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4680：尺有所短

在中国，只有圆柱电芯与方形电芯一战。

理论上，圆柱电芯的技术成熟度最高，但实际上相比18650和21700，4680量产难度非常大。

在业内人士看来，尽管特斯拉、松下的小圆柱的经验丰富，但经验基本不可用在4680上，因为4680需要多项创新性技术一同应用，一个掉链子就不行。

一般来说，4680必须要选择全极耳（无极耳）技术，常规单极耳无法解决发热点的问题，而且也不能适应高功率的需求。

首先，量产难度大。

第一个难点是对卷绕机的精度要求更高。毕竟电芯尺寸大了很多，对齐难度也搞了很多。

第二个难点是极耳的焊接技术。目前全极耳生产工艺有切叠法和揉平法。切叠法是特斯拉采用的方案，其主要通过斜切成片卷起，表面起伏度较大，易造成极耳因接触程度不一致而导致内阻一致性差。此外在注入电解液时，由于两端被极耳封闭，不能连续注液生产。

揉平法是中国企业使用较多的一种全极耳方案，通过超声波或机械将极耳揉成端面。极耳在揉平过程中容易产生金属碎屑，导致电芯自放电过大，甚至发生内短路，另外揉平后端面较为致密，电解液难以进入电芯内部。

这些都会成为电芯良品率提升的难题。

其次，空间利用率低。

同等化学体系下，大圆柱电芯的空间利用率要比方形电芯低很多。某电池企业负责人举了一个例子，同样一个电池包，磷酸铁锂大圆柱电芯只能放进入50度电，如果是放方形电芯，可以装到80度电。如果同样用三元材料，方形可以用普通的532或者622的材料，但是4680必须用到高镍，才能有差不多的电量。

高镍三元虽然能量密度高，但也就意味着更高的热失控风险，在系统防护层面，必须多下功夫。

第三，传统方式散热困难。目前圆柱电芯都采用的是侧面冷却。圆柱电芯一般是轴向热传导最快，侧面散热最慢。4680大电芯，这一特点更加明显。800V高压充电下，电芯短时间会积累大量的热，侧面散热速度较慢，长此以往，会对电芯寿命产生较大影响。

特斯拉采用的方式是顶部再加上一块水冷板，实现侧面和顶部双侧冷却的效果。

特斯拉4680冷却方式

第四，如果车企不具备圆柱电池的成组技术，还要靠电池企业制造电池系统，规模效应很难发挥出来。

第五，4680的负极要用硅碳负极，才能体现能量密度提升的意义。但是硅碳负极应有也有缺点。一是成本高；二是副反应多，高膨胀性、首次充放电效率低影响电池质量；三是硅碳负极在硅体积变化影响下，SEI膜反复破坏与重新形成，锂离子被大量消耗，可能会使循环特性和电池容量下降。

4680电芯虽然在能量密度、快充性能等方面有突出优势，但是安全性挑战大，生产难度几何级上升。而且，对于车企来说，圆柱电池的成组难度很高，如果不具备圆柱电池的成组技术，其成本优势很难发挥。

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单项冠军不如综合冠军

单体表现不错的4680电芯，在成组后似乎还是不及麒麟电池。从宁德时代给出的数据看，圆柱4680系统在能量密度、快充性能、集成度以及导热性能上，与麒麟电池相比，仍然略显不足。

麒麟电池与4680电池系统性能对比

电动汽车发展到今天，已经取得了消费者信任，进入大众化普及阶段。

动力电池面对的需求也发生了新变化：

·    续航里程达到消费者心理预期，能量密度不再是核心痛点；

·    充电难依旧部分存在，高端车型对动力电池快充能力需求凸显；

·    保有量增加，起火事故引发关注，安全性权重逐步上升；

·    需求增长太快，材料供应安全和供应价格重要性逐步提升。

基于此，针对不同的市场，车企的动力电池选择明显出现了几个趋势：

一是，中低端车型，都开始采用磷酸铁锂电池，甚至考虑钠离子、锰系材料电池，但采取大模组、无模组形式，既能做到较好的系统能量密度，成本和安全性又都很突出。

二是，极少数高端车型（比亚迪，还可能有一些企业跟随）也采用磷酸铁锂电池，主打安全牌。

三是，大部分高端车型，仍然采用三元电池，但是不急于采用高镍化，而是采取中镍、中高镍的材料路线。甚至采取三元和磷酸铁锂混排结构，来实现能量密度和安全性、成本的均衡。

四是，少数高端车型仍然追求高能量密度，以追求长续航或者轻量化。软包、圆柱、三元都有解决方案，但在系统设计和防护方面要付出更高成本。

五是，目前可以大规模商用的电化学体系依旧，结构创新和材料微创新是主流。

这一切都得益于，宁德时代开启的电池系统结构创新之路。

在宁德时代发布CTP技术之前，电池企业提升能量密度的方式只是在电芯大小、材料体系等方面进行挖掘。但材料体系的更迭是一个非常缓慢的过程，需要不断改良配方，以平衡电芯的各项性能，动辄需要几年甚至十几年时间的研发才能成熟。

但是宁德时代电池包结构简化则开辟了一条创新路径：一是，能量密度提升更高。可以在不改变电芯材料的基础上，通过简化结构就能大幅提升电池包的能量密度，难度相对更低，电池能量密度迭代速度更快。

二是，相对安全。相比电芯本身通过提升镍含量来提升能量密度，电芯的稳定性得到保证，电池系统的安全性也在一定程度上得到提升。

跟随着宁德时代的步伐，比亚迪、国轩高科、中创新航等一大批企业都陆续推出了其结构简化的电池包产品，引领了整个行业的创新。中国电池企业迅速将整车电池包能量密度推到200Wh／kg，纯电动汽车的续驶里程得到大幅提升，无疑对加速动汽车的普及起到推动作用。

2022年，宁德时代推出再次刷新记录的CTP3．0电池包，将中国纯电动汽车续驶里程轻松推到了1000公里，有效解决了电动汽车冬季续航短、续驶里程焦虑的问题，并有利于延长电池循环寿命。

宁德时代CTC技术能够达到的效果，似乎更值得期待了。

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       原文标题 : 4680别嚣张，宁德时代麒麟电池来了