繼特斯拉、寶馬之后，梅賽德斯奔馳、比亞迪也彰顯了對大圓柱形電池的雄心。

11月16日，在于廣州車展期間舉辦的2023梅賽德斯-奔馳科技創新日上，奔馳在中國市場首次展示了 Vision One-Eleven概念車。

據介紹，除了采用高性能電驅系統、軸向磁通電機，高性能液冷圓柱形電池也將用于這款概念車型。奔馳官方表示，圓柱形電池的化學成分會有很大的創新，目前公司正與一級方程式團隊緊密合作，對其進行開發和完善。

碰巧也是在同一天，國內電池材料商金楊股份回復投資者表示，公司今年下半年開始向比亞迪小批量供應46系列電池精密結構件。更多的網上信息也讓比亞迪46系大圓柱電池進一步現真身。

動力電池按照形狀劃分可分為方形、軟包、圓柱。自2020年特斯拉發布4680大圓柱電池掀起圓柱浪潮以來，大圓柱電池的陣營日益壯大。緊隨特斯拉之后的車企包括寶馬、通用、沃爾沃、Stellantis、嵐圖、保時捷、蔚來等。

在此之前，奔馳的電動車型主要采用的是寧德時代的方形電池和韓國企業SK on的軟包電池，而比亞迪的方形刀片電池則覆蓋了其全套車型，并應用于部分儲能產品。在電池的性能和落地場景上，這兩家企業瞄準的大圓柱電池不盡相同。

奔馳的大圓柱：高性能硅基負極，先用于跑車

奔馳方面關于電池的介紹惜字如金——“化學成分會有很大的創新”、“高性能液冷”、“與一級方程式車隊合作”。在今年6月梅賽德斯奔馳首次發布Vision One-Eleven時，公司首席技術官Markus Sch?fer也表示，電池的高性能化學材料受到F1啟發。

一位國內頭部電池企業相關負責人向澎湃新聞記者介紹，所謂 “化學成分會有很大創新”，或意味著電池將配合8系或9系高鎳三元正極材料和硅基負極材料，而未來正極材料也有可能進一步使用富鋰錳基材料。

在大圓柱電池的研發上跟一級方程式團隊合作的原因，該負責人猜測，“這可能是由于跑車對于電池的性能要求更高，而圓柱形電池在滿足這些性能方面更有優勢。”

“相對于方形電池形狀，圓柱形電池對于新材料的適應性會比較好，電池在充放電過程中不容易發生膨脹等副反應。”這位人士表示。

另一位國際知名車企負責電池研發的人士也對澎湃新聞記者指出，硅基負極或許會是奔馳的大圓柱電池發力重點。

值得注意的是，特斯拉在發布4680大圓柱形電池時宣稱負極要使用硅，但在目前特斯拉已經實現量產裝載于MODEL Y的4680電池中，仍然采用的是傳統的石墨負極。據了解，特斯拉將在其第二代4680電池中，開始少量使用硅基負極材料。

相對于目前主流的石墨負極，硅材料具有的理論比容量是石墨類的10倍多，此外，硅基負極由于不存在析鋰隱患，快充性能優異。

不過，硅基負極材料在嵌鋰過程中，存在體積膨脹嚴重（硅在與鋰發生合金化反應時會產生巨大的體積膨脹，膨脹率最多可達300%）、材料導電性差、首次庫倫效應低和循環性能等問題，材料需要進行預鋰化、納米化、碳包覆等改性處理，制作工藝復雜，目前行業僅少數企業掌握了相關工藝。

據了解，在2019年，奔馳與電池材料初創公司Sila建立戰略合作伙伴關系。Sila計劃將硅負極電池進行商業規模化，使用其硅基負極的新電池能量密度將提高20-40%，從而使得電池在相同的空間內儲存更大的能量。

跟據Sila公司網站介紹，公司的硅基負極材料“Titan Silicon”能夠有效地抑制膨脹。“在使用壽命結束時，完全使用Titan Silicon硅基負極的電池最多膨脹6%，與石墨負極電池相似。”在完全替代石墨的情況下，使用Titan Silicon的電池體積能量密度提高了20%，循環次數超過1100次（容量保持80%）。

不僅如此，在不犧牲循環壽命和安全性的情況下，新電池能夠在20分鐘內從10%充電到80%。該方案可應用于方形、圓柱、軟包在內的任何一種電池方案。

據介紹，Sila位于華盛頓州摩西湖的制造工廠已完成新設備的開發，Titan Silicon硅基負極計劃于2024年下半年開始量產，在2025年首先應用于奔馳的EQG電動車型。

但值得注意的是，也有業內人士對澎湃新聞記者指出，由于材料的特殊性和工藝的困難，完全使用硅基負極的大圓柱電池“短時間內很難大規模量產，或先用在跑車。”

比亞迪的大圓柱——磷酸鐵鋰平價路線，先用于儲能

今年上半年曾有傳聞，比亞迪非常關注大圓柱電池，董事長王傳福“親自建了個工作群研究大圓柱電池”。

7月18日，“比亞迪采購與供應管理”公眾號發布“比亞迪集團擬對2023年大圓柱電池全自動烘烤線設備實行供應商公開招募”的消息，證實了比亞迪已布局大圓柱電池，且已經進展到一定階段。

此外，比亞迪全資子公司弗迪電池于10月宣布，其在9月與LG簽署“戰略合作備忘錄”。本次合作中，弗迪電池攜消費類電池產品LFP 4680，將與LG協力打造面向歐美市場的競爭力產品。未來，雙方將在家庭儲能、機器人及其它智能家居領域展開深度合作。

11月3日，金楊股份表示，其46系列大圓柱封裝殼體已經小批量供應比亞迪，主要應用于儲能產品。

目前，從網上已經透露出來的部分信息來看，比亞迪的46系大圓柱電池都采用磷酸鐵鋰材料，有兩個高度，FC4680P高度為80MM，額定容量為15Ah，FC46120P高度為120MM，額定容量為25Ah。兩款電池的循環次數大于2000次（70%DOD），充電適用溫度是0—55攝氏度，放電適用溫度是-20攝氏度—60攝氏度。

此外，在電池頂部的小插頭（正極端旁邊）有一個防爆閥。

從能量密度來看，電池單體能量密度為129Wh/kg，跟主流的車規級電池性能有一定差別（主流車規三元電池能量密度為250Wh/kg，車規級磷酸鐵鋰電池能量密度為180Wh/kg），落在儲能用磷酸鐵鋰電池能量密度（100Wh/kg—150 Wh/kg）范圍內。

值得注意的是，有業內人士向澎湃新聞記者指出，在相同化學材料的條件下，相對于方形電池，圓柱形電池在能量密度方面并不特別占優勢，但其熱擴散效應好，生產一致性高，安全性理論上更高。

數據顯示，截至2023年4月，國內外布局大圓柱電池企業超50家，其中GWh級別產能規劃企業超15家，全球大圓柱電池產能規劃合計已超350GWh。  

但現目前方形仍然是主流。2022年，中國市場動力電池裝機量約為302.3GWh，其中方形電池裝機273.9GWh，占比90.6%。

此外，不少業內人士指出，大圓柱電池性能制造上還存在不確定性，集流盤和極柱、集流盤與殼體/底蓋的焊接也是一大棘手難題；在性能方面要完全兌現其潛力，還需要在連續快充循環方面、高溫存儲方面繼續下功夫。

另據澎湃新聞記者了解到，有寧德時代的相關電池負責人就認為，大圓柱電池在目前的工藝上還不適合做超快充，因為頂蓋的焊接工藝不太穩定，大功率充放電不安全。在熱量控制上，圓柱電池包使用的蛇形水冷管也不如麒麟電池的水冷板控制更均勻。

但無論困難如何，未來大圓柱電池“通過結構創新與材料體系，實現更高效制造、更高性能、更低成本來滿足電動化的需求，毫無疑問是行業的重要技術路徑之一。”