從(cong)左到(dao)右：比(bi)克(ke)電池(chi)副總裁李丹、首席科學家(jia)林建以(yi)及電芯研發負責(ze)人樊文光

3月19日，中國國際電池(chi)技(ji)術(shu)展覽會（CIBF 2021）在深(shen)圳開幕。比克電池召開媒體溝通(tong)會(hui)，分享了大(da)圓柱技(ji)術領域的最新進展及未來計劃(hua)。

比克電(dian)池首席科學家(jia)林建(jian)表示，比克正與客戶合作(zuo)進行下一代圓柱(zhu)電(dian)池——全極耳大圓柱(zhu)電(dian)池的應用開發(fa)，4680電芯樣品預計(ji)年內實現(xian)批(pi)量下線。

就整個行業來(lai)說，比克方面認為，大圓柱電池的(de)行業批量生產(chan)預計(ji)將(jiang)于2023年開(kai)始(shi)，最早會用在動力電(dian)池市場。

比(bi)克電池副總裁李丹透露，4系(xi)列（直徑46mm電(dian)芯(xin)產(chan)品(pin)）目前主要(yao)是(shi)定制(zhi)，也(ye)就(jiu)是(shi)聯合開發為(wei)主，明年年底(di)做成量產(chan)型的標(biao)品(pin)，今年下半年就(jiu)可(ke)以(yi)對(dui)非定制(zhi)化的客戶送樣(yang)。

大(da)圓(yuan)柱(zhu)：與(yu)方形競(jing)爭下的(de)產物(wu)

在46mm這個尺寸之(zhi)前，直徑(jing)18mm和21mm是圓柱電池中最流行的標(biao)準尺寸(cun)，在3C產品(pin)、小動(dong)(dong)力(li)以及車用動(dong)(dong)力(li)電池領域(yu)都(dou)有廣泛使(shi)用。

此次，比克正式發(fa)布(bu)46mm的電池，大有打造成標(biao)準(zhun)產品的意(yi)圖(tu)。

比(bi)克4680大圓柱

比克是簡(jian)單的(de)跟隨特(te)斯拉(la)嗎？

比克方面表示，其(qi)大圓柱的方案(an)很早就開啟(qi)，全(quan)極耳的方案(an)也在特斯拉電池日之前就在和客戶推廣。

比(bi)克電(dian)池電(dian)芯研(yan)發負責人樊(fan)文光(guang)在回顧大圓柱的研(yan)發歷(li)程時(shi)稱，早在2010年(nian)前后，比克就認識(shi)到圓柱(zhu)的(de)(de)趨勢(shi)肯定是單節尺寸越做越大，因為有很多顯(xian)而易見(jian)的(de)(de)好處。“例如，單體能量增加，從而減少整包的(de)(de)電芯數量，進而拉(la)低成(cheng)本，再加上將全(quan)極耳(er)技術搭載起來，功率、安(an)全(quan)性會優(you)于小圓柱(zhu)，等等。”

但(dan)是(shi)全(quan)極耳的(de)方案是(shi)在2019年(nian)產生的。

比克電池首席科(ke)學家林(lin)建表示，因(yin)為意識(shi)到圓(yuan)柱要跟(gen)方(fang)(fang)形(xing)(xing)競爭，不走全極耳路線是(shi)不可能的，方(fang)(fang)形(xing)(xing)續航長、壽命長，阻抗低，就(jiu)是(shi)因(yin)為它(ta)是(shi)全極耳，所(suo)以圓(yuan)柱想跟(gen)方(fang)(fang)形(xing)(xing)競爭，也(ye)得全極耳。

在林(lin)建看(kan)來(lai)，圓柱電池從功率密度(du)(du)、快充快放能(neng)(neng)力，都(dou)是可以(yi)跟方形(xing)(xing)相(xiang)匹配(pei)的。從安全(quan)性來(lai)說(shuo)(shuo)，熱(re)失控時(shi)圓柱電池定向釋放能(neng)(neng)量(liang)(liang)的能(neng)(neng)力是方形(xing)(xing)所不(bu)能(neng)(neng)比的。“與大(da)(da)方形(xing)(xing)相(xiang)比，在能(neng)(neng)量(liang)(liang)密度(du)(du)、功率密度(du)(du)都(dou)差(cha)不(bu)多的情況(kuang)下，圓柱的安全(quan)性是最(zui)大(da)(da)的優(you)勢。”林(lin)建說(shuo)(shuo)。

“在2019年(nian)下(xia)半年(nian)到(dao)2020年上半年，特斯拉電池出來之前，我們一直(zhi)跟海外(wai)高端客戶(hu)推廣這一技術。我們以(yi)前做過（直(zhi)徑(jing)）26，32mm的(de)，高(gao)度也是從70到140mm，我們(men)都有嘗試。當特斯(si)拉(la)(la)公布了這(zhe)個東西之后，客(ke)戶(hu)對(dui)我們(men)的(de)認識又都深了一層。特斯(si)拉(la)(la)把(ba)我們(men)引向一個更可能流(liu)行的(de)尺寸(cun)，就是46這個直徑。特(te)斯拉的加(jia)入，給這個技術(shu)做了很好的背書。”樊(fan)文光(guang)補充(chong)道。

成組效(xiao)率(lv)(lv)、安全(quan)、功率(lv)(lv)密度大幅提升

在談到大圓(yuan)柱(zhu)優(you)勢的具體(ti)表現時，林建表示(shi)，首先，因為圓(yuan)柱(zhu)尺寸(cun)從小做(zuo)到大，單體(ti)數目(mu)少了，所(suo)以實(shi)際(ji)空間利用率變大了。

其次，對BMS各方面的(de)管控要求會少很(hen)多，成本也會下降。比如(ru)說原(yuan)來(lai)18650是3Ah的，4680現在是25Ah，這就是(shi)8倍(bei)的(de)差距，就意味(wei)著原來一個(ge)電池包可能需要(yao)8000顆的18650，現在只需(xu)要1000節的4680。

安全性方面(mian)，大圓(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)比小圓(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)也有提升。樊文光解(jie)釋說，大圓(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)一(yi)定是(shi)伴隨著(zhu)全極(ji)耳(er)(er)(er)(er)技(ji)術(shu)或者是(shi)特斯拉所謂的無極(ji)耳(er)(er)(er)(er)技(ji)術(shu)。這(zhe)(zhe)種結構還有一(yi)個熱(re)管理方面(mian)的優(you)勢，傳統(tong)的單極(ji)耳(er)(er)(er)(er)最后的電(dian)(dian)流就會在單極(ji)耳(er)(er)(er)(er)上匯流出來，所以單極(ji)耳(er)(er)(er)(er)會有一(yi)個發熱(re)點，就是(shi)極(ji)耳(er)(er)(er)(er)的地方。但(dan)是(shi)全極(ji)耳(er)(er)(er)(er)或者無極(ji)耳(er)(er)(er)(er)電(dian)(dian)芯，在電(dian)(dian)池內部是(shi)沒有集(ji)中發熱(re)點的，熱(re)都(dou)是(shi)在里面(mian)均(jun)勻分布的，這(zhe)(zhe)樣對電(dian)(dian)池的整包(bao)會帶來一(yi)個熱(re)管理方面(mian)的很大優(you)勢。

采(cai)用大圓柱電池之后對(dui)BMS、線路板的(de)(de)需求就會小很多，無形中成本都是(shi)大幅(fu)度下降的(de)(de)，再加上如果用CTP技術，成組的效率會進一步提高。

此外，快充(chong)性能也極大(da)增強(qiang)。采用(yong)全極耳的大(da)圓柱之后，快充(chong)性能有進(jin)一(yi)步提(ti)升，在15分(fen)鐘內，可(ke)將電(dian)池從0充至80%的電量。也就是說，一輛(liang)續(xu)航600公里的車(che)，在充電站停10-15分鐘(zhong)，可以充400-500公里，已經(jing)可以媲美燃油車了。“在放電這一塊，我們測(ce)試10C以上高(gao)倍率(lv)放電，電池的(de)發熱可(ke)以忽略不(bu)計。”樊文光(guang)說(shuo)。

大圓柱帶來的(de)最為直(zhi)觀的(de)效果就(jiu)是功率(lv)密度(du)的(de)提升(sheng)。據(ju)樊文光透露，4680功率(lv)的峰(feng)值可(ke)以(yi)達到1000W以上。

樊文光表示，具體的數據(ju)需(xu)要(yao)裝車以后做一些測試(shi)，但(dan)是(shi)大圓柱至(zhi)少是(shi)不亞于軟包電(dian)池(chi)和大方形電(dian)池(chi)，甚至(zhi)可能會(hui)更好。

在談(tan)及(ji)與(yu)特(te)斯(si)拉(la)的技(ji)術路線的異同時，樊文光也表示(shi)，他(ta)們的技(ji)術路線和特(te)斯(si)拉(la)還是(shi)有所不同，但(dan)是(shi)內部的邏輯是(shi)相通(tong)的。

大圓柱直徑(jing)46mm最(zui)優解

為(wei)什么是4680？

林建解(jie)釋稱，4680是(shi)經過計(ji)算之后的(de)尺寸，是(shi)綜合了能量(liang)密度、成本各(ge)方面算出來的(de)最優結果。“在高度方向上(shang)，我們(men)也會持續探索，未必是(shi)80，可能90、100mm，但(dan)是越往高做難度也越大。”

樊(fan)文光補充道，46mm相對(dui)于32mm來講，并不會產生(sheng)根本性(xing)的技(ji)術(shu)(shu)難度(du)的躍升(sheng)，都是在一代技(ji)術(shu)(shu)之內，當(dang)然這種大尺(chi)寸(cun)圓柱加全極耳(er)技(ji)術(shu)(shu)，對設備(bei)精度(du)的要求會有一個提升(sheng)。46是(shi)不需(xu)要做迭代性推進的(de)，深度有(you)所提升，但是(shi)不需(xu)要額外的(de)新的(de)東西，是(shi)考慮制造效(xiao)率、制造廠線的(de)成本之后(hou)的(de)最優解。

比克電(dian)池(chi)3系列大(da)圓(yuan)柱產(chan)品

在(zai)樊(fan)文光看來(lai)，特斯拉提(ti)出4680以后，其他車廠會意(yi)識到電池供應商(shang)很(hen)可能大量(liang)布局(ju)46mm這(zhe)個直徑的(de)產品(pin)，反過來其他車企(qi)的(de)成本(ben)，也(ye)(ye)會(hui)因此有所降低。“同(tong)時我們(men)自己這(zhe)邊也(ye)(ye)跟客戶做(zuo)這(zhe)樣的(de)推廣，畢竟(jing)采用(yong)同(tong)樣的(de)尺寸，開發和制造(zao)成本(ben)都會(hui)比較好控制，未來4680這個(ge)型號(hao)可能會(hui)成為下(xia)一(yi)代圓柱的主流，就(jiu)像當年特斯拉(la)提出的21700一樣。”

對于電池(chi)企業來說(shuo)，成(cheng)本是必須要考(kao)慮(lv)的(de)大事。李丹坦言，如果大圓柱(zhu)的(de)研發生產就(jiu)比(bi)克一(yi)家(jia)，比(bi)克要去做開模(mo)都很(hen)難，特斯拉電池(chi)日(ri)之后這方面(mian)確實輕松了很(hen)多(duo)。但是由于比(bi)克做了很(hen)多(duo)前(qian)期準備工作(zuo)，使得4680電池(chi)的推出走在了前面(mian)。

對于未(wei)來技(ji)術的進展，樊文光認為，4680以(yi)后，未來(lai)應(ying)該就沒有模組了，幾年(nian)以(yi)后，基(ji)本上就是CTP為主，所以電(dian)芯的尺寸(cun)要(yao)根據整車的底盤設計、熱管理(li)、模具配合(he)來做，還要(yao)有一些成本上的考(kao)慮。

此(ci)外，李丹還表示，“目前我(wo)們(men)在手(shou)的客戶(hu)是(shi)歐美(mei)的車廠，美(mei)國有一(yi)(yi)些是(shi)在供(gong)貨(huo)，歐洲有客戶(hu)也是(shi)有很好的溝通(tong)，有一(yi)(yi)些研發費在共同合作了(le)，但是(shi)保密原因我(wo)們(men)不能(neng)說。我(wo)們(men)做(zuo)了(le)調整以后，相應的產(chan)品方面也做(zuo)了(le)更大尺寸(cun)，去切合客戶(hu)的需(xu)求。我(wo)們(men)做(zuo)了(le)很好的配合，也就誕生了(le)3系列的產品，4系(xi)列的產品，未來兩年是(shi)主力(li)產品，會供在(zai)電動汽車上(shang)。”

李丹(dan)認為，未來，圓柱電池在(zai)動力(li)電池領域(yu)的市場(chang)份額將有較大幅度提升(sheng)，在(zai)2022、2023年(nian)，市場份額可(ke)能會在(zai)(zai)現在(zai)(zai)的基(ji)礎上(shang)翻倍(bei)。