圆柱电池技术,自索尼1991年推出18650电池以来,历经三十余载的技术演进,已成为电池领域的一项成熟技术,并展现出清晰的发展趋势。
首要趋势是圆柱电池尺寸的大型化。从早期的18650,到随后的21700,再到现今的4680乃至更大尺寸,产业化步伐不断加速,预示着未来尺寸将进一步扩大。然而,最优尺寸的选择,包括直径、高度等参数,仍需经过精细设计与验证。
全极耳技术的快速产业化是另一大趋势。这一技术颠覆了传统圆柱电池结构,有效降低了电阻,使温度和电流密度分布更为均匀,提升了倍率性能和安全性能。随着电池尺寸的增大,正极与负极极耳间的电流路径增长,全极耳技术显得尤为关键。
“三高一低”——高安全、高能量密度、高功率和低成本,是当前电池技术的核心需求。全极耳大圆柱电池恰好满足这些要求,正迅速渗透到新能源汽车、电动工具、两轮车、家庭储能以及低空飞行、人形机器人等新兴领域,迎来新的增长期。
行业主流电池企业纷纷布局大圆柱电池,加速全极耳技术的量产。然而,从产业化角度看,全极耳大圆柱电池的进展较为缓慢。蓝京新能源,一家专注于圆柱电池技术的企业,提出了针对这一难题的解决方案。
在最近的一次圆柱电池技术论坛上,蓝京新能源总工程师唐联兴指出,尽管圆柱电池在结构设计和材料体系方面已相当成熟,但工业制造方面的挑战阻碍了其快速量产。这些挑战包括电极制造、极耳成型、集流盘焊接和电解液浸润。
针对电极制造,蓝京新能源通过严格控制电极厚度均匀性、全极耳留白形貌等,确保高质量电极的生产。在极耳成型方面,公司采用激光成型技术,有效避免了极片外翻、粉尘产生等问题,保护了集流体不受损伤。
集流盘焊接方面,蓝京新能源解决了边缘非涂层“留白”部分极短、焊接工艺窗口窄等难题,实现了高精度、高熔深和高稳定性的焊接。在电解液浸润方面,公司优化了电解液体系和浸润过程设计,解决了圆柱电池因卷绕张力大而导致的电解液浸润困难。
蓝京新能源成立于2001年,总部位于浙江嘉兴,由深创投、红杉资本等知名投资机构支持。公司创始人及董事长郭春泰博士,拥有丰富的车规电池开发经验,致力于推动全极耳大圆柱电池的产业化。
蓝京新能源在大圆柱电池产品开发上有自己的策略:增效、降本、产品系列化。增效方面,公司通过材料技术和结构升级,持续提升电池能量密度。据悉,公司已研发出多种材料体系,能量密度超过250Wh/Kg,并正在开发能量密度预计达到300Wh/Kg的Ni9+SiC材料体系电池。
降本方面,蓝京新能源通过研究电池边界条件,持续迭代更大尺寸的圆柱电池,以降低生产成本。产品系列化、多元化也是公司的布局重点。通过调整能量密度和功率密度的关系,公司实现了产品的多元化,适用于不同细分领域。
例如,针对EV/E-Vtol市场,蓝京新能源推出了46950型号电池,能量密度高达280Wh/Kg;针对ESS/LEV市场,推出了46120/66120等型号电池;针对BBU/E-Tool市场,推出了46120HP电池产品,倍率性能优异,循环寿命长。
蓝京新能源正积极扩大产能,2024年已实现全极耳大圆柱电池的量产,产能达5.5GWh。预计到2025年底,产能将达到10GWh。