2023百人会|樊文光：大圆柱电池如何牵动电动车产业全局

　　2023年3月31日- 4月2日，2023中国电动汽车百人会论坛在北京钓鱼台国宾馆举行。本次论坛将围绕“推进中国汽车产业现代化”主题，邀请各路代表，围绕全球汽车产业发展形势、新能源汽车高质量发展路径、中国智能网联汽车发展战略等多个话题展开讨论。

　　在3月31日进行的第三届双智论坛上，深圳市比克动力电池有限公司副总裁 樊文光发表了主题为“大圆柱电池如何牵动电动车产业全局”的演讲，以下是内容摘要：

　　深圳市比克动力电池有限公司副总裁 樊文光

　　尊敬的各位院士，各位来宾，各位领导，线上的朋友们，上午好!我是深圳市比克动力电池有限公司的樊文光，非常荣幸参加本届百人会论坛，我今天分享的主题是大圆柱电池如何牵动电动车产业全局。

　　这是圆柱动力电池上下游的产业图谱，今天从各个板块的视角看一下大圆柱电池会为整个产业链带来哪些变化，首先我们从电动汽车开始。

　　电动汽车的发展状况非常迅猛，2022年世界范围内的渗透率已经达到10%左右，在我们国内接近了30%。目前第二代电动车的安全性和续航性能，已经达到了基本满足城市内的通勤，偶尔也可以跑长途的水平。到2035年，电动车将占全球汽车销售的50%以上，也意味着电动车逐步深入到燃油车市场，作为首购车和家庭的主力车。但是目前与燃油车相比，我们的电动车还存在着一些性能方面的短板，制约着我们进一步的推进。

　　在网络上，大家对电动车关注点，主要有安全性、续航里程，充电能力等等，这些都是我们动力电池强相关的。如何解决这些痛点?我们联合给出的一个解决方案，就是今天要讲的大圆柱动力电池。上一届百人会论坛上，我曾经展示过一个表，当时处在第一梯队的只有特斯拉一家，我们在第二梯队，当时只有宝马一家，一年后的今天，北美已经有特斯拉、通用等至少4家车厂，欧洲有宝马等等至少3家，国内蔚来、江淮等等至少6家车厂都有明确的意向关于大圆柱的纯电平台，而且其中有不少是在高端产品线全部采用大圆柱的。随着大家对于圆柱动力电芯的重新审视，在欧洲和美国市场，对传统的2170的兴趣也在逐渐升温。

　　接下来我们针对刚才每个痛点，论述一下为什么大圆柱电池会被认为是下一代电动汽车的最佳选择。这个首要的因素还是来自于圆柱的形态，可以带来最高的安全性，通过左边的图，可以看到圆柱形是最好的压力容器，我们锂电池内部，因为极片容易碰撞产气，随着使用，压力还会逐渐升高，而且我们能量密度越高，这种问题就越凸显，追求高能量密度的体系，最佳的选择就是圆柱形。从2170到4680，在技术进步的背景下，对安全、成本和性能再平衡的产物。我们的观点是对于任何高容量的体系，在任何的极端情况下，都能通过设计和实验验证，保证电芯的侧壁不受破坏，保证在整包的层面上，安全是完全可控的，保持零热扩散的状态，使电动车不再和“起火”和“爆炸”这些词语挂钩。

　　说到续航，目前电动车基本上已经可以满足城市内的通勤，但是对于城市间的长途旅行，还有冬季低温的续航打折问题，还是制约很多人对于电动车的选择。续航主要是由电池能量密度和整车的能量效率决定的，在能量密度方面，圆柱电池可以适用目前所有的，包括能量密度最高的半固态和全固态的体系。而且另外在昨天的会议上，李部长也论述了高能量密度电池也是节能减碳的实现路径。第二方面是能量效率，除了高能量密度电池有相对低的电池自重，我们大圆柱普遍使用的全极耳技术，使得我们使用过程中的欧姆热和散热所需要的能量浪费都大大降低，达到我们同样的装机电量下，电池可以提供更长的续航。第三个方面是低温问题，本身大圆柱使用三元体系，其实不存在磷酸铁锂的低温问题，再加上电池的低阻抗结构，以及比克原创的低温电解液配方，使我们的电池在低温下依然能够提供和常温相比不打折的续航。

　　说到快充，电动车未来的途径，是比当前燃油车更加方便，我们在家里，在商场，在公司，都可以慢慢充电，刚才都论述过超级快充，将来使用的场景会发生在城市间的高速，或者是像欧美充电桩密度比较低的地区。说到电池的技术，我们2021年交付的样品，当时有280瓦时/公斤，在常温下12分钟，零下20度是15分钟之内，这个结果发在了学术期刊上。

　　要实现超级快充的路径，首先化学体系要有足够高的能量密度，在体系和结构的设计上，要有相应的优化，充电策略的设计，也是非常重要的课题。

　　另外一个就是成本，大圆柱电池有时候会给人成本比较高的第一印象，这是来自于高能量密度的主材，很多还没有达到规模化。但是这些主材不只是大圆柱面对，整个行业，到下个阶段都会面对。其实结构件的确成本贵一点，但是结构件的占比比较小，很多是为了安全性来买单，其他所有方面，大圆柱电池都是有成本优势的，比如高效率、高一致性带来的最低的加工成本，以及行业的标准化和规模化，使在车企端，包括平台的升级迭代，都会带来巨大的潜在的成本节省。

　　我们综合起来，BAK层面会得到关键的数据，首先基准肯定是零热扩散，单体电池不会蔓延到整包，做到整车级别绝对的安全，其余的指标都是给出了范围，因为有些客户比较重视快充，有的重视高容量密度，但是我们都能保证5-10分钟补充300、400公里的续航，这样就可以完全满足城市间长途旅行的需求。此外，我们同一种BAK设计可以搭载不同的化学体系，可以很方便的实现汽车产品的差异化定位。

　　最后来整体回顾一下电动车动力电池的开发思路，下一代电动汽车要彻底取代燃油车，必须在各项关键指标上，至少要与燃油车相当，之后我们降低经济成本和环保成本的权重就会变得越来越大，逐渐成为最关键的课题，现在大圆柱电池是当前为数不多可以把逻辑讲通的方案。

　　接下来介绍一下动力电池的制造板块，包括比克动力在大圆柱电池的进展情况。首先，大圆柱这个板块的发展是非常迅速的，至少有10家以上的全球头部的动力电池企业，包括一些车厂都在研发大圆柱动力电池，目前行业里的顶尖水平可以达到300PPM的生产效率，一分钟可以生产300支电芯，一条单线的年产能可以达到10Gwh以上，效率和成本都是非常优秀的。

　　把这个圆柱电池尺寸做大，其实并不简单，经历了很多年的时间，我们现在的46大圆柱相比于传统的2170，在设计上有更多的飞跃，今天因为时间的关系，我们只讨论一下BAK和整车相关的外部结构的设计。首先，由于单体变大，而且有更高的快充排放的性能，大圆柱电池的极柱侧普遍是采用图中右边的这种设计，有一个又大又平整的焊接面，这样在装包的时候支持各种各样的焊接方式，也可以避免焊接的时候损伤下面的密封圈，充分保证大圆柱电池在使用时候的适应性和易用性。

　　关于底部的设计，早期普遍采用传统的封口设计，但是现在不少厂家采用右边这种焊接式的封口，这两种方式各有优劣，对应的工艺路线也有较大的不同，目前行业里面还没有非常确定的定论。

　　讲到比克动力的大圆柱产品规划，首先我们需要有一个各方面都可以媲美燃油车的六边型选手，我们会推出有代表性的首代产品，明年开始量产，能量密度会达到280瓦时/公斤以上，同时支持4C的快充。这条高性能线，首先从轻量化和化学体系持续优化的方向，达到350瓦时/公斤以上。同时，我们未来三年内推出能量密度超过330瓦时/公斤的准固态产品。为了满足经济型社会的需求，我们也会同步推出相同平台的低成本系列，结合圆柱电池兼容性好的优势，能够提供远超传统磷酸铁锂，又价格相仿的产品。

　　大圆柱电池对行业的推动，在我们探索过程中积累下来的技术，比如全极耳技术，可以反哺给传统的2170产品，我们有优异的工艺性能，可以拓展应用边际，在各个领域，比如电动工具，混动汽车，会有全新的性能表现。

　　回归到我们做新能源的初心，也是全行业发展的核心竞争力，比克电池一直在积极拥抱和推动着双碳战略和可持续发展战略，落到具体的实处，从自身角度看，要率先实现我们在电池制造环节的碳中和，通过能耗优化和逐步使用清洁能源，我们会保证全生命周期碳足迹的追溯。动力电池的碳排放大头还是在上游的原材料，我们会积极推动全产业链的融合合作，同时积极布局电池回收，形成闭环。这里值得一提的，因为大圆柱电池是高度标准化的产品，也是最容易进行电池回收的，我们为了切实践行发展战略，将在常州建设大圆柱的生产基地，规划了产能是30Gwh，将是一座全自动化的生产基地，同时，它所生产的能源将100%采用清洁能源。

　　数字化战略，也是我们实现高效低碳生产的重要一环，因为时间关系，就不展开讲了。

　　最后一部分，我们来阐述一下大圆柱电池对产业链上游带来的商业机会，因为时间关系，就罗列一下，希望达到抛砖引玉的目的。

　　首先是四大主材，正极方面，在高镍低钴这个领域会有一个续存量的释放，以及相应的单晶合成技术和包覆技术等等，会形成强大的竞争力。在负极侧，主要是针对4C以上的快充，会有很大的需求。此外，因为大圆柱的电池，硅的添加量比较多，新型硅碳材料也会有相当大的市场，还有针对正极和负极的技术。

　　辅材方面，主要是围绕着极片加工使用性能。在黏结剂这块，正极需要匹配高镍，负极需要抑制硅带来的膨胀等等。此外，结构件涉及到拉伸冲压注塑等等精密加工，这方面的市场也非常广阔。

　　设备的关键字就是“高速”，潜在的诉求是“稳定”。圆柱电池的生产是几种形态里面自动化程度最高的，要达到300PPM以上的生产效率，首先极其优秀的生产管理是必不可少的。同时，设备和物流这块，也需要非常精准的配合，大圆柱电池工艺最大的挑战点就是焊接技术，包括激光焊和超声焊，再叠加上高速自动要求，是我们挑战和机遇都很大的环节。

　　最后是解决方案，有很多内容是我们电池制造环节通用的解决方案，需要针对大圆柱电池的特点做相应的适配。

　　作为电动车的心脏，大圆柱动力电池将会是新能源汽车产业链高质量发展的重要一环。感谢各位的聆听，祝本次大会圆满成功，谢谢大家!