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蓝京新能源全极耳大圆柱电池“抢先”量产

IP属地 北京 编辑:顾雨柔 起点锂电 时间:2025-03-12 11:01:38

圆柱是目前主流电池中技术最为成熟的电池之一。自1991年索尼发布18650电池以来,已经过30多年的技术沉淀,并呈现明显的发展趋势。

趋势一,圆柱电池朝着大尺寸发展。从18650电池到21700,再到目前4680乃至60以上更大的尺寸,产业化进度持续加快,预计未来尺寸还会进一步加大。究竟哪一个尺寸是最优解,其方向,直径、高度等要经过一系列的设计和验证。

趋势二,全极耳技术加速产业化。全极耳技术颠覆了传统18650等电池的结构,由于电池尺寸的变大,正极和负极极耳之间的电流路径更长,全极耳技术可有效降低电阻,使得温度和电流密度分布更加均匀,有效提高倍率、安全等性能。

趋势三,“三高一低”特征需求明显。“三高一低”即为高安全、高能量密度、高功率和低成本,而全极耳大圆柱电池非常契合以上这4点核心需求。目前大圆柱电池在以上特征的支撑下,正加速渗透到新能源汽车、电动工具、两轮车、户储以及新兴的低空飞行、人形机器人等场景,新一轮增长周期已经来临。

据观察,目前行业主流电池企业均有布局大圆柱电池,同时正加速全极耳技术的量产,但从产业化来看,全极耳大圆柱电池进度缓慢。对此,持续专注深耕于圆柱电池的蓝京新能源给出了自己的“解法”。

破解大圆柱4大工业制造难题

在2025年圆柱电池技术论坛上,蓝京新能源总工程师 唐联兴表示,目前圆柱电池在结构设计和材料体系层面发展十分成熟,影响大圆柱电池快速量产的因素主要体现在工业制造上,包括四个方面:电极制造,极耳成型/整形,集流盘焊接以及电解液浸润。

对此,蓝京新能源提出了相关解决思路。比如在电极制造方面,电极厚度均匀一致性、全极耳留白形貌控制等要求都会更高,蓝京新能源则通过电极尺寸特性、电极多条留白形貌、留白区域箔材形貌、电极物料来料指标等多方面的调控与管控来实现。

在极耳成型/整形端,为避免极片外翻、控制粉尘产生以及防止集流体受损,蓝京新能源布局了极耳激光成型、激光成型异物处理技术、极耳预折弯技术、极耳尺寸在线连续调控、卷绕与极耳成型同步技术等。

在集流盘焊接端,为解决边缘非涂层“留白”部分极短、集流盘的焊接工艺窗口相对较窄等难题,蓝京新能源布局了焊接区精准定位技术、多层集流体穿透焊接技术、集流盘改性技术以及激光焊接质量在线监控等,以实现高精度、高熔深和高稳定性的焊接效果。

此外,在电解液浸润方面,圆柱电池与方形或软包电池相比由于卷绕张力较大,极片与极片之间的贴合更紧密,对于电解液浸润方面是有天然的弱势,因此通常情况圆柱电池的电解液设计都需要使用粘度更低的溶剂体系,甚至必要是增加表面活性剂。大圆柱电池由于端面进行揉平或极耳密集堆叠,且后期经过汇流盘焊接,影响电解液浸润通路,电解液浸润会更加困难。蓝京新能源重点优化高浸润电解液体系、高浸润过程的设计等实现电解液快速吸收。

在唐联兴看来,只有解决工业制造的难题,才能真正实现大圆柱电池的产业化应用。

蓝京新能源大圆柱电池开发思路

资料显示,蓝京新能源成立于2001年,总部位于浙江嘉兴,由深创投、红杉资本等知名机构投资,公司创始人及董事长为电池行业资深泰斗郭春泰博士,拥有丰富车规电池开发和实战经验,致力于推动全极耳大圆柱电池的产业化进程。

针对大圆柱电池产品开发,蓝京新能源一直有自己的思路:增效——降本——产品系列化。

增效即提高能量密度。除了解决工艺制造问题,蓝京新能源认为大圆柱电池还要充分发挥高能量密度的特点。对此,蓝京新能源主要通过材料技术和结构的迭代升级,不断提升电池的能量密度的上限。

据悉,2022-2024年期间,蓝京新能源已完成了多种材料体系(LFP+Gr.、LMFP+Gr.、Ni6+Gr./Si、Ni8+SiO等)的研发,推动大圆柱电池能量密度持续上升,超过250Wh/Kg。2025年,蓝京新能源目前正在开发Ni9+SiC材料体系的大圆柱电池,能量密度预计将达到300Wh/Kg。

在降本方面,蓝京新能源表示要通过边界条件研究,持续迭代更大尺寸的圆柱电池,以实现成本的降低。蓝京新能源认为圆柱电池最后还会往大型化发展,需要通过对电池边界条件的研究来确定最终尺寸能做到多大。其中边界条件研究则包括电芯各个位置电势差的一致性、电芯中温度场分布均匀性、全生命周期的应力分布等多个方面。

此外,产品系列化、多元化也是蓝京新能源的布局策略。其目前主要通过调节能量密度和功率密度的关系,来实现产品多元化,最终适用于各个细分领域。

比如针对EV/E-Vtol市场,蓝京新能源推出了46950型号电池,能量密度可达280Wh/Kg以上,具备32.5Ah、35.5Ah等多个版本;针对ESS/LEV市场,蓝京新能源推出46120/66120等型号电池,能量密度达到175Wh/Kg;针对BBU/E-Tool市场,蓝京新能源推出46120HP电池产品,能量密度165Wh/Kg,倍率性能满足6C持续放电,3C充放常温循环寿命超2500+次。

目前,蓝京新能源正积极建设产能,2024年公司已经实现全极耳大圆柱电池的量产,产能达到5.5GWh;预计到2025年底,公司将实现10GWh的产能落地。

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