從左到右：比(bi)克電(dian)池副總裁李丹、首席科學家林建(jian)以及電(dian)芯(xin)研發負責人樊文光

3月19日，中國(guo)國(guo)際電池技術展覽會（CIBF 2021）在深圳開(kai)幕(mu)。比克(ke)電池召開(kai)媒(mei)體溝通會，分享了大圓(yuan)柱(zhu)技術領(ling)域的最新(xin)進展及(ji)未(wei)來計劃。

比(bi)(bi)克電池(chi)(chi)(chi)首席科學家林建表示，比(bi)(bi)克正與客戶合作進行下一代圓柱電池(chi)(chi)(chi)——全極耳大圓柱電池(chi)(chi)(chi)的(de)應用開發，4680電(dian)芯樣品預計(ji)年內實現批量下線。

就整個行(xing)業來說，比克方(fang)面認(ren)為，大圓(yuan)柱電池的行(xing)業批量生產預計將于2023年(nian)開始，最早(zao)會用在(zai)動力電池市場。

比克電(dian)池副總裁李丹透露，4系列（直徑46mm電(dian)芯產品）目前主要是定制，也就是聯合開發為主，明年(nian)年(nian)底(di)做成量產型的標品，今年(nian)下半(ban)年(nian)就可以對非定制化的客戶送(song)樣。

大圓柱：與(yu)方形競爭下的(de)產物

在46mm這個(ge)尺寸之前(qian)，直徑18mm和(he)21mm是圓柱電(dian)池中最流行的標準尺寸，在3C產品、小動力(li)以(yi)及車用(yong)動力(li)電池領域都有廣泛使用(yong)。

此次，比克(ke)正式發布46mm的(de)電池，大有打造成(cheng)標(biao)準(zhun)產品的(de)意圖。

比(bi)克4680大圓(yuan)柱(zhu)

比(bi)克是簡單(dan)的跟隨特(te)斯拉(la)嗎？

比克方面表示，其大圓柱的方案(an)很早就(jiu)開(kai)啟，全(quan)極耳(er)的方案(an)也在(zai)特斯拉(la)電池(chi)日之前就(jiu)在(zai)和客戶推廣。

比克電池電芯研發負責人(ren)樊文(wen)光在回(hui)顧大(da)圓柱的研發歷程時稱，早在2010年前后，比克就認識到圓柱的趨勢肯定是單節(jie)尺寸(cun)越做越大，因為(wei)有(you)很多顯而(er)易見(jian)的好處。“例(li)如，單體能量(liang)增(zeng)加，從(cong)而(er)減少整包的電芯(xin)數量(liang)，進而(er)拉低(di)成本，再加上將全(quan)極耳技術搭載起(qi)來，功率、安全(quan)性會(hui)優于小(xiao)圓柱，等(deng)等(deng)。”

但是全極耳的方案是在2019年產(chan)生的(de)。

比克電池首席(xi)科學(xue)家林建表示，因為(wei)意識到圓(yuan)柱要(yao)跟(gen)(gen)方(fang)形競(jing)爭，不(bu)走全極(ji)耳路線是不(bu)可能的，方(fang)形續航長(chang)、壽命長(chang)，阻抗低(di)，就是因為(wei)它是全極(ji)耳，所以圓(yuan)柱想跟(gen)(gen)方(fang)形競(jing)爭，也得全極(ji)耳。

在林(lin)建(jian)看(kan)來，圓(yuan)柱(zhu)(zhu)電池(chi)從功率(lv)(lv)密度、快充快放能(neng)力(li)，都是可以跟方形相(xiang)匹配的(de)。從安(an)(an)全(quan)性(xing)來說，熱失(shi)控時圓(yuan)柱(zhu)(zhu)電池(chi)定向釋放能(neng)量的(de)能(neng)力(li)是方形所不能(neng)比的(de)。“與大方形相(xiang)比，在能(neng)量密度、功率(lv)(lv)密度都差不多的(de)情況下(xia)，圓(yuan)柱(zhu)(zhu)的(de)安(an)(an)全(quan)性(xing)是最(zui)大的(de)優勢。”林(lin)建(jian)說。

“在2019年下(xia)半年到2020年(nian)(nian)上半年(nian)(nian)，特斯(si)拉電(dian)池出來之前(qian)，我們一直(zhi)跟海外高端客戶推廣(guang)這(zhe)一技術(shu)。我們以前(qian)做過（直(zhi)徑(jing)）26，32mm的(de)，高度也是從(cong)70到(dao)140mm，我們(men)都(dou)有嘗(chang)試(shi)。當特斯拉(la)(la)公布了(le)這個(ge)(ge)東(dong)西之后，客戶對我們(men)的認識又(you)都(dou)深了(le)一層。特斯拉(la)(la)把我們(men)引向一個(ge)(ge)更可能流行的尺寸，就是46這(zhe)個直(zhi)徑。特(te)斯(si)拉的加入，給(gei)這(zhe)個技術做了很好的背書(shu)。”樊文光補充道(dao)。

成組效率、安全、功率密度大幅提升

在談到大(da)圓(yuan)柱(zhu)優勢的具體表現時，林(lin)建表示，首先，因為圓(yuan)柱(zhu)尺寸從小做到大(da)，單(dan)體數目少了，所以實際(ji)空間利用率(lv)變大(da)了。

其次，對(dui)BMS各方面(mian)的管控(kong)要求(qiu)會(hui)少很多，成(cheng)本也(ye)會(hui)下(xia)降。比如說原來18650是(shi)3Ah的，4680現在是25Ah，這就是8倍的差距，就意味著(zhu)原來一個(ge)電(dian)池包可能需要8000顆的18650，現在只需(xu)要1000節的4680。

安全性方面(mian)，大圓柱(zhu)比小圓柱(zhu)也(ye)有提升。樊文(wen)光解釋說，大圓柱(zhu)一定是(shi)伴隨(sui)著全極(ji)耳(er)(er)技術或者(zhe)是(shi)特斯拉所(suo)謂(wei)的(de)(de)(de)無極(ji)耳(er)(er)技術。這(zhe)種結構還有一個熱(re)管理方面(mian)的(de)(de)(de)優(you)勢，傳統的(de)(de)(de)單極(ji)耳(er)(er)最后的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)就會在(zai)單極(ji)耳(er)(er)上匯流(liu)出來，所(suo)以(yi)單極(ji)耳(er)(er)會有一個發熱(re)點，就是(shi)極(ji)耳(er)(er)的(de)(de)(de)地方。但是(shi)全極(ji)耳(er)(er)或者(zhe)無極(ji)耳(er)(er)電(dian)芯(xin)，在(zai)電(dian)池(chi)內(nei)部(bu)是(shi)沒有集中發熱(re)點的(de)(de)(de)，熱(re)都(dou)是(shi)在(zai)里面(mian)均勻分布(bu)的(de)(de)(de)，這(zhe)樣對(dui)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)整(zheng)包會帶來一個熱(re)管理方面(mian)的(de)(de)(de)很大優(you)勢。

采用大圓柱電(dian)池之后對BMS、線(xian)路板的需求(qiu)就會(hui)小很(hen)多，無形中成本都是大幅度下降的，再(zai)加上(shang)如果用CTP技術，成組(zu)的效率會進(jin)一步(bu)提高。

此(ci)外，快充(chong)性能也(ye)極大增強。采(cai)用全極耳(er)的大圓柱之后，快充(chong)性能有進一步提升，在15分鐘內，可將電池從0充至80%的電量。也就是(shi)說，一輛續航600公里的車(che)，在充電站(zhan)停10-15分(fen)鐘，可以充400-500公(gong)里，已經可以(yi)媲美(mei)燃(ran)油車了。“在放電(dian)這一(yi)塊，我(wo)們測試(shi)10C以上高(gao)倍率(lv)放電(dian)，電(dian)池的發熱(re)可以忽略不計(ji)。”樊文光說。

大圓柱帶來的最(zui)為(wei)直觀(guan)的效果就是功率密度的提升。據樊(fan)文光透露，4680功率的(de)峰值可以(yi)達到(dao)1000W以上。

樊(fan)文(wen)光表示，具體的數據需要裝車以后做一些(xie)測試，但是(shi)大(da)(da)圓柱至少是(shi)不亞(ya)于軟包電(dian)池(chi)和大(da)(da)方(fang)形電(dian)池(chi)，甚至可能會(hui)更(geng)好。

在談(tan)及與特斯(si)拉的(de)技術路線(xian)(xian)的(de)異(yi)同時，樊文光(guang)也表示，他們(men)的(de)技術路線(xian)(xian)和特斯(si)拉還是(shi)有所不(bu)同，但是(shi)內部的(de)邏(luo)輯是(shi)相通的(de)。

大圓(yuan)柱直徑46mm最優解

為什么是4680？

林建解(jie)釋稱，4680是經過計算之后的尺(chi)寸，是綜合了能量密度(du)、成(cheng)本各方面算出來(lai)的最優(you)結果。“在高(gao)度(du)方向上，我們也會持續探索(suo)，未必是80，可能90、100mm，但是越往(wang)高做難度也(ye)越大(da)。”

樊文(wen)光補(bu)充(chong)道，46mm相對于32mm來講，并不會產生根本性的(de)技術(shu)難度的(de)躍升，都是在一代技術(shu)之內，當然這種大尺寸(cun)圓柱加全(quan)極耳技術(shu)，對設備精度的(de)要求(qiu)會有一個提升。46是不需(xu)要(yao)做迭代性推進的(de)(de)，深(shen)度有所提(ti)升，但是不需(xu)要(yao)額外的(de)(de)新(xin)的(de)(de)東(dong)西，是考(kao)慮(lv)制造(zao)效率(lv)、制造(zao)廠(chang)線(xian)的(de)(de)成本之(zhi)后的(de)(de)最(zui)優解。

比(bi)克電池3系列大圓柱產品

在樊文光看來，特(te)斯拉提出(chu)4680以(yi)后，其他(ta)車廠會意識到電池供應(ying)商很(hen)可能大量布局46mm這(zhe)個直徑(jing)的(de)(de)產(chan)品，反過(guo)來其他車企的(de)(de)成本，也會因此有所降低。“同時我們自己這(zhe)邊也跟客(ke)戶做(zuo)這(zhe)樣(yang)的(de)(de)推廣，畢(bi)竟(jing)采用同樣(yang)的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，開(kai)發和(he)制造成本都會比(bi)較好控制，未來4680這個型(xing)號可能會成為(wei)下(xia)一(yi)代圓柱的主流，就像(xiang)當年特斯拉(la)提出的21700一樣(yang)。”

對(dui)于電(dian)池(chi)企業(ye)來說，成本是(shi)必須要考慮的大事。李丹坦言，如果大圓柱(zhu)的研發生產就比克一家，比克要去做開模都很難，特斯拉電(dian)池(chi)日(ri)之(zhi)后這方面確實輕(qing)松了很多。但是(shi)由于比克做了很多前期準(zhun)備工作，使(shi)得4680電池的推出走在了前面。

對于未來技術的進展，樊文(wen)光認為，4680以后(hou)，未來應該就(jiu)沒有模組了(le)，幾(ji)年以后(hou)，基本上就(jiu)是(shi)CTP為主，所(suo)以電(dian)芯(xin)的尺寸要根據整車的底(di)盤設(she)計(ji)、熱管(guan)理、模具配合來(lai)做，還要有一些(xie)成本上的考慮。

此外，李丹還表示，“目前(qian)我們在(zai)(zai)(zai)手的客戶(hu)是(shi)(shi)歐美(mei)的車廠，美(mei)國有(you)(you)一(yi)(yi)些是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)供貨，歐洲有(you)(you)客戶(hu)也(ye)(ye)是(shi)(shi)有(you)(you)很好(hao)的溝通，有(you)(you)一(yi)(yi)些研發費(fei)在(zai)(zai)(zai)共同合作(zuo)了(le)，但是(shi)(shi)保密原因我們不能說。我們做了(le)調整以(yi)后，相應的產品方面也(ye)(ye)做了(le)更大尺寸，去切合客戶(hu)的需求。我們做了(le)很好(hao)的配(pei)合，也(ye)(ye)就誕生(sheng)了(le)3系(xi)列的(de)產品(pin)，4系列的產品，未來(lai)兩年是(shi)主力(li)產品，會(hui)供在電動汽車上。”

李(li)丹(dan)認為，未來，圓柱電(dian)池在(zai)動(dong)力電(dian)池領域的市場份額將有(you)較大幅度提升(sheng)，在(zai)2022、2023年，市(shi)場份額可(ke)能會在現在的(de)基礎(chu)上翻倍(bei)。