大圆柱电池是近一两年行业的一个热点。特别是自从特斯拉在电池日提出“4680”大圆柱电池以来，这种能量密度更高、运用诸多“黑科技”的新型大圆柱电池就备受全球瞩目。当下，不少颇具实力的电池头部企业都在纷纷发力大圆柱电池。

　　作为全球为数不多的“全能型企业”，亿纬锂能亦对大圆柱电池进行了前瞻性的排兵布阵，如今已整装待发。一个月前，在湖北荆门动力储能电池产业园开工活动仪式上，亿纬锂能董事长刘金成表示，公司将在荆门基地建设4680和4695大圆柱电池生产线，有可能是全世界范围内最先量产4680和4695大圆柱电池的生产基地。

图为亿纬动力战略工作部负责人桂客博士发表演讲

　　日前，在“第六届动力电池应用国际峰会(CBIS2021)”上，亿纬锂能旗下的湖北亿纬动力有限公司战略工作部负责人桂客博士在演讲中又透露了一个信息：2021年公司已经成功量产铁锂版的大圆柱电池，并且准备在2022年量产46系列的大圆柱电池。

　　大圆柱电池为何受到众多一流企业的重视?

　　在演讲中，桂客谈到大圆柱电池有两个重要的特征，第一是它的安全性，第二是它的经济性。而众所周知，电池的安全性与经济性很难共存。很多时候为满足经济性可能会牺牲部分的安全性，或者把安全性做上去了成本就要增加。但桂客认为，通过良好的设计，大圆柱电池可以实现安全性和经济性的统一。

　　因此，亿纬的大圆柱电池在设计上进行了四大优化：极柱设计、壳体设计、卷芯设计和盖板设计。

　　在极柱设计方面，采用正负极同侧标准化的结构，面向CTP以及CTC的设计，正因为正负极同侧，所以它的电连接和泄压通道是分离的，有效保证了安全性。在壳体设计方面，采用高强度的壳体，壳体本身强度可以保证电芯不膨胀。在卷芯设计方面，创造性地采用全极耳结构，不同于市面上普遍宣传的全极耳，亿纬有自己的技术，对比传统圆柱电池阻抗降低10倍，同时导热性得到了极大增强。在盖板设计方面，则采用高效VENT设计，提供快速泄压通道。

大圆柱电池的安全优势

　　正是基于上述的设计理念，桂客总结了关于大圆柱电池在安全方面的优势。

　　第一是能量的小与大，即便是大圆柱电池46950，容量也就大概30Ah，而新能源车用方形铝壳电池很多时候都是100-200Ah，就算是120Ah，电池总能量达到1555千焦/电芯，即使发生爆炸小圆柱电池风险也要小得多。

　　第二是时间的快与慢，由于大圆柱电池本身的柱状结构以及盖板设计，所以大圆柱电池5秒可释放75%的电池容量和物质。对比方形铝壳电池，它的防爆阀面积是有限的并且一般设计在盖板的中间部位，所以15秒内仅能释放50%的电池能量和物质。很多时候5秒和15秒是生与死的区别。

　　第三是受热的少与多，圆柱的结构设计，柱体是无法相交的只能相切，相邻电池是线接触，它的受热比只有1/6，而方形铝壳电池是面对面相靠，相邻电池受热比达到1/2。“这也是为什么大圆柱电池成组时可以做到没有热蔓延，而方形铝壳很难做到”。

　　第四是形态的定与变。大圆柱电池因为壳体强度以及卷芯的结构，整个生命周期膨胀率非常小，即便膨胀也是向内膨胀而不是向外。对于大圆柱电池来说，电池在整个生命周期形态不变，保证阻抗不变。而方形铝壳电池在整个寿命周期一直膨胀，尤其在生命周期末尾，方形铝壳电池的膨胀肉眼可见，导致很难准确预测方形铝壳的寿命，而大圆柱电池则可以实现。

　　以上是圆柱电池在电芯层级的安全性，桂客表示，对于模组层级，亿纬大圆柱模组有5大技术保证安全：

　　第一个技术来源于大圆柱电池本身的结构特点，电连接与泄压通道是分离的，在成组设计时采用定向泄压的方式，电池可控定向泄压，保证它的高温物质和电池相隔离。

　　第二也正是因为电池能够定向泄压，所以在设计整个模组气道时可采用超强气道气压通道，保证大流量的快速疏通，同时通过电池防爆阀技术进行精准控制。

　　第三基于定向泄压和超强气道的成组设计，可进行高效热管理、自适应温度控制以及多重防护与干预。这是亿纬46系列圆柱电池在成组方面的优势。

　　另外两个方面是电气安全和机械安全，电气安全采用超级电池CCS技术，利用快充短路防护集成以及精准高压回路控制;在机械安全方面采用V Model开发流程，高标准安全类验证，全生命周期寿命大数据预测。因为大圆柱电池在整个寿命周期没有形变，界面阻抗不变，可以实现准确寿命预测(SOH)。

　　“正是因为有这五重技术，改变被动隔离到主动疏导、被动防护到主动干预。”桂客总结道。

大圆柱电池的经济优势

　　谈完大圆柱电池的安全优势之后，桂客又谈到大圆柱电池的经济优势。通常来讲，电池的成本主要取决于材料成本、制造成本。因为材料成本的涨速太快，而且每家用的材料并不是完全一致，所以桂客主要讲了制造成本。

　　在制造方面，桂客介绍说，大圆柱电池可达到300ppm的高速制造，这是很大的数字，因为对方形铝壳来说一般是10-20ppm，这是由大圆柱本身的形状决定了卷绕工艺段，以及组装工艺段都可以进行连续高速不间断生产。

　　另外，大圆柱的整道制造工序只有10道，而软包和方形铝壳工序会多很多，所以生产效率更高。在线时间方面，大圆柱7天，方形和软包分别是10天和12天。虽然看起来只有5天的区别，但是对制造业来说，这5天非常重要，极大提高周转率、降低库存率。

　　不仅如此，桂客认为大圆柱的经济优势还在于它有30年的历史。圆柱电池在1991年问世，制造过程中的几乎每一步都经过30年的优化，每一步以前趟过的坑基本都已经趟平。所以一旦圆柱电池达到稳定的量产，就很容易形成PPB级别的一致性，极大降低不良率。而不良率是一个很重要的指标，行业内有一句话叫作“圆柱电池做好了就是印钞机，做不好就是一个烧钱的机器”。

　　与此同时，从整个产业链设计、设备、回收来看，因为圆柱电池本身30年的历史以及它极致的高速制造，圆柱在整个产业链很容易形成标准化。桂客举了易拉罐制造的例子，全球每年有1800亿个易拉罐被造出来，但是只有3个型号，这就是高度标准化的行业，也正因此易拉罐的成本能够降得非常低。桂客认为，圆柱电池也有同样的可能性，因为标准化的产业链，在链条上每个环节损耗都可以降到最低。

　　最后，桂客对大圆柱电池的安全性和经济性优势进行了总结。安全性主要在于结构安全、热安全、成组安全和制造安全。经济性主要在于材料成本和制造成本，材料成本上的低膨胀率、高强度壳体、更高能量密度化学体系;制造成本上的高速制造、工序少、在线时长短、一致性好、不良率低、标准化程度高。

　　看完桂客的介绍，您是不是觉得大圆柱电池大有可为?