12月26日，特斯拉方面證實(shí)，其位于加州弗里蒙特超級(jí)工廠的4680電池生產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)周產(chǎn)電芯86.8萬枚，相當(dāng)于可以支撐每周生產(chǎn)1000多輛新車。

此外，近日，為了研究創(chuàng)新極耳設(shè)計(jì)大圓柱形電池的特性、性能和整體潛力，一則使用真實(shí)商業(yè)化的全極耳大圓柱電池驗(yàn)證數(shù)字模型結(jié)論的文章，發(fā)表于老牌能源類頂級(jí)雜志《Journal of Power Sources》（SCI一區(qū)，IF:9.794）。電池網(wǎng)注意到，研究中使用專為汽車高性能應(yīng)用設(shè)計(jì)的具有10Ah容量和最先進(jìn)的LiNi_xMn_yCo_zO₂（NMC,x>0.8）陰極和SiO_x-C陽極的圓柱形電池來參數(shù)化和驗(yàn)證建模框架，該電池由制造商深圳市比克動(dòng)力電池有限公司直接提供。

從結(jié)論來看，該研究開發(fā)了一種基于大圓柱形電池的空間分辨熱-電-電化學(xué)框架，實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的電池具有新穎的全極耳設(shè)計(jì)、最先進(jìn)的高鎳陰極和SiO_x-C陽極，并在-20°C至65°C的寬溫度范圍內(nèi)進(jìn)行了廣泛驗(yàn)證。此外，通過最佳的熱管理，本文所研究的電池實(shí)現(xiàn)了不到12分鐘從10%充電到80%SOC的快速充電時(shí)間，展示了成熟的全極耳大圓柱電池的巨大潛力。

生產(chǎn)速度提升、技術(shù)持續(xù)突破，一時(shí)間，4680大圓柱電池再次站上風(fēng)口。

乘風(fēng)起航 諸侯爭霸

當(dāng)前，新能源車推廣速度不斷提升，從終端需求來看，消費(fèi)者也直面電池安全、里程焦慮、充電不便等諸多痛點(diǎn)，而大圓柱電池的高安全性，以及兼顧高能量和超級(jí)快充等優(yōu)勢，被認(rèn)為是解決這些難題的最佳方案。

伊維經(jīng)濟(jì)研究院研究部總經(jīng)理、中國電池產(chǎn)業(yè)研究院院長吳輝在《中國圓柱鋰離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2022年）》中分析，圓柱電池以其產(chǎn)品高度標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)線高度自動(dòng)化等特征，在鋰離子電池產(chǎn)品中具備較高的競爭力。

從產(chǎn)品型號(hào)來看，由18650到21700再到即將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的4680，圓柱電池逐步向著更大的尺寸方向發(fā)展。尤其是以4680為代表的大圓柱，預(yù)計(jì)將在特斯拉的帶動(dòng)下在未來圓柱電池出貨量中占有較高的比重。

電池網(wǎng)梳理發(fā)現(xiàn)，在整車領(lǐng)域，特斯拉、蔚來、寶馬等多家車企已將目光投向4680等大圓柱電池。此外，跟隨車企步伐，與特斯拉合作的松下、LG新能源、三星SDI，與寶馬合作的寧德時(shí)代、億緯鋰能、遠(yuǎn)景動(dòng)力已在推進(jìn)4680圓柱電池產(chǎn)能建設(shè)。另有比克電池、蔚藍(lán)鋰芯、力神電池、國軒電池等電池廠商也在發(fā)力4680領(lǐng)域，隨著技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)計(jì)未來還將有更多的車企與電池企業(yè)加碼大圓柱電池領(lǐng)域。

吳輝指出，目前，在46系列大圓柱方面，全球范圍內(nèi)僅特斯拉和松下基本實(shí)現(xiàn)車用大圓柱的早期批量化生產(chǎn)；其次，LG、億緯鋰能、三星和寧德時(shí)代均計(jì)劃在2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；其他的企業(yè)包括比克電池等在大圓柱領(lǐng)域儲(chǔ)備較多，擁有完善的中試線產(chǎn)品。

產(chǎn)能與目標(biāo)懸殊 創(chuàng)新與突破持續(xù)

雖然大圓柱電池陣營頭部電池廠眾多，但產(chǎn)能速度遠(yuǎn)未達(dá)預(yù)期。

特斯拉自2020年對外發(fā)布46系列，對比年初產(chǎn)能數(shù)據(jù)，雖然目前弗里蒙特工廠的產(chǎn)能已提升到年初的約20倍，卻仍與目標(biāo)產(chǎn)能相差懸殊。

根據(jù)此前的規(guī)劃，弗里蒙特工廠的4680電池年生產(chǎn)能力將達(dá)到10GWh，大概可以滿足15萬輛電動(dòng)汽車的需求，但根據(jù)特斯拉最新公布的產(chǎn)能進(jìn)度推算，該工廠的年產(chǎn)能只能滿足4.8萬輛電動(dòng)汽車的需求；得州超級(jí)工廠的電池產(chǎn)能原規(guī)劃年內(nèi)將建成60GWh，但實(shí)際電池產(chǎn)能未知；德國柏林的工廠預(yù)計(jì)建成后達(dá)到20GWh，但在2022年9月，出于獲取補(bǔ)貼和生產(chǎn)成本的考慮，特斯拉著手開始將德國的產(chǎn)線遷回美國本土。

吳輝分析，目前46系列大圓柱電池的工藝難點(diǎn)還是在全極耳技術(shù)，有較高的技術(shù)壁壘，尤其分切、注液、揉平和激光焊接等環(huán)節(jié)容易產(chǎn)生金屬碎屑、焊渣、以及出現(xiàn)極耳一致性差等問題，從而使得大圓柱電池的良品率還相對較低。另外，下游車企驗(yàn)證46系列大圓柱產(chǎn)品也需要一定的時(shí)間，除了特斯拉批量使用之外，奔馳、寶馬等企業(yè)也都處于驗(yàn)證階段。下一步就是企業(yè)需要在工藝層面解決46系大圓柱生產(chǎn)中的問題，提高其良品率，進(jìn)而真正的降低生產(chǎn)制造成本促進(jìn)其在下游車企中的批量應(yīng)用。

除了良品率及應(yīng)用端的驗(yàn)證，大圓柱電池還需要加強(qiáng)技術(shù)工藝的改進(jìn)提升。

值得注意的是，在技術(shù)創(chuàng)新方面，比克全極耳大圓柱電池同時(shí)突破了能量密度（續(xù)航）和快充兩大核心性能局限。一方面，憑借圓柱結(jié)構(gòu)，通過搭載高鎳正極、硅負(fù)極、摻硅補(bǔ)鋰等先進(jìn)技術(shù)，能量密度可大大提升，為整車提供800公里以上的續(xù)航里程。另一方面，大圓柱電池能夠在保障安全和足夠的續(xù)航里程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升快充性能，其12分鐘快充性能在上文介紹的《Journal of Power Sources》文章中也得到了驗(yàn)證，助力電動(dòng)車使用體驗(yàn)媲美燃油車。

此外，對于布局大圓柱電池的企業(yè)，吳輝建議，要加強(qiáng)工藝的研發(fā)，提高產(chǎn)品的良品率，進(jìn)一步降低成本。比如率先將良品率提升到傳統(tǒng)的18系和21系的水平必定會(huì)領(lǐng)先競爭對手。

其次，大圓柱的優(yōu)勢是標(biāo)準(zhǔn)尺寸帶來的生產(chǎn)效率的提升，電池企業(yè)應(yīng)聯(lián)合設(shè)備企業(yè)研究高速的自動(dòng)化生產(chǎn)線，尤其是在大圓柱領(lǐng)域要盡量做到每個(gè)環(huán)節(jié)全自動(dòng)化生產(chǎn)，讓大圓柱電池的制造成本優(yōu)勢明顯體現(xiàn)出來。

率先布局 未來可期

比克電池與特斯拉的無極耳概念類比，經(jīng)過多年的探索，在2019年左右，形成了獨(dú)有的全極耳技術(shù)路線。通過定向泄壓技術(shù)，比克全極耳大圓柱電池可以做到整車層面零熱擴(kuò)散，保證電池包整體的安全和電池全生命周期品質(zhì)的始終如一。

自2021年初在國內(nèi)率先發(fā)布全極耳大圓柱電池至今，比克電池在大圓柱電池技術(shù)研發(fā)和市場化推進(jìn)上持續(xù)領(lǐng)先，訂單和意向客戶持續(xù)增加。

產(chǎn)品方面，比克大圓柱電池目前主要有46系、3x系和26系等系列，電芯高度覆蓋70mm到160mm。比克46系電芯去年開始陸續(xù)有樣品批量交付，性能表現(xiàn)符合預(yù)期，依據(jù)8-15分鐘的不同快充能力，目前電芯能量密度在280Wh/kg至330Wh/kg之間。比克26系則以26105鋁殼電芯為主，目前處于B樣階段，應(yīng)用于整車可達(dá)700公里以上續(xù)航，快充12分鐘以內(nèi)可達(dá)500公里續(xù)航，預(yù)計(jì)將于2024年量產(chǎn)，屆時(shí)能量密度將高達(dá)290Wh/kg。3x系則處于二者之間，是比克為了進(jìn)一步綜合優(yōu)化性能、成本、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等因素在開發(fā)的新平臺(tái)。

除了產(chǎn)品和市場的規(guī)劃，比克電池在產(chǎn)能擴(kuò)充上也將迎來實(shí)質(zhì)進(jìn)展，未來幾年，公司計(jì)劃分兩個(gè)階段在海內(nèi)外擴(kuò)充80GWh的電池產(chǎn)能。同時(shí)，公司也將持續(xù)向碳中和目標(biāo)邁進(jìn)，打造零碳工廠，滿足碳排放和碳足跡的需求，以行業(yè)領(lǐng)先水平為目標(biāo)，持續(xù)減少碳排放，積極探索電池全生命周期碳中和路徑。

作為國內(nèi)率先量產(chǎn)高鎳正極+硅負(fù)極材料體系的鋰電企業(yè)，比克電池在化工原料、精密結(jié)構(gòu)件和生產(chǎn)設(shè)備上有長期持續(xù)的技術(shù)布局。多年來，公司與容百科技、當(dāng)升科技等眾多國內(nèi)供應(yīng)鏈頭部企業(yè)攜手成長，建立了長期穩(wěn)定的合作意向和彼此信任的合作關(guān)系。除此之外，公司還通過與合作伙伴們長期共同研發(fā)前沿技術(shù)和新型材料，在產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中形成了一定的技術(shù)牽引力。

與此同時(shí)，比克電池產(chǎn)業(yè)鏈布局也注重“軟實(shí)力”，在基于數(shù)字化工廠解決方案、人工智能生產(chǎn)制造和管理方案，持續(xù)提升智能制造實(shí)力，同時(shí)布局零碳工廠方案，未來大圓柱生產(chǎn)基地也將采用100%綠電，力求在智能制造和綠色生產(chǎn)上更進(jìn)一步。

吳輝指出，大圓柱電池解決了小圓柱單體容量小，成組效率低的問題，未來不光是在電動(dòng)汽車，包括在家庭儲(chǔ)能、小動(dòng)力等領(lǐng)域也會(huì)大量的應(yīng)用。隨著布局大圓柱電池企業(yè)越來越多，未來市場前景可期。

“2030年，全球新能源汽車用動(dòng)力電池預(yù)計(jì)將達(dá)到4500GWh”，吳輝預(yù)計(jì)，隨著大圓柱制造工藝的逐步成熟，其標(biāo)準(zhǔn)的尺寸使得其生產(chǎn)線將高度自動(dòng)化，加上其較高的能量密度使得其成本優(yōu)勢相比方形和軟包將非常明顯，按照2030年全球車用動(dòng)力電池中25%的比例使用大圓柱，其市場需求量將達(dá)到1125GWh，以4680大概26Ah估算，將超過100億只。如果疊加在儲(chǔ)能和小動(dòng)力中的需求量，將遠(yuǎn)超這一數(shù)據(jù)。

在技術(shù)創(chuàng)新“硬實(shí)力”和產(chǎn)業(yè)鏈布局“軟實(shí)力”雙重助力下，比克電池有望乘大圓柱行業(yè)發(fā)展東風(fēng)，加速駛上發(fā)展快車道。