回首過去，新能源汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)超預(yù)期增長，在2022年，我國新能源汽車產(chǎn)銷連續(xù)8年位居世界第一，市場滲透率達(dá)25.6%，提前3年實(shí)現(xiàn)2025年25%滲透率目標(biāo)。
比克電池副總裁樊文光博士 來源：企業(yè)供圖
“業(yè)內(nèi)普遍預(yù)測到2035年，電動車將占全球汽車銷售的50%，這也意味著電動車將逐步深入到燃油車的腹地市場，作為代步車和家庭主力車，但在這之前，與燃油車相比，電動車還存在著安全性、續(xù)航里程、充電能力、保值率等方面的短板，制約著產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步的推進(jìn)。”4月2日，深圳市比克動力電池有限公司（以下簡稱“比克電池”）副總裁樊文光博士在與電池網(wǎng)交流時(shí)表示，“解決這些痛點(diǎn)，整車廠和動力電池廠聯(lián)合給出了方案，即大圓柱電池。”
既要又要還要 大圓柱電池堪當(dāng)大任
要安全、要續(xù)航、要快充、要降本、要兼容……滿足“既要又要還要”的消費(fèi)訴求，對當(dāng)前電池技術(shù)而言確實(shí)是一道難題，而大圓柱電池正一步步在探索中給出答案。
安全方面，樊文光指出，圓柱形是最好的壓力容器，鋰電池的內(nèi)部因?yàn)闃O片的膨脹和逐漸產(chǎn)氣，也是一個(gè)高壓力的內(nèi)部環(huán)境而且壓力還會逐漸升高，尤其越高能量密度這種問題會更凸顯。因此，隨著化學(xué)體系能量密度的逐漸提升，電芯的形態(tài)就會逐步向圓柱形靠攏。而大圓柱電池則是在技術(shù)進(jìn)步的背景下，對安全、成本、性能再平衡的產(chǎn)物。
續(xù)航方面，樊文光介紹，續(xù)航主要是由電池的能量密度和整車層面的能量效率來決定的。能量密度上，圓柱電池可以適應(yīng)目前所有的化學(xué)體系，包括能量密度最高的半固態(tài)和全固態(tài)體系。能量效率上，除了高能量密度電池有相對低的自重，大圓柱普遍采用的全極耳技術(shù)帶來極低內(nèi)阻，使得歐姆熱和散熱所需的能耗都大大降低，從而使相同裝機(jī)電量下可以提供更長的續(xù)航。低溫問題上，采用低阻抗結(jié)構(gòu)，以及比克原創(chuàng)的低溫電解液技術(shù)，可以使大圓柱電池在低溫下依然能提供和常溫相比不打折的續(xù)航。
成本方面，樊文光稱，目前很多主材都沒有達(dá)到規(guī)模化，同時(shí)結(jié)構(gòu)件也相對貴一些，除此之外，大圓柱電池高效率、高良品率、高一致性帶來的最低加工成本，以及行業(yè)規(guī)模化標(biāo)準(zhǔn)化使得在車企端可以通過平臺共用以及升級迭代，都是成本的優(yōu)勢，會帶來可觀的潛在成本節(jié)省。
快充方面，樊文光表示，比克電池化學(xué)體系要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，在充電策略上也是非常重要的課題。比克在大圓柱快充布局上具備前瞻性，2021年交付給客戶的電池，通過各方面的優(yōu)化，已經(jīng)達(dá)到從10%-80%的電量快充僅需12分鐘。值得一提的是，比克在快充的水平已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)非常先進(jìn)的程度，一般來講低溫下是不能快充的，但在零下20度的狀態(tài)下比克電池也可以在15分鐘之內(nèi)把電池充到80%。
“大圓柱動力電池正牽動電動車產(chǎn)業(yè)鏈全局，助推邁入700-1000公里續(xù)航的電動車發(fā)展新紀(jì)元。”在樊文光看來，下一代電動車要徹底替代燃油車，必須在各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)上至少與燃油車相當(dāng)，之后降低經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)保成本逐漸成為最關(guān)鍵的課題，而大圓柱電池是目前為數(shù)不多能把這個(gè)邏輯跑通的方案。
在2022年，據(jù)比克已收到的客戶需求結(jié)合行業(yè)信息，樊文光判斷，到2025年，大圓柱電芯占全球動力電池市場份額30%以上，超過2021年全球動力電池總需求量。樊文光分析稱，2023年，車企、動力電池制造商、上游材料及設(shè)備供應(yīng)商都在有序地推進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，整體發(fā)展維持樂觀預(yù)測。
賽道呼朋引伴 大圓柱電池何時(shí)量產(chǎn)
目前來看，車企方面，在北美，已經(jīng)有Tesla、通用等至少4家車廠；歐洲有寶馬等至少3家；國內(nèi)蔚來、江淮等至少6家車廠明確立項(xiàng)了未來基于大圓柱的電動平臺，且其中有不少車企高端產(chǎn)品線全部采用大圓柱。
電池方面，全球超10家動力電池頭部企業(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)到300PPM，良率達(dá)到90%以上，單線年產(chǎn)能高達(dá)10GWh。
樊文光還提到，大圓柱電池主要難點(diǎn)在于裝配，前段制片、后段的化成都和傳統(tǒng)的圓柱和方殼差不多，挑戰(zhàn)點(diǎn)比較多的地方就是在裝配環(huán)節(jié)，如何把卷芯，還有殼蓋里面的內(nèi)部元器件更高效更高速更可靠地裝配起來，目前來說，挑戰(zhàn)比較大。
從各家發(fā)布的進(jìn)展來看，目前大圓柱電池整體的水平基本上都處在從設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段到量產(chǎn)的一個(gè)籌備的階段。樊文光預(yù)計(jì)，快的話從今年下半年開始將有越來越多的電池廠走進(jìn)量產(chǎn)的行列；2026年，大圓柱電池會作為一個(gè)成熟產(chǎn)品鋪開；2030年，基本上就會形成一個(gè)標(biāo)配。
根據(jù)比克電池產(chǎn)品戰(zhàn)略，公司將推出代表性首代產(chǎn)品，于2024年開始量產(chǎn)，其能量密度將達(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，同時(shí)會在3年內(nèi)，推出能量密度超過330Wh/kg的準(zhǔn)固態(tài)產(chǎn)品。此外，為了滿足經(jīng)濟(jì)型市場的需求，比克電池也會結(jié)合圓柱電池兼容性好的優(yōu)勢，同步推出相同平臺的低成本系列。
產(chǎn)能上，今年1月28日，比克電池官宣其全新大圓柱電池生產(chǎn)基地正式落戶江蘇常州，項(xiàng)目計(jì)劃總投資130億元，總占地面積450畝，規(guī)劃建設(shè)30GWh大圓柱電池生產(chǎn)線及國際化研發(fā)中心，實(shí)現(xiàn)100%的綠色能源使用。目前，公司常州工廠正在準(zhǔn)備上量產(chǎn)級別的工程驗(yàn)證。
結(jié)語：作為滿足消費(fèi)者既要安全、又要續(xù)航、還要降本等訴求的六邊形戰(zhàn)士，大圓柱動力電池被認(rèn)為未來在中高端市場將占據(jù)一席之地，助推新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，助力電動汽車取代燃油車。“心誠求之，雖不中，不遠(yuǎn)矣。”相信不久的將來，在各個(gè)環(huán)節(jié)共同發(fā)力下，大圓柱電池將呈現(xiàn)一番盛況。
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