表示，2025年大圆柱电池在电动车领域会占据30%的市场份额。

比克首代大圆柱明年量产

今年1月，比克电池就曾宣布其全新大圆柱电池生产基地正式落户常州，项目计划总投资130亿元，规划建设30GWh大圆柱电池产线及国际化研发中心，实现100%的绿色能源使用。

这次樊文光向我们透露了更多信息，大圆柱电池的顶尖生产效率可以达到一分钟能下线300颗，良品率也达到了90%以上与之相比，而业内总体水平为一分钟能下线120颗。

对比下，行业数据显示，方形铝壳一般仅为10-20ppm左右。

对于4680大圆柱电池的量产计划，樊文光透露比克首代大圆柱产品，将在2024年开始量产，能量密度达到280Wh/kg以上，同时支持4C快充，未来可以达300Wh/kg以上。此外，还会在3年内，推出能量密度超过330Wh/kg的准固态产品。

“为了满足经济型市场的需求，我们也会同步的推出相同平台的低成本系列，结合圆柱电池兼容性好的优势，能提供性能远超传统磷酸铁锂，但价格又相仿的产品。”

车市价格战对大圆柱影响不大

年初特斯拉大幅降价和3月初湖北车市限时补贴打响第一枪后，燃油车和新能源车目前都处在价格战阶段，这一轮车市的价格战会传递给电池企业吗？

樊文光认为，大圆柱电池仍处在市场发育的早期，无论是车厂还是电池厂都还没有进入完全量产阶段，目前没有达到充分竞争的状态，而大圆柱通常伴随高镍路线，相比磷酸铁锂定位更高端。技术驱动才是产品的立足之本，优质的产品和产能，本身的内涵就是供不应求，企业可以通过品质管控和供应链上的长线管理，来应对短期市场的波动，只要不去盲目的扩张低端产能，就不会卷入价格战的漩涡。

“在市场竞争中我们始终把视线放远，战线拉长，价格战不会长期影响产业发展。无论是产业链还是消费者，最终都会回归到理性。” 樊文光如是说。

电池界的精益制造

大圆柱电池虽然优势很多，但目前仍面临制造端的挑战，

由于大圆柱电池采用全极耳设计，其切割、焊接等工艺环节工艺复杂度较高，对设备精度要求更高。

比如焊接环节，传统圆柱电池只需要进行两个极耳的点焊，而大圆柱电池存在多个极耳，焊点数大幅增加，并且还需要使用连续的激光焊接。

这不最近也有传言，特斯拉向供应商求助改进设备工艺。

樊文光表示，焊接工艺，听起来好像是一个很传统的工艺，但无论是激光焊接还是超声焊接，都是最近5年才被广泛的使用，稳定性高的激光焊接和超声焊接设备供应商目前还很少。

“比如，一条线300ppm，就意味着焊接工序一分钟至少要重复300次，一天按20个小时来算，这种长年累月的高频使用，对设备和耗材的稳定性都有更高的要求。”

不可否认，随着越来越多的车企和电池企业入局大圆柱电池，这条赛道一定会涌现出更多的商业机会，但也恰恰需要上下游协同，才能进一步降本增效，为大圆柱电池吹来更多春风。

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