近日，比克電池分享4680電池引發(fā)熱議，圓柱電池關(guān)注度提高。大圓柱電池性能進(jìn)一步提升，或將成為下一代圓柱的主流。
1. 事件分析：比克電池分享最新進(jìn)展，首發(fā)4680圓柱電池
3月19日，比克電池召開(kāi)媒體溝通會(huì )，分享了大圓柱技術(shù)領(lǐng)域的最新進(jìn)展及未來(lái)計劃。比克電池首席科學(xué)家林建表示，比克正與同客戶(hù)合作進(jìn)行下一代圓柱電池—全極耳大圓柱電池的應用開(kāi)發(fā)，4680電芯樣品預計年內實(shí)現批量下線(xiàn)。
全極耳技術(shù)：全極耳是大圓柱的前提，極耳的數量和位置分布對電池內部的電流分布和溫升產(chǎn)生顯著(zhù)的影響，直接決定大圓柱的放電效率，目前圓柱電芯行業(yè)內常用的極耳工藝是傳統的單/雙極耳。
大圓柱想法早有布局：早在2010年左右，比克就認識到圓柱的趨勢是單節尺寸越做越大，一方面單體能量增加，可減少整包的電芯數量，進(jìn)而降低成本;另一方面，加之全極耳技術(shù)的搭載，在功率、安全性等方面均會(huì )優(yōu)于小圓柱。
2. 技術(shù)背景：圓柱電池關(guān)注度提高，大圓柱電池性能進(jìn)一步提升
2020年國內新能源汽車(chē)動(dòng)力電池裝機電量62.85GWh，同比微增1%，從電池外觀(guān)形狀上，方形電池仍是主力，但是圓柱電池成國內唯一增長(cháng)的電池形狀。2020年，圓柱電池裝車(chē)量達8.35GWh，同比逆勢正增101.9%。
相比于傳統圓柱，大圓柱性能明顯提升，主要體現在四個(gè)方面：1)空間利用率高。因為圓柱尺寸從小做到大，單體數目少，所以實(shí)際空間利用率變大;2)成本降低。對BMS各方面的管控要求減少，結構件的使用和生產(chǎn)工序會(huì )減少，成本隨之降低;3)安全性高。全極耳或者無(wú)極耳電芯，在電池內部沒(méi)有集中發(fā)熱點(diǎn)，熱都是在里面均勻分布。4)性能提升?？斐湫阅苓M(jìn)一步提升，15分鐘內可將電池從0充至80%的電量，功率密度峰值可達1000W/kg以上。
3. 技術(shù)趨勢：4680型大圓柱電池或將成為下一代圓柱的主流
比克電池：比克首席科學(xué)家林建表示，4680是經(jīng)過(guò)計算之后的尺寸，綜合了能量密度、成本各方面算出來(lái)的最優(yōu)結果。比克全極耳強化電芯功率，實(shí)現零電池事故，比克電池的4680目前標定為25Ah，遠遠超過(guò)18650電池的3Ah。以往8000顆電池組成的電池包，現在只需要1000顆，一定程度上減少了對BMS的要求。4680以后，未來(lái)應該不再有模組，基本上以CTP為主，所以電芯的尺寸要根據整車(chē)的底盤(pán)設計、熱管理、模具配合來(lái)做，還要有一些成本上的考慮，未來(lái)4680型電池可能會(huì )成為下一代圓柱的主流。
特斯拉：2020年9月23日，特斯拉股東大會(huì )及電池日上展示了“4680型電池”新產(chǎn)品，引起了業(yè)界廣泛關(guān)注，特斯拉的4680電池，對結構進(jìn)行創(chuàng )新，采用激光雕刻的無(wú)極耳技術(shù)。特斯拉公布數據顯示，4680電池的能量密度提升了5倍，續航里程提升了16%，輸出功率提升了6倍，并且成本還降低了14%。
4. 技術(shù)展望：4680大圓柱電池的批量生產(chǎn)時(shí)間預計是2023年
按照趨勢分析，比克電池有望比LG、松下更早量產(chǎn)，大圓柱電池的行業(yè)批量生產(chǎn)預計將于2023年開(kāi)始，最早會(huì )用在動(dòng)力電池市場(chǎng)。
5. 產(chǎn)業(yè)追蹤：各動(dòng)力電池企業(yè)紛紛布局新的技術(shù)路線(xiàn)和解決方案
隨著(zhù)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展，動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展的步伐依然在加速。除4680大圓柱電池外，近日多企業(yè)在電池安全性方面加大研發(fā)力度，在產(chǎn)品和技術(shù)領(lǐng)域，各新能源主機廠(chǎng)和動(dòng)力電池企業(yè)加快布局“不起火”的動(dòng)力電池，僅2020年以來(lái)，就有多家動(dòng)力電池及整車(chē)廠(chǎng)發(fā)布新的技術(shù)方案，聚焦于解決新能源汽車(chē)起火的安全問(wèn)題。2021年3月10日，廣汽埃安發(fā)布新一代動(dòng)力電池安全技術(shù)——彈匣電池系統安全技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)“彈匣電池”)，從電芯材料、電池結構、冷卻系統和電池管理系統四個(gè)維度，提升了動(dòng)力電池的安全性。
此前，包括比亞迪、寧德時(shí)代等等主流電池企業(yè)也發(fā)布了自己的不起火動(dòng)力電池技術(shù)(下表)。2021年CIBF電池展上，中航鋰電開(kāi)發(fā)的高能量密度三元電池系統不起火技術(shù)及產(chǎn)品首次亮相。采用首款MIR-平臺PACK技術(shù)，電池超長(cháng)續航800Km+，超級快充20min(5%-80%，500KM+)，汽車(chē)行駛30W公里無(wú)衰減;模塊化安全艙平臺設計+系統級溫控設計，提升系統體積比能量、質(zhì)量比能量。產(chǎn)能規劃方面，南京發(fā)布2021年經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展重大項目計劃中就有5個(gè)鋰電池項目在列、三星SDI投資55億擴產(chǎn)匈牙利電池工廠(chǎng)，考慮投資在天津擴建電池廠(chǎng)、寧德時(shí)代擴建時(shí)代上汽產(chǎn)能、國軒高科動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈項目落戶(hù)合肥等。
盡管當前這些安全技術(shù)并沒(méi)有得到消費者的使用認證，但可以肯定的是，經(jīng)過(guò)行業(yè)和企業(yè)的共同努力，新能源汽車(chē)安全技術(shù)正在提升。
表 主流企業(yè)近期發(fā)布的安全電池技術(shù)
