本次車展，動(dòng)力電池可謂是好戲連臺(tái)，精彩紛呈，國(guó)內(nèi)超過8家電池廠商參加車展并帶來了新的產(chǎn)品和技術(shù)，這在之前車展和展會(huì)上是見的比較少的。

(資料圖片僅供參考)

其中有基于電池正負(fù)極，隔膜電解質(zhì)等材料創(chuàng)新的凝聚態(tài)電池，鈉離子電池，硅材料電池等。但比較有意思的是本次參展的電池供應(yīng)商將近一半都推出了46系大圓柱電池。

熟悉電池的人都知道，動(dòng)力電池主要分：

Cylindrical圓柱形電池（是最便宜的格式，縱觀整個(gè)電子行業(yè)，）

Prismatic棱柱形電池（最常見的汽車電池形式，因?yàn)樗鼈兛梢悦芗b并節(jié)省成本）

Pouch軟包電池（最有效的空間利用）

其中軟包電池以其密封的柔性箔作為容器，以具有更輕的結(jié)構(gòu)而聞名，所以能量密度比高，不少歐美電車一直使用，但是由于制造難度大，成本高，而且在熱失控方面更加難以控制。所以國(guó)內(nèi)寧德時(shí)代等巨頭一直推的是棱柱形電池，如果看統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)汽車動(dòng)力電池基本上是棱柱形電池的天下。

但是隨著特斯拉在兩年前宣布采用4680系列大圓柱，46系列大圓柱電池可以實(shí)現(xiàn)高性能（充電和續(xù)航高性能），高安全（熱失效）而且在技術(shù)突破之后還有很高的制造效率。所以接下來寶馬汽車也將采用4695，有消息表示通用汽車也將采用46系列大圓柱電池，他和三星SDI在美國(guó)建的電池廠，很可能就是生產(chǎn)46系列大圓柱電池。

而這次上海車展上看到國(guó)內(nèi)超過4家電池廠商推出46系列大圓柱電池，其實(shí)可以察覺46系列大圓柱將大面積上量，國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈崛起。

圓柱電池的型號(hào)有14650、18650、21700、32650、4680（以電池的標(biāo)準(zhǔn)化尺寸命名，如4680圓柱電芯為直徑46mm x 高80mm）。18650代表最成熟的技術(shù)，SONY于1992年研發(fā)，特斯拉汽車電池最早開始就是使用18650 三元鋰電池，特斯拉的開始車型Roadster 和 Model S一臺(tái)車大概就使用6,000-9,000 節(jié)14650電池。直到2017年，特斯拉與松下共同研發(fā)了更大的 21700 圓柱電池，并將其首次Model 3 上，采用 NCA+硅碳方案，單體容量較18650 電池提升約 35%，并一直到現(xiàn)在是特斯拉汽車應(yīng)用最廣泛的電池電芯。

圓柱電池優(yōu)點(diǎn)：

易于制造和良好的機(jī)械穩(wěn)定性。圓柱結(jié)構(gòu)可以承受高內(nèi)部壓力而不變形，圓柱形電池比方形電池具有更好的散熱性。

圓柱形電池每安培小時(shí)有更多的連接，這意味著比方形電池更多的功率和更快的放電速度。

圓柱形電池非常適合高性能應(yīng)用，棱柱形電池更適合優(yōu)化能源效率。

從制造角度來看，圓柱電池和生活當(dāng)中瓶子類似，看過特斯拉的4680系列制造流水線視頻，圓柱形產(chǎn)品可以極大減少制造中異形和不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，從而可以節(jié)省制造人力時(shí)間成本。

圓柱電池的問題：

但是傳統(tǒng)的小圓柱電池，例如特斯拉汽車電池最早開始就是使用18650 三元鋰電池，Model S中就有6,000-9,000 節(jié)小圓柱電池，由于相對(duì)于軟包和棱柱形電池來講有更多的單體圓柱，那么問題就來了：

每個(gè)小圓柱都有鐵或者鋁的外殼，顯然能量比高不了。

另外達(dá)幾千個(gè)小圓柱電池焊接如何確保結(jié)構(gòu)

多達(dá)幾千個(gè)小圓柱電池如何確保充放電的軟件管理？

所以，小圓柱電池在國(guó)內(nèi)環(huán)境應(yīng)用生態(tài)難，但是轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在電動(dòng)車教父特斯拉喊出的4680大圓柱電池。

從小圓柱到46系大圓柱，同樣的電池包容量，可以減少電池，減少數(shù)量意味著可以節(jié)省30-40% 的電池組外殼鋼材。還意味著減少電池連接，減少電芯意味著 4680 格式只需要 1,800 個(gè)連接，而 2170 格式需要超過 8,800 個(gè)連接。

4680 電池最大的創(chuàng)新是新增無極耳技術(shù)，又稱全極耳技術(shù)，通過縮短電子移動(dòng)路徑、擴(kuò)大散熱面積，改善 了單體電芯增大帶來的熱量增加問題，突破了電池的快充瓶頸。

電池極耳（或端子）是承載電池電流的正極 (+) 和負(fù)極 (-) 連接器，隨著電池容量越來越大，電子需要移動(dòng)更長(zhǎng)的距離，從極耳移動(dòng)，當(dāng)極耳少而且相對(duì)電阻大的時(shí)候，電子就會(huì)升溫而失去能量。通過增加極耳對(duì)使電子行進(jìn)的路徑更短，這意味著電池充電和放電更快。更快的放電意味著更好的功率性能。充電和放電產(chǎn)生的熱量更少，意味著能源效率更高。也不需要額外的組件進(jìn)行冷卻。

在 Tesla 4680 電池中，tabless 設(shè)計(jì)應(yīng)該更好地描述為具有許多極耳的電池，圖中每個(gè)折疊的引腳代表 1 個(gè)極耳。電極的整個(gè)邊緣（如圖中的橫截面所示）負(fù)責(zé)傳熱和電流傳輸，而不是單個(gè)接片。由于這種無表設(shè)計(jì)，電子行進(jìn)的最大距離是電極的直徑而不是高度。

但極耳到母線連接的核心工藝，激光焊接工藝要求高，是目前技術(shù)的難點(diǎn)，但顯然這次車展情況，可知國(guó)內(nèi)已經(jīng)有此類問題解決的供應(yīng)鏈。

特斯拉設(shè)計(jì) 4680 電池時(shí)，創(chuàng)新引入了干電極技術(shù)，具體過程為不使用溶劑，直接將少量（約 5-8%） 細(xì)粉狀 PTFE 粘合劑與正/負(fù)極粉末混合，通過擠壓機(jī)形成薄的電極材料帶，再將電極材料 帶層壓到金屬箔集

電體上形成成品電極，化簡(jiǎn)了濕法中的漿制、涂布烘干和溶劑回收過程， 極大提高了極片制備的效率，并節(jié)約了制作成本。

目前圓柱電池基本都朝著這些路徑進(jìn)發(fā)，所以本次車展46系列大圓柱電池的展示很多預(yù)示著46系列國(guó)內(nèi)產(chǎn)品技術(shù)供應(yīng)鏈崛起，46系列大電池將會(huì)在接下來幾年迅速上量。

參考文章以及圖片

*未經(jīng)準(zhǔn)許嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載和摘錄-獲取參考資料方式：

1、4680大圓柱電池將帶來哪些設(shè)備投資機(jī)會(huì)？中航證券

2、Dry Process - Deep Dive -TECHtricity

3、29-Li-Ion-Cylindrical-Hard-Case-Cells-Market-2022-ver4

4、Intoduction, History, Types and Application of Lithium ION Battery (A Review) Ajmal Shariff1#, Salman Khan2#, Arshad Ahmed1, D. M. Srinivasa1, Asha M. S3 and Zabiulla3*

5、鋰電新技術(shù)：大圓柱雖遲但到，產(chǎn)業(yè)鏈或乘風(fēng)起 - 天風(fēng)證券

原文標(biāo)題 : 2023上海國(guó)際車展-動(dòng)力電池趨勢(shì)，46系列大圓柱國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈崛起