大圆柱电池量产之路：从披荆斩棘到康庄大道 | 盖世汽车研究院

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自特斯拉在2020年提出明日之星-4680电池概念后，全球产业迅速响应，多家企业纷纷跟进。宝马选择了宁德时代、亿纬锂能和远景动力作为其大圆柱电池供应商，而蔚来公司也自主研发了大圆柱电池，这些举措持续推动着大圆柱电池技术的发展。特别值得一提的是，特斯拉和亿纬锂能的46系大圆柱电池都在2023年实现了量产上车，使得大圆柱电池备受瞩目。基于此，盖世汽车进行了大圆柱动力电池的产业研究，以供各行业相关人士参考。

根据封装方式和形状的不同，锂电池可以分为方形、软包和圆柱三种形态。方形电池单体容量大，成组效率高，但存在型号繁多、一致性差等问题；软包电池体积小，散热性能优异，能量密度高（相同容量下，软包电池采用铝塑膜比钢壳或铝壳电池轻很多），但存在鼓包、技术难度高等问题。相较于方形和软包，大圆柱电池标准化程度高，其生产效率及一致性优势明显，而且随着大圆柱电池尺寸升级，同时适配更高能的正负极材料，其能量密度也将明显改善。

但在整个量产过程中，大圆柱电池仍存在不少产业痛点与挑战：

在全极耳制备与焊接方面，存在着一些技术难点需要克服。首先，极耳模切和揉平、集流盘焊接等工序中，需要解决一系列挑战。例如，极耳模切需要确保正极留白和分切对切割质量、卷绕对齐精度的高要求。此外，揉平的难点在于需要控制生产节奏，确保压平精度和力度，以避免集流体受损或产生碎屑和粉尘等。而焊接过程中，需要应对焊点数量多、焊接精度、熔深控制和压力控制等方面的要求，以确保避免虚焊和焊接穿孔等问题的发生。克服这些难点，将有助于提高全极耳制备与焊接的质量和效率。

在干法工艺方面，目前整个产业还处于发展阶段，虽然进展相对缓慢，但干法工艺已经取得了一些成绩。它不仅减少了极片的干燥时长，同时也无需回收有机溶剂，这对生产设备投资、生产效率以及厂房面积等方面都有相当大的回报。这些优势有望降低电池成本，因此一直深受产业的研究和关注。尽管在大圆柱动力电池生产过程中干法工艺还存在着生产效率低以及粘结剂纤维化等挑战，但特斯拉已经成功采用了干法制备来生产负极。同时，国内也有不少企业在积极研究突破干法工艺，例如清研电子、纳科诺尔和嘉拓智能等公司。他们的努力将不断推动干法工艺在大圆柱电池生产领域的发展和应用。

在2023年的市场应用中，国内圆柱构型的动力电池占据了6%的市场份额。在这些圆柱电池中，高达80%属于26系及以上大圆柱动力电池，其中又以34系、32系、60系和46系产品为主流。此外，有近70%的圆柱形动力电池被应用于A0级别及以下的小型车辆中，主要以长安Lumin、宏光Mini EV、吉利几何E等为代表。

另外，在产业布局方面，特斯拉与宝马等重量级企业对于46系列大圆柱电池的明确需求起到了风向标的作用。这种需求不仅催生了其他车企的迅速反应，也促使了配套的第三方供应商们加快步伐，共同推进46系大圆柱动力电池的产业化进程。在这个进程中，4680和4695两种型号的电池无疑成为了布局的重点，它们正成为产业发展的焦点。

随着全球对大圆柱电池的市场需求不断攀升，大圆柱动力电池产能布局也迅速扩张。根据公共信息源的汇总分析，目前全球主要针对46系列大圆柱电池的产能规划已经突破了500GWh。在这场产能增长的竞赛中，特斯拉和亿纬锂能显得尤为突出，它们分别规划了超过200GWh以及100GWh的庞大产能，引领行业发展。

回首过去，大圆柱形动力电池的发展历程充满了曲折。尽管如今特斯拉和亿纬锂能等企业已经实现了大圆柱电池的量产，但它们在性能、成本等关键指标方面，也尚未完全达到预期。要实现真正的大规模交付，产业仍需继续提高生产良率，并在设备和工艺层面加速创新，以便为大圆柱形动力电池的腾飞铺平道路，走上真正的康庄大道。

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