從左到右：比克電池副總裁李丹、首席科學(xué)家林建以及電芯研發(fā)負(fù)責(zé)人樊文光

3月19日，中國國際電池技術(shù)展覽會（CIBF 2021）在深圳開幕。比克電池召開媒體溝通會，分享了大圓柱技術(shù)領(lǐng)域的最新進(jìn)展及未來計劃。

比克電池首席科學(xué)家林建表示，比克正與客戶合作進(jìn)行下一代圓柱電池——全極耳大圓柱電池的應(yīng)用開發(fā)，4680電芯樣品預(yù)計年內(nèi)實現(xiàn)批量下線。

就整個行業(yè)來說，比克方面認(rèn)為，大圓柱電池的行業(yè)批量生產(chǎn)預(yù)計將于2023年開始，最早會用在動力電池市場。

比克電池副總裁李丹透露，4系列（直徑46mm電芯產(chǎn)品）目前主要是定制，也就是聯(lián)合開發(fā)為主，明年年底做成量產(chǎn)型的標(biāo)品，今年下半年就可以對非定制化的客戶送樣。

大圓柱：與方形競爭下的產(chǎn)物

在46mm這個尺寸之前，直徑18mm和21mm是圓柱電池中最流行的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，在3C產(chǎn)品、小動力以及車用動力電池領(lǐng)域都有廣泛使用。

此次，比克正式發(fā)布46mm的電池，大有打造成標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的意圖。

比克4680大圓柱

比克是簡單的跟隨特斯拉嗎？

比克方面表示，其大圓柱的方案很早就開啟，全極耳的方案也在特斯拉電池日之前就在和客戶推廣。

比克電池電芯研發(fā)負(fù)責(zé)人樊文光在回顧大圓柱的研發(fā)歷程時稱，早在2010年前后，比克就認(rèn)識到圓柱的趨勢肯定是單節(jié)尺寸越做越大，因為有很多顯而易見的好處。“例如，單體能量增加，從而減少整包的電芯數(shù)量，進(jìn)而拉低成本，再加上將全極耳技術(shù)搭載起來，功率、安全性會優(yōu)于小圓柱，等等。”

但是全極耳的方案是在2019年產(chǎn)生的。

比克電池首席科學(xué)家林建表示，因為意識到圓柱要跟方形競爭，不走全極耳路線是不可能的，方形續(xù)航長、壽命長，阻抗低，就是因為它是全極耳，所以圓柱想跟方形競爭，也得全極耳。

在林建看來，圓柱電池從功率密度、快充快放能力，都是可以跟方形相匹配的。從安全性來說，熱失控時圓柱電池定向釋放能量的能力是方形所不能比的。“與大方形相比，在能量密度、功率密度都差不多的情況下，圓柱的安全性是最大的優(yōu)勢。”林建說。

“在2019年下半年到2020年上半年，特斯拉電池出來之前，我們一直跟海外高端客戶推廣這一技術(shù)。我們以前做過（直徑）26，32mm的，高度也是從70到140mm，我們都有嘗試。當(dāng)特斯拉公布了這個東西之后，客戶對我們的認(rèn)識又都深了一層。特斯拉把我們引向一個更可能流行的尺寸，就是46這個直徑。特斯拉的加入，給這個技術(shù)做了很好的背書。”樊文光補(bǔ)充道。

成組效率、安全、功率密度大幅提升

在談到大圓柱優(yōu)勢的具體表現(xiàn)時，林建表示，首先，因為圓柱尺寸從小做到大，單體數(shù)目少了，所以實際空間利用率變大了。

其次，對BMS各方面的管控要求會少很多，成本也會下降。比如說原來18650是3Ah的，4680現(xiàn)在是25Ah，這就是8倍的差距，就意味著原來一個電池包可能需要8000顆的18650，現(xiàn)在只需要1000節(jié)的4680。

安全性方面，大圓柱比小圓柱也有提升。樊文光解釋說，大圓柱一定是伴隨著全極耳技術(shù)或者是特斯拉所謂的無極耳技術(shù)。這種結(jié)構(gòu)還有一個熱管理方面的優(yōu)勢，傳統(tǒng)的單極耳最后的電流就會在單極耳上匯流出來，所以單極耳會有一個發(fā)熱點(diǎn)，就是極耳的地方。但是全極耳或者無極耳電芯，在電池內(nèi)部是沒有集中發(fā)熱點(diǎn)的，熱都是在里面均勻分布的，這樣對電池的整包會帶來一個熱管理方面的很大優(yōu)勢。

采用大圓柱電池之后對BMS、線路板的需求就會小很多，無形中成本都是大幅度下降的，再加上如果用CTP技術(shù)，成組的效率會進(jìn)一步提高。

此外，快充性能也極大增強(qiáng)。采用全極耳的大圓柱之后，快充性能有進(jìn)一步提升，在15分鐘內(nèi)，可將電池從0充至80%的電量。也就是說，一輛續(xù)航600公里的車，在充電站停10-15分鐘，可以充400-500公里，已經(jīng)可以媲美燃油車了。“在放電這一塊，我們測試10C以上高倍率放電，電池的發(fā)熱可以忽略不計。”樊文光說。

大圓柱帶來的最為直觀的效果就是功率密度的提升。據(jù)樊文光透露，4680功率的峰值可以達(dá)到1000W以上。

樊文光表示，具體的數(shù)據(jù)需要裝車以后做一些測試，但是大圓柱至少是不亞于軟包電池和大方形電池，甚至可能會更好。

在談及與特斯拉的技術(shù)路線的異同時，樊文光也表示，他們的技術(shù)路線和特斯拉還是有所不同，但是內(nèi)部的邏輯是相通的。

大圓柱直徑46mm最優(yōu)解

為什么是4680？

林建解釋稱，4680是經(jīng)過計算之后的尺寸，是綜合了能量密度、成本各方面算出來的最優(yōu)結(jié)果。“在高度方向上，我們也會持續(xù)探索，未必是80，可能90、100mm，但是越往高做難度也越大。”

樊文光補(bǔ)充道，46mm相對于32mm來講，并不會產(chǎn)生根本性的技術(shù)難度的躍升，都是在一代技術(shù)之內(nèi)，當(dāng)然這種大尺寸圓柱加全極耳技術(shù)，對設(shè)備精度的要求會有一個提升。46是不需要做迭代性推進(jìn)的，深度有所提升，但是不需要額外的新的東西，是考慮制造效率、制造廠線的成本之后的最優(yōu)解。

比克電池3系列大圓柱產(chǎn)品

在樊文光看來，特斯拉提出4680以后，其他車廠會意識到電池供應(yīng)商很可能大量布局46mm這個直徑的產(chǎn)品，反過來其他車企的成本，也會因此有所降低。“同時我們自己這邊也跟客戶做這樣的推廣，畢竟采用同樣的尺寸，開發(fā)和制造成本都會比較好控制，未來4680這個型號可能會成為下一代圓柱的主流，就像當(dāng)年特斯拉提出的21700一樣。”

對于電池企業(yè)來說，成本是必須要考慮的大事。李丹坦言，如果大圓柱的研發(fā)生產(chǎn)就比克一家，比克要去做開模都很難，特斯拉電池日之后這方面確實輕松了很多。但是由于比克做了很多前期準(zhǔn)備工作，使得4680電池的推出走在了前面。

對于未來技術(shù)的進(jìn)展，樊文光認(rèn)為，4680以后，未來應(yīng)該就沒有模組了，幾年以后，基本上就是CTP為主，所以電芯的尺寸要根據(jù)整車的底盤設(shè)計、熱管理、模具配合來做，還要有一些成本上的考慮。

此外，李丹還表示，“目前我們在手的客戶是歐美的車廠，美國有一些是在供貨，歐洲有客戶也是有很好的溝通，有一些研發(fā)費(fèi)在共同合作了，但是保密原因我們不能說。我們做了調(diào)整以后，相應(yīng)的產(chǎn)品方面也做了更大尺寸，去切合客戶的需求。我們做了很好的配合，也就誕生了3系列的產(chǎn)品，4系列的產(chǎn)品，未來兩年是主力產(chǎn)品，會供在電動汽車上。”

李丹認(rèn)為，未來，圓柱電池在動力電池領(lǐng)域的市場份額將有較大幅度提升，在2022、2023年，市場份額可能會在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上翻倍。