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  近日，配装亿纬锂能大圆柱电池的江淮瑞风RF8正式上市，吹响了大圆柱电池量产应用的号角。事实上，进入新的一年，不少动力电池企业也陆续分享了发展大圆柱电池的最新动态。从最初借特斯拉的声势走到台前，到后来国内企业默默发力，大圆柱电池的研发量产一直是一条不可忽视的“暗线”，因为它或将深刻影响动力电池乃至新能源汽车产业的发展轨迹。

  除了配套的整车上市以外，近期还有不少大圆柱电池量产的消息浮出水面。亿纬锂能公告显示，截至2023年11月初，公司圆柱磷酸铁锂电池已取得的未来5年客户意向性需求合计约88GWh；大圆柱三元锂电池已取得未来5年客户意向性需求合计约486GWh。同时，亿纬锂能大圆柱电池产能正逐步提升，年产能20GWh的大圆柱电池工厂已在湖北荆门基地建成，项目一期于2023年2月投产，二期首批设备于2023年11月30日开始进场。

  1月28日，恒泰科技新一代全极耳大圆柱电池项目在中韩（惠州）产业园起步区正式投产。该项目是目前国内第二条46系列大圆柱全极耳电池量产生产线磷酸铁锂电池，年产能达1GWh。据悉，恒泰科技在2020年开始开展46系列大圆柱锂电池的研发、制造和销售，产品可兼顾动力与储能领域。

  2023年11月，中创新航在全球合作伙伴大会上表示，将在2024年四季度实现46系列6C充电倍率大圆柱电池的量产。去年，中创新航发布名为“顶流”的圆柱电池，该款产品采用顶流结构与“极质”电解液技术，结构内阻较全极耳结构下降50％，单位体积内的包含的能量可达300Wh/kg，可以在一定程度上完成6C＋快充。

  作为国内较早布局大圆柱电池的企业，比克一直在该领域不停地改进革新、加强布局。比克电池林建向《中国汽车报》记者透露，2024年，比克郑州二工厂将实现大圆柱电池的量产，项目一期产能达15GWh，二期规划产能也是15GWh。其中，比克电池计划2024年底先完成2.5GWh大圆柱电池的量产，后期产能将逐渐爬坡，2026年达产15GWh，2028年达产30GWh。

  此外，2023年7月，比亚迪采购官方微信号发布招募公告，拟对2023年大圆柱电池全自动烘烤线设备实行供应商公开招募。去年，还有传闻称，蔚来汽车将携手蜂巢能源共同研发大圆柱电池。

  另据获悉，欣旺达日前在投资者互动平台上表示，公司大圆柱电池正在与客户进行研发，目前处于中试水平，后续将按照每个客户的需求逐步进行产能布局。

  向记者表示，自2020年特斯拉在电池日上推出4680大圆柱电池以来，由于具有性能、成本等优势，我国主要动力电池企业也选择了布局大圆柱电池。“经过近几年来的发展，我国大圆柱电池的技术水平和产线工艺得到了快速提高，但产品尚未实现规模化量产，仍处于小批量出货、送样的量产初期阶段。”他介绍道。

  《2023中国大圆柱锂电池行业发展蓝皮书》显示，截至2023年10月，全球大圆柱电池已布局产能超450GWh，目前46系列大圆柱全极耳电池在国外已实现量产，国内处于小批量出货、送样阶段。

  在动力电池产业高质量发展如火如荼之时，业界曾乐观预判2023年将是大圆柱电池的量产元年，但遗憾的是，2023年已逝去，大圆柱电池的量产进程并未如预期那样迅速推进。

  车夫咨询合伙人曹广平对记者坦言，大圆柱电芯能使动力电池具有更大能量密度和成组系数的优势，但在散热要求和量产难度这两方面暂时呈现出劣势。正反两方面的因素博弈，导致大圆柱电芯虽有进展却进展有限。他称，大圆柱由于电芯体积和容量变大，减少整个电池管理系统规模看似成立，但也对电芯内部大面积涂布和压实密度等的一致性提出了更高要求。

  事实上，最早宣传大圆柱电池的特斯拉也在量产目标上“跳票”了。2023年11月，特斯拉Cybertruck电动皮卡交付活动在其美国得州超级工厂举行。Cybertruck是特斯拉首款全面采用4680电池的车型，为确保充足的电池供应，特斯拉于2023年9月下旬停止4680版Model Y的销售。而根据特斯拉此前立下的目标，2022年将有能力生产100GWh的4680电池，满足130万辆电动汽车的需求。从目前的交付进度来看，特斯拉距离100GWh的4680电池产量目标依旧还有较远的路要走。

  真锂研究创始人、总裁墨柯对记者表示，圆柱形电池的主要优点是效率高和一致性好，所以从小圆柱到大圆柱的演进过程中，需要在保持其原有优势的基础上扩大容量。“但这也给生产带来了较大挑战，要在保证高效率的同时做到高一致性。除了这一点外，行业在研发大圆柱电池时，还希望做到技术上的升级，甚至一步到位，比如特斯拉希望应用无极耳、干法技术等，从而进一步增加了产品量产的难度。”他认为。

  “大圆柱电池量产进程不达预期的根本原因是没有完全解决工艺问题，导致成品率较低，成本偏高。今年如果还不能解决工艺问题，大家会调整预期，可能放弃干电极工艺，降低全极耳连接要求，以实现大圆柱电池的量产。”某头部动力电池企业技术中心总工程师王毅（化名）向记者透露。

  大圆柱电池量产离不开产业链的协同，设备、工艺布局、包括单体产品本身性能测试等需要同步升级。林建从3个方面分析了目前大圆柱电池的量产挑战。首先是工艺，表面上看，大圆柱电芯制造的各道工序，无论相比传统的小圆柱电芯，还是其他形态的电芯都变得更简洁高效，但实际上技术方面的要求更高。完美地焊好成百上千个电芯不算得上什么挑战，难的是成百上千万甚至上亿个电芯、几十亿次的焊接，都要保证在一个很小的范围内波动，才可以做到一致性和可靠性要求。第二是原材料，圆柱电芯的尺寸越大，意味着要卷绕更多圈的极片，而且需保证每圈极片都平行而且对齐，这一些因素需要从电极的配方原材料开始考虑，如何改善正负极材料本身的加工性，以及提高箔材和隔膜的抗拉性等，都对上游材料供应商提出新的挑战。第三是减碳，“双碳”目标对产能质量提出了更加高的要求，低碳甚至零碳工厂已慢慢的变成为标配，这要求企业使用回收材料，提高生产效率，使用清洁能源等。值得一提的是，圆柱电芯的高度标准化及形态对称性，使得大圆柱电池在回收和梯次利用方面都更具优势。

  尽管大圆柱电池量产时间表被整体推后，但显然这并不代表其发展前途就此黯淡。其实，在动力电池产业近年来的技术和产品路线规划中，大圆柱电池依然非常关注，企业和科研机构也在积极开展研发和试产。

  一项市场研究显示，预计2022～2027年，全球大圆柱电池出货量将有35倍的增长空间，在此期间中国大圆柱电池生产设备的市场规模将有14倍以上的增长空间。

  在2020年电池日上，特斯拉以一己之力将4680电池推到台前，对外介绍了其在产品形状、正负极材料、工艺优化等方面的一系列创新，从此动力电池行业开始对大圆柱电池“青眼有加”。

  从整个国际市场来看，日韩企业较早布局了大圆柱电池，也在积极推动其量产应用。据了解，作为核心电池供应商，松下为特斯拉生产4680电池，规划年产能10GWh的大圆柱电池项目去年已经开建。同时，松下电池还在美国堪萨斯州建设了新工厂。2023年10月，三星SDI宣布从2026年开始的7年时间内，将面向韩国现代汽车集团供应动力电池。这一配套合同主要面向为欧洲市场生产的电动汽车，三星SDI位于欧洲匈牙利的工厂将用于生产。

  日前，又有一手消息传来，主打软包电池的韩国SK On拟筹集约2万亿韩元（约合107亿元）资金，以加强电池产能投资。据报道，该笔资金将大多数都用在大圆柱电池等新业务。此外，SK On还在招募46毫米圆柱电池和方形电池领域的专家。

  特斯拉首席执行官埃隆·马斯克此前曾表示，4680电池将是特斯拉2023年计划中的一个重要部分，公司未来所有的电动车型，包括Model Y、Semi半挂式卡车、Cybertruck皮卡和Roadster 2电动跑车都将配装。

  大圆柱电池备受国内外动力电池企业的青睐，主要得益于其高性能、高安全、长寿命和低成本等优势。在吴喜庆看来，首先，大圆柱电池直径增加使得电池重量减轻、电池包内结构件减少，单位体积内的包含的能量提升，同时采用全极耳设计缩短电子传输路径，提高快充倍率性能；其次，大圆柱电池表面为弧形，在某些特定的程度上抑制电池间的热量传递，阻止热失控蔓延，有着非常明显的安全优势；再次，大圆柱电池具有更高的充电电压，更低的内阻和更好的耐久性，能经受重复的充放电使用，不易发生容量衰减；另外，整车采用大圆柱电池可以有实际效果的减少电池单体的数量和焊接配件，从而简化电池包结构，降低材料成本，BMS的难度也会降低，成组效率提升，系统成本会有明显的下降。

  王毅也给出了类似看法，他称：“大圆柱电池的优势主要是降低内阻（提高快充性能）、成组难度（电芯并联数减少了一个数量级）和成本（基于预期的成品率，以及干电极技术），系统单位体积内的包含的能量也有提高。”

  林建则向记者特别强调了大圆柱电池的安全性优势。据介绍，当前圆柱电池已实现9系高镍三元正极体系无热蔓延，而方形电池普遍实现6系。根本原因是圆柱型壳体强度高，在电芯发生高温热失控时，能够保持壳体完整性，实现定向爆破；此外，大圆柱电池单体容量小，发热量小。大圆柱单体电芯容量为25～40Ah（一般方形电池容量为50～300Ah），因此大圆柱电芯热失控管理的难度小。

  “现在4680电池在海外的进展，也就是特斯拉与松下有小规模量产，别的企业量产的速度不快，与国内供应商基本在同一个起跑线。特斯拉公开大圆柱电池的信息后，国内企业都非常感兴趣，正加紧布局及推动量产。”墨柯说道。

  目前，宁德时代、亿纬锂能、比克电池、国轩高科、蜂巢能源、力神电池、鹏辉能源、LG新能源、松下、三星SDI等全球主流电池企业，都在积极地推进大圆柱电池的市场化发展。“千呼万唤始出来”，大圆柱电池的真正角逐应该说才刚刚开始。

  根据封装方法不一样，锂电池可分为圆柱、方形和软包3种类型，目前方形电池是国内动力电池市场的主流产品形态。

  吴喜庆表示，当前我国动力电池市场以方形电池为主，占比超过90％，软包电池和圆柱电池市场占有率较低，整车企业对大圆柱电池需求的迫切程度不高。另外，我国动力电池产业也面临一定的产能过剩问题，主要企业的发展重心在怎么样提高产能利用率，加快去库存等方面。因此，众多因素综合影响着大圆柱电池的量产进度。他和记者说：“虽然发展没有到达预期，但行业仍对大圆柱电池保持积极态度，预计我国大圆柱电池在2024年底或2025年将迎来规模化量产，储能领域有望先于新能源汽车实现大批量应用。”

  “大圆柱电池的产业化已经到来”。林建表示，行业内一致认为2024年将会成为各家企业逐步进入大圆柱电池量产的元年。此前不久，马斯克也透露，2024年将成为4680大圆柱电池重要的产能增长年，公司将在2024年三季度新建4条4680电池产线。

  记者了解到，特斯拉、宝马、沃尔沃、Stellantis、通用、东风岚图、江淮、蔚来等国内外多家车企正使用或即将使用大圆柱电池。随着大圆柱电池技术的不断成熟，慢慢的变多的汽车品牌会将其应用于旗下新能源汽车产品上。

  墨柯认为，对于动力电池企业来说，紧跟技术的变革有备无患。一是，特斯拉等企业将大圆柱电池视作优质的解决方案；二是，一些中小电池企业想要破局，有意借大圆柱电池“换道超车”，这些都可能在某些特定的程度上影响未来动力电池的产业格局。

  “目前，大圆柱电池已不存在绝对的技术瓶颈，仅面临大规模量产的工艺难题，主要挑战是生产效率和产品良率的提升，这需要生产设备和制造产线进行一定的改造升级和技术工艺调整，保证大圆柱电池的产品一致性和稳定能力。”吴喜庆表示，提质、降本、增效是动力电池行业长期向好发展遵循的基本逻辑，需要企业在材料、结构、工艺等方面加快技术突破，实现多元化技术路线的创新发展。作为技术路线之一，大圆柱电池可以在一定程度上促进动力电池技术的迭代升级，并逐步推动汽车产业的电动化步伐。

  曹广平认为，未来大圆柱电池必须结合内部材料体系的进展而发展。如果动力电池采用液态或半固态电解质，大圆柱电池的卷绕工艺还有存在的可能。

  “若是4680电池量产技术真能走向成熟，肯定会对现有动力电池供应格局造成影响。目前，头部企业都在布局大圆柱电池，也是看到了其技术上的优势以及未来的发展的潜在能力。”墨柯说。

  在林建看来，大圆柱电池一旦实现规模化量产，将成为方形动力电池的有力竞争对手，从而改变动力电池产业的发展格局；另外，大圆柱电池上量，也将拉动产业链上下游企业的市场需求，进一步推进动力电池产业的发展。全极耳大圆柱电池的成本优势，是其备受追捧、未来可期的关键。当前，4680电池的生产节拍为50～150PPM，对比小圆柱产品生产单线倍左右。随技术一直在升级，大圆柱电池的生产节拍有望达到300PPM。当各层面实现充分规模化后，大圆柱电池每瓦时的成本预估不会高于方形磷酸铁锂电池。

  “很多大型新能源车企，面向5～10年后，敲定了经济型车型采用方形／刀片磷酸铁锂电池，中高端车型采用三元锂＋硅大圆柱电池的布局。依照我们此前收到的客户的真实需求再结合行业信息综合判断，保守估计2025年全球新能源汽车的销量将突破2000万辆，对应的动力电池需求将超过1600GWh，其中大圆柱电芯可能占到30％以上的份额。”林建进一步指出，大圆柱电池的规模化量产将带动新能源汽车产业链革新，催生相关结构件和材料的需求，为整车提供更长的续驶里程和更高的安全性。这一技术路径在性能、成本等方面都具有较为显著的优势，能够有效实现更高效制造、更高性能、更低成本，更好地满足新能源汽车产业高质量发展的需求。