电动汽车观察家丨比克首发4680圆柱电池

从左到右：比克电池副总裁李丹、首席科学家林建以及电芯研发负责人樊文光

3月19日，中国国际电池技术展览会（CIBF 2021）在深圳开幕。比克电池召开媒体沟通会，分享了大圆柱技术领域的最新进展及未来计划。

比克电池首席科学家林建表示，比克正与客户合作进行下一代圆柱电池——全极耳大圆柱电池的应用开发，4680电芯样品预计年内实现批量下线。

就整个行业来说，比克方面认为，大圆柱电池的行业批量生产预计将于2023年开始，最早会用在动力电池市场。

比克电池副总裁李丹透露，4系列（直径46mm电芯产品）目前主要是定制，也就是联合开发为主，明年年底做成量产型的标品，今年下半年就可以对非定制化的客户送样。

大圆柱：与方形竞争下的产物

在46mm这个尺寸之前，直径18mm和21mm是圆柱电池中最流行的标准尺寸，在3C产品、小动力以及车用动力电池领域都有广泛使用。

此次，比克正式发布46mm的电池，大有打造成标准产品的意图。

比克4680大圆柱

比克是简单的跟随特斯拉吗？

比克方面表示，其大圆柱的方案很早就开启，全极耳的方案也在特斯拉电池日之前就在和客户推广。

比克电池电芯研发负责人樊文光在回顾大圆柱的研发历程时称，早在2010年前后，比克就认识到圆柱的趋势肯定是单节尺寸越做越大，因为有很多显而易见的好处。“例如，单体能量增加，从而减少整包的电芯数量，进而拉低成本，再加上将全极耳技术搭载起来，功率、安全性会优于小圆柱，等等。”

但是全极耳的方案是在2019年产生的。

比克电池首席科学家林建表示，因为意识到圆柱要跟方形竞争，不走全极耳路线是不可能的，方形续航长、寿命长，阻抗低，就是因为它是全极耳，所以圆柱想跟方形竞争，也得全极耳。

在林建看来，圆柱电池从功率密度、快充快放能力，都是可以跟方形相匹配的。从安全性来说，热失控时圆柱电池定向释放能量的能力是方形所不能比的。“与大方形相比，在能量密度、功率密度都差不多的情况下，圆柱的安全性是最大的优势。”林建说。

“在2019年下半年到2020年上半年，特斯拉电池出来之前，我们一直跟海外高端客户推广这一技术。我们以前做过（直径）26，32mm的，高度也是从70到140mm，我们都有尝试。当特斯拉公布了这个东西之后，客户对我们的认识又都深了一层。特斯拉把我们引向一个更可能流行的尺寸，就是46这个直径。特斯拉的加入，给这个技术做了很好的背书。”樊文光补充道。

成组效率、安全、功率密度大幅提升

在谈到大圆柱优势的具体表现时，林建表示，首先，因为圆柱尺寸从小做到大，单体数目少了，所以实际空间利用率变大了。

其次，对BMS各方面的管控要求会少很多，成本也会下降。比如说原来18650是3Ah的，4680现在是25Ah，这就是8倍的差距，就意味着原来一个电池包可能需要8000颗的18650，现在只需要1000节的4680。

安全性方面，大圆柱比小圆柱也有提升。樊文光解释说，大圆柱一定是伴随着全极耳技术或者是特斯拉所谓的无极耳技术。这种结构还有一个热管理方面的优势，传统的单极耳最后的电流就会在单极耳上汇流出来，所以单极耳会有一个发热点，就是极耳的地方。但是全极耳或者无极耳电芯，在电池内部是没有集中发热点的，热都是在里面均匀分布的，这样对电池的整包会带来一个热管理方面的很大优势。

采用大圆柱电池之后对BMS、线路板的需求就会小很多，无形中成本都是大幅度下降的，再加上如果用CTP技术，成组的效率会进一步提高。

此外，快充性能也极大增强。采用全极耳的大圆柱之后，快充性能有进一步提升，在15分钟内，可将电池从0充至80%的电量。也就是说，一辆续航600公里的车，在充电站停10-15分钟，可以充400-500公里，已经可以媲美燃油车了。“在放电这一块，我们测试10C以上高倍率放电，电池的发热可以忽略不计。”樊文光说。

大圆柱带来的最为直观的效果就是功率密度的提升。据樊文光透露，4680功率的峰值可以达到1000W以上。

樊文光表示，具体的数据需要装车以后做一些测试，但是大圆柱至少是不亚于软包电池和大方形电池，甚至可能会更好。

在谈及与特斯拉的技术路线的异同时，樊文光也表示，他们的技术路线和特斯拉还是有所不同，但是内部的逻辑是相通的。

大圆柱直径46mm最优解

为什么是4680？

林建解释称，4680是经过计算之后的尺寸，是综合了能量密度、成本各方面算出来的最优结果。“在高度方向上，我们也会持续探索，未必是80，可能90、100mm，但是越往高做难度也越大。”

樊文光补充道，46mm相对于32mm来讲，并不会产生根本性的技术难度的跃升，都是在一代技术之内，当然这种大尺寸圆柱加全极耳技术，对设备精度的要求会有一个提升。46是不需要做迭代性推进的，深度有所提升，但是不需要额外的新的东西，是考虑制造效率、制造厂线的成本之后的最优解。

比克电池3系列大圆柱产品

在樊文光看来，特斯拉提出4680以后，其他车厂会意识到电池供应商很可能大量布局46mm这个直径的产品，反过来其他车企的成本，也会因此有所降低。“同时我们自己这边也跟客户做这样的推广，毕竟采用同样的尺寸，开发和制造成本都会比较好控制，未来4680这个型号可能会成为下一代圆柱的主流，就像当年特斯拉提出的21700一样。”

对于电池企业来说，成本是必须要考虑的大事。李丹坦言，如果大圆柱的研发生产就比克一家，比克要去做开模都很难，特斯拉电池日之后这方面确实轻松了很多。但是由于比克做了很多前期准备工作，使得4680电池的推出走在了前面。

对于未来技术的进展，樊文光认为，4680以后，未来应该就没有模组了，几年以后，基本上就是CTP为主，所以电芯的尺寸要根据整车的底盘设计、热管理、模具配合来做，还要有一些成本上的考虑。

此外，李丹还表示，“目前我们在手的客户是欧美的车厂，美国有一些是在供货，欧洲有客户也是有很好的沟通，有一些研发费在共同合作了，但是保密原因我们不能说。我们做了调整以后，相应的产品方面也做了更大尺寸，去切合客户的需求。我们做了很好的配合，也就诞生了3系列的产品，4系列的产品，未来两年是主力产品，会供在电动汽车上。”

李丹认为，未来，圆柱电池在动力电池领域的市场份额将有较大幅度提升，在2022、2023年，市场份额可能会在现在的基础上翻倍。