随着全球电动车的销量不断攀上新高，新能源汽车与动力电池行业面临着怎样的机遇和挑战？针对安全、续航里程、低温续航、充电效率等制约新能源汽车发展的诸多痛点，大圆柱电池能否提供最优解？随着特斯拉开启了大圆柱电池量产的序幕，整个行业格局又将迎来怎样的变化？
近日，备受业界瞩目的中国电动汽车百人会论坛（2022）在北京如期揭幕。在大会的“动力电池分论坛”环节，深圳市比克动力电池副总裁樊文光博士围绕大圆柱技术，就比克的行业观点和最新进展进行了分享。
新能源汽车的广袤市场前景
2021年，全球电动车销量超过了700万辆，保守预测2025年将突破2000万辆，对应的动力电池需求将超过1600GWh。樊文光博士透露：“根据我们已收到的客户需求结合行业信息判断，大圆柱电池会在动力电池需求中至少占据30%以上的份额，也就是约480GWh，这已经超过了2021年全球的总需求量。”
樊文光博士表示，目前电动车企客户对大圆柱电池的布局大致可以分为以下三个梯队：
第一梯队：量产前夜，预计于2023年正式装车投放市场；
第二梯队：实质立项研发，预计于2025年前后量产装车；
第三梯队：收集信息，市场调研，以及可行性评估。
“目前大部分新能源车企，都处在第二和第三梯队。很多大型新能源车企在未来5-10年，都敲定了经济型采用方壳/刀片磷酸铁锂电池、中高端采用三元+硅大圆柱电池的布局。”樊文光博士指出，“当电动汽车的使用体验已经和燃油车持平，甚至是在加速性能、车机系统和智能化等方面已经超过了燃油车，那么我们接下来更加应该关注的首先就是提高电动车的可靠性，彻底解决起火、爆炸等问题，并且在没有政策补贴的前提下把车价拉到和燃油车平齐。这样电动车才能真正完成自己的历史使命，那就是完全取代燃油车。”
大圆柱电池能否提供最优解
樊文光博士指出，电动汽车的对手，并不是其他的电动汽车，而动力电池的对手也不是其他的动力电池，而是燃油车。
“安全事故频发、续航里程不够、充电效率低、充电时间长、充电桩服务不够便捷……这些因素才是目前制约电动车取代燃油车最大的障碍和挑战。”樊文光博士表示，“不过这其中也蕴藏了机遇，那就是用圆柱电芯的高安全上限，来支持超高能量密度的化学体系，同时又支持超级快充技术。我们现在可以做到280Wh/Kg的大圆柱电池，仅需12分钟就可以充到80%的容量。当搭载这款电池的电动汽车问世以后，里程焦虑这个问题可能就迎刃而解了。”
2020年9月特斯拉公司的电池日上，特斯拉正式发布了下一代动力电池将使用直径46mm、高度80mm的大圆柱电池，这也成为了大圆柱电池领域一个极具标志性的事件。然而早在电池日之前，樊文光博士就在一场媒体访谈中准确预测到了大圆柱、全极耳、硅负极等话题。
“为什么我们能够做出准确的预测？因为作为一家深耕圆柱电池领域17年的企业，比克基于自己的分析、理解和判断，认为把圆柱电池尺寸做大，会是未来5-10年内中高端电动车电池方案的最优解。这个路线在2019年就已经敲定，2020年初基本成形，并且正式对主要的OEM客户推介。等到了2020年9月电池日的前夕，这些概念就已经呼之欲出。”樊文光博士表示。
动力电池需求金字塔解析
如今的动力电池市场，主要是方壳/刀片、软包、圆柱三分天下。为什么比克认为大圆柱电池是未来5-10年内中高端电动车的最优解？
为了更好地说明这个问题，樊文光博士借鉴马斯洛需求理论，认为动力电池同样也有一个需求金字塔，从下往上五个层次依次是安全性、性价比、续航、寿命、快充。
一、安全性：安全性是一切的基石，是制约一切其他性能的前提。而因为单体最小、单体独立保护、独立泄压装置以及蜂窝状排列的电池包结构，大圆柱电池是目前几种主流形态的动力电池中安全性最高的，是CTP、CTC等技术路线的理想选择。
二、性价比：因为自身工艺简单、高度标准化、在整包层面结构件减少、成组简单等因素，大圆柱电池在整体成本上具备一定优势。但是要将这些优势变现，需要整个产业链上的每个环节共同发力，携手突破规模化的拐点。
三、续航：续航里程是目前新能源汽车的一大痛点，主要由电池包的能量密度和整车能量效率决定。而能量密度和电池的稳定性或者安全性是呈反相关的。大圆柱电池的高安全上限使得其可以支持更高能量密度的化学体系，例如高镍三元811正极、含硅负极等，给未来的探索提供了足够空间。此外我国土地幅员辽阔，低温续航也对电动汽车的渗透率形成了制约，而大圆柱电池普遍使用的三元体系和全极耳，低阻抗有天生的性能优势。比克的大圆柱电芯在零下30度仍然能够放出90%的电量。
四、寿命：与我们常用的循环次数相比，Energy Throughput能量吞吐量和Calendar Life日历寿命这两个概念可以更加全面地表征电芯的使用寿命。其中能量吞吐量指的是全生命周期内，每次充放电循环，完成的能量交换的总和。它不但衡量循环次数，也考虑到电池本身的能量当量。而日历寿命更多体现的是电池在非使用状态下，长时间在各种环境中保持自身性能的能力。三元电芯虽然循环次数相对较少，但是因为高能量密度，能量吞吐量和日历寿命高，使得其在使用寿命上并不存在劣势。
五、快充：解决了上述问题后，在电动车和燃油车的使用体验上，最后的差距就是快充。得益于全极耳技术、先进化学体系和电芯设计能力的加持，比克面向24、25年左右量产的大圆柱电池产品，快充到80%最长不超过20分钟，最快的可以做到12分钟以内。十几分钟之内就能充到四五百公里的续航，与现在的燃油车加油体验已别无二致。另外目前在快充领域有一个非常火的高压快充技术，需要多支电芯串联，对电芯的一致性提出了极高要求。而大圆柱电池因为其单体电压高、一致性好等优势，可以非常好地匹配高压快充技术。
“大圆柱电池是电动汽车渗透率的突破口，会与电动汽车产业相互成就，并同时广泛运用到储能等领域。它将改变我们未来的生活方式，为人类社会的碳中和愿景贡献己力。”樊文光博士表示。
