但隨著新能源汽車(chē)普及度日益提高，其在使用中存在的問(wèn)題也暴露出來(lái)。安全焦慮、續(xù)航焦慮的不斷蔓延直擊新能源汽車(chē)的核心領(lǐng)域——動(dòng)力電池的痛點(diǎn)。

比克電池副總裁樊文光

日前，比克電池副總裁樊文光在接受媒體采訪時(shí)表示，下一代電動(dòng)車(chē)要徹底替代燃油車(chē)，必須在各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)上至少與其相當(dāng)，而大圓柱電池正是補(bǔ)齊新能源汽車(chē)短板的有力武器。

■ 大圓柱電池是“全能型選手”

面對(duì)當(dāng)前動(dòng)力電池在能量密度、功率密度、安全性、使用壽命、極端環(huán)境適用性和降低成本等方面的短板，樊文光指出，綜合實(shí)力突出的大圓柱電池將成為下一代電動(dòng)汽車(chē)的最佳選擇，助推邁入700~1000公里續(xù)航的電動(dòng)車(chē)發(fā)展新紀(jì)元。

在安全方面，圓柱形是最好的壓力容器，可帶來(lái)最高安全性。鋰電池內(nèi)部因極片膨脹和逐漸產(chǎn)氣，形成一個(gè)高壓力的內(nèi)部環(huán)境，且壓力會(huì)逐漸升高。因此，隨著化學(xué)體系能量密度的提升，電芯形態(tài)逐步向圓柱形靠攏。大圓柱電池正是在技術(shù)進(jìn)步背景下，對(duì)安全、成本、性能平衡下的產(chǎn)物。

聚焦續(xù)航里程，電車(chē)長(zhǎng)途出行、冬季低溫出行仍然是困擾不少消費(fèi)者的難題。能量密度上，圓柱電池可適應(yīng)目前所有的化學(xué)體系。上到全固態(tài)電池、半固態(tài)電池，下到磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、鈉電池，所有的化學(xué)體系都能裝載進(jìn)大圓柱電池之中。能量效率上，大圓柱電池普遍采用的全極耳技術(shù)極大降低 使用過(guò)程中的歐姆熱和散熱所需要的能量浪費(fèi)，能夠在同樣裝機(jī)電量下實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)續(xù)航。第三，低溫問(wèn)題上，大圓柱采用三元體系，并無(wú)磷酸鐵鋰的低溫問(wèn)題。此外，電池本身的低阻抗結(jié)構(gòu)搭配比克原創(chuàng)低溫電解液配方，使得電池在低溫下依然能夠提供和常溫相比不打折的續(xù)航。

快充方面，樊文光認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)超級(jí)快充首先要保證化學(xué)體系有足夠高的能量密度，同時(shí)在體系和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有相應(yīng)的加持。據(jù)介紹，比克電池2021年交付的產(chǎn)品已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)10%充到80%電量?jī)H需12分鐘的水平。另外，在-20℃的環(huán)境下，依然可以在15分鐘內(nèi)將電量充至80%。

“電動(dòng)車(chē)取代燃油車(chē)，首先是要在安全性、使用壽命、長(zhǎng)途續(xù)航等核心性能上達(dá)到與燃油車(chē)同等的水平，之后再談降本。”樊文光表示，大圓柱電池在幫助電動(dòng)車(chē)實(shí)現(xiàn)性能上與燃油車(chē)相提并論的目標(biāo)后，下一階段任務(wù)是不斷降成本?；诖耍髨A柱電池的普及路徑應(yīng)當(dāng)是率先從中高端車(chē)型入手，隨著時(shí)間的推移，逐漸向下拓展，成為整個(gè)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的標(biāo)配。

另外，大圓柱電池的普及也將改善回收體系亂象叢生的現(xiàn)象。“隨著產(chǎn)業(yè)越來(lái)越成熟，大圓柱電池有希望形成行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有高度標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；捏w系進(jìn)行電池回收，提高電池回收精細(xì)度。”他道。

■ 裝配環(huán)節(jié)尚存阻礙

大圓柱電池作為行業(yè)的新風(fēng)向，可替代性和后續(xù)迭代的范圍很大，未來(lái)具有很多可能性。但不可否認(rèn)的是，目前大圓柱電池還處于市場(chǎng)發(fā)育早期，無(wú)論是車(chē)企還是電池企業(yè)都還沒(méi)進(jìn)入量產(chǎn)狀態(tài)。

樊文光也表示，目前大圓柱電池整個(gè)產(chǎn)業(yè)體系正在有序推進(jìn)，但仍然存在一些挑戰(zhàn)，其中主要難點(diǎn)便是裝配。

實(shí)際上，大圓柱電池前段制片、后端化成與傳統(tǒng)的圓柱、方殼電池類(lèi)似，目前絕大部分環(huán)節(jié)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)就緒，包括前中后段的核心環(huán)節(jié)——涂布機(jī)、卷繞機(jī)、化成分容設(shè)備。但是，在裝配環(huán)節(jié)，如何把卷芯、殼蓋、內(nèi)部元器件更高效、更可靠的裝配起來(lái)，目前挑戰(zhàn)還比較大。

相關(guān)研報(bào)指出，大圓柱電池多采用全極耳或無(wú)極耳結(jié)構(gòu)，體積擴(kuò)大使得熱量積累增多，加大了對(duì)散熱速度的要求。因此原來(lái)采用切割方式加工而成的極耳被取消，改為了使用焊接方式加工。由于焊縫較長(zhǎng)，保持一致性和穩(wěn)定性的難度較大。

“焊接工藝聽(tīng)起來(lái)很傳統(tǒng)，但激光焊接、超聲焊接近幾年才開(kāi)始廣泛使用，穩(wěn)定性較高的激光焊接、超聲焊接的設(shè)備供應(yīng)商目前寥寥無(wú)幾。”樊文光稱(chēng)，當(dāng)一條電池產(chǎn)線生產(chǎn)效率達(dá)到300PPM，意味著焊接的工序一分鐘至少重復(fù)300次，并且需要在加工過(guò)程中始終保持非常小的波動(dòng)范圍。長(zhǎng)年累月看，這對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性、耐耗性提出非常高的要求。所以，目前激光焊接、超聲焊接工藝實(shí)際上可以滿足技術(shù)需求，但如果疊加上高頻率、高穩(wěn)定性的要求，就成為一大桎梏。不過(guò)，在多年研發(fā)和經(jīng)驗(yàn)積累下，比克電池在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、全極耳技術(shù)、設(shè)備端協(xié)同等方面均已初步形成完整的解決方案。

■呼朋引伴 共赴量產(chǎn)前夜

優(yōu)勢(shì)顯著的大圓柱電池賽道吸引了眾多企業(yè)搶灘登陸。據(jù)了解，車(chē)企方面，特斯拉、通用、寶馬等多家跨國(guó)車(chē)企均已宣布布局大圓柱電池；國(guó)內(nèi)蔚來(lái)、江淮等至少6家車(chē)企也明確立項(xiàng)了未來(lái)基于大圓柱的電動(dòng)平臺(tái)。電池企業(yè)方面，全球超10家動(dòng)力電池頭部企業(yè)正在研發(fā)大圓柱，其中處于頂尖水平的企業(yè)生產(chǎn)效率已達(dá)300PPM，良品率高達(dá)90%以上，單線年產(chǎn)能達(dá)10GWh。

據(jù)樊文光介紹，目前大圓柱電池整體水平基本處在從設(shè)計(jì)驗(yàn)證到量產(chǎn)籌備的階段，今年下半年開(kāi)始，將有越來(lái)越多電池企業(yè)進(jìn)入大圓柱電池量產(chǎn)行列。

他預(yù)計(jì)，如果進(jìn)展順利，今年年底或明年之內(nèi)大圓柱電池將實(shí)現(xiàn)初步量產(chǎn)；2025年，大圓柱電池會(huì)占到全球動(dòng)力電池30%以上的市場(chǎng)份額；2026年，將作為成熟產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)大規(guī)模使用；2030年，大圓柱電池將基本成為標(biāo)配。

作為大圓柱電池領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，比克電池計(jì)劃于2024年量產(chǎn)首代產(chǎn)品，能量密度將達(dá)280Wh/kg以上。同時(shí)支持4C快充，這個(gè)高性能路線首先會(huì)向著輕量化和化學(xué)體系持續(xù)優(yōu)化的方向迭代，達(dá)到300Wh/kg以上。預(yù)計(jì)在3年內(nèi)，比克電池將推出能量密度超330Wh/kg的準(zhǔn)固態(tài)產(chǎn)品。此外，為滿足經(jīng)濟(jì)型市場(chǎng)的需求，比克電池也會(huì)結(jié)合圓柱電池兼容性好的優(yōu)勢(shì)，同步推出相同平臺(tái)的低成本系列。據(jù)樊文光透露，今年1月開(kāi)建的比克電池常州工廠目前正在有序推進(jìn)中，在準(zhǔn)備上量產(chǎn)級(jí)別的工程驗(yàn)證。

此外，大圓柱電池絕非乘用車(chē)獨(dú)有，其使用場(chǎng)景也將逐步擴(kuò)展開(kāi)來(lái)。在樊文光看來(lái)，大圓柱電池具備的高安全、高能量密度、高功率、低成本等優(yōu)勢(shì)可以匹配到任何有相應(yīng)需求的領(lǐng)域。因此，除了乘用車(chē)，商用車(chē)、特種車(chē)、公共服務(wù)車(chē)輛上也都有大圓柱電池的一席之地。當(dāng)然，除卻新能源汽車(chē)，大圓柱電池未來(lái)還可應(yīng)用于儲(chǔ)能、航天、船舶等領(lǐng)域。

不過(guò)，大圓柱電池終究還是新生事物，無(wú)論是其自身發(fā)展路徑、終端客戶接受度還是最終落地的產(chǎn)品力，都還存在復(fù)雜性和不確定性。

為此，樊文光呼吁，上下游產(chǎn)業(yè)協(xié)同共進(jìn)，手拉手推動(dòng)大圓柱電池順利度過(guò)黎明前的黑夜，走向量產(chǎn)。