在全球新能源車企翹首期盼大圓柱電池技術(shù)破局時(shí)，中國電池企業(yè)正上演彎道超車的精彩戲碼。太藍(lán)新能源重磅推出新一代大圓柱技術(shù)——「冷芯電池」。在特斯拉4680電池尚未攻克的快充性能、熱管理瓶頸及量產(chǎn)難題上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性突破，這場技術(shù)革命或?qū)氐赘膶懭虼髨A柱電池的競爭格局。
技術(shù)困局：4680 電池的 “快充之殤”
自 2020 年 9 月特斯拉發(fā)布 4680 大圓柱電池，這款采用全極耳與干法電極技術(shù)的產(chǎn)品曾被視作動(dòng)力電池的未來。然而，隨著新能源汽車補(bǔ)能效率向燃油車加油速度看齊的市場需求日益迫切，在大力發(fā)展快充技術(shù)過程中，4C、10C、甚至是12C的方形鋁殼或軟包電池產(chǎn)品接連推向市場，相比之下，以4680為代表的圓柱電池的快充短板逐漸顯露。
大圓柱電池尺寸演進(jìn)
相比具備天然散熱優(yōu)勢的方形鋁殼或軟包電池，4680 受制于圓柱結(jié)構(gòu)的物理特性——其在快充能力方面的短板是由電芯結(jié)構(gòu)決定的。
圓柱電池的發(fā)展歷程，為了追求能量密度提升，電池直徑從18mm躍升到46mm，直徑增加到2.5倍，體積增大加到8倍。圓柱電池生產(chǎn)采用卷繞工藝，直徑增大，卷芯會(huì)更長，散熱能力斷崖式下降。因?yàn)橹睆皆龃髮?dǎo)致電芯中心到殼體外部的距離變長，電芯內(nèi)部的熱量更難及時(shí)散出，進(jìn)一步加劇電流和溫度分布的不均勻性，容易造成電池容量損失和功率輸出的不穩(wěn)定性。
由于傳統(tǒng)圓柱型電芯結(jié)構(gòu)帶來的散熱問題由來已久，在進(jìn)行快充時(shí)產(chǎn)生的高熱量無法及時(shí)有效消散，引發(fā)熱失控風(fēng)險(xiǎn)，迫使一般的4680電池只能通過限制充電速度來進(jìn)行控制。
另一方面，圓柱體的天然結(jié)構(gòu)導(dǎo)致在PACK電池包內(nèi)，電芯單體間空隙較大，圓柱的側(cè)面與冷卻板的接觸面積有限。為提升整體的能量密度，PACK內(nèi)的電芯一般采用高密度排布，進(jìn)一步加劇了散熱難度。
熱管理是解鎖快充的關(guān)鍵鑰匙，隨著方殼電芯快充上限不斷突破，圓柱電池卻遲遲無法跟進(jìn)，加上生產(chǎn)良率和產(chǎn)能爬坡不及預(yù)期，市場上“拋棄大圓柱”的輿論正在發(fā)酵。
中國方案：冷芯電池的三重創(chuàng)新革命
太藍(lán)新能源全球首發(fā)的「冷芯電池」，以 “結(jié)構(gòu) + 材料 + 工藝” 三位一體的協(xié)同創(chuàng)新體系，為大圓柱電池技術(shù)帶來顛覆性突破。
結(jié)構(gòu)革新：全新導(dǎo)熱路徑突破散熱瓶頸
太藍(lán)原生開發(fā) “軸心直通” 的全新結(jié)構(gòu)形式，徹底改善大圓柱電芯熱管理問題，為快充能力的升級提供了新的解決方案。通過半通孔與全通孔兩種設(shè)計(jì)，在常規(guī)底部液冷基礎(chǔ)上，開辟直達(dá)電芯中心的散熱通道。半通孔單側(cè)出極柱設(shè)計(jì)使換熱面積擴(kuò)大 17%-20%，全通孔雙側(cè)出極柱方案構(gòu)建起散熱 “高速公路”，解決電芯中部熱量累積問題。「冷芯電池」軸向+底部的雙區(qū)域穿透散熱，給電芯內(nèi)部安置“智能空調(diào)系統(tǒng)”，從根源上解決了大圓柱電池的散熱難題。
材料升級：電芯升級加持超快充性能
「冷芯」電池從材料設(shè)計(jì)入手，正極材料通過包覆改性調(diào)控，實(shí)現(xiàn)離子傳輸速度提升，建立立體導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，降低阻抗；負(fù)極材料創(chuàng)新采用各向同性石墨搭配多層涂布技術(shù)，把鋰離子的移動(dòng)路徑從“山路十八彎”變成“直行快車道”。這些協(xié)同創(chuàng)新使得電池在保持安全性的同時(shí)，充放電速度也進(jìn)一步提升。
工藝突破：高效集成開啟量產(chǎn)新紀(jì)元
「冷芯」新一代大圓柱電池技術(shù)，同樣離不開生產(chǎn)制造工藝的突破。為電池核心部件——極耳-集流盤-殼體設(shè)計(jì)環(huán)形焊接工藝，降低電池內(nèi)阻。面對電芯卷繞時(shí)極片松動(dòng)的行業(yè)難題，新引入“卷軸加固工藝”，讓電池極片內(nèi)部始終緊致，告別性能衰減隱患。
「冷芯」電池工藝不僅適配多元材料體系，更通過模塊化設(shè)計(jì)大幅提升產(chǎn)線通用性，不同型號電池可共享核心工藝，在降低制造成本的同時(shí)，顯著縮短量產(chǎn)周期，為大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用鋪平道路。
性能飛躍：6C 超快充重塑大圓柱行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
搭載「冷芯」電池技術(shù)的4695與50190系列產(chǎn)品，在充電速度和環(huán)境適應(yīng)性上實(shí)現(xiàn)了突破性進(jìn)展，支持 6C 超快充，9 分鐘即可將電量從 10% 充至 80%。以及全氣候條件的穩(wěn)定輸出，電池在- 30℃至 55℃極端環(huán)境下仍保持穩(wěn)定性能。在保證安全性的前提下，將大圓柱電池的快充與寬溫域性能推升到新基準(zhǔn)。
“結(jié)構(gòu) + 材料 + 工藝”三重突破，「冷芯」大圓柱電池技術(shù)已完成30余項(xiàng)核心專利布局，作為太藍(lán)原生開發(fā)的“通孔”與“半通孔”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，解決傳統(tǒng)圓柱電池快充性能與散熱效率的沖突，推動(dòng)中國企業(yè)在大圓柱電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從技術(shù)跟隨者到規(guī)則定義者的跨越。
從1996年日本首輛圓柱鋰電池電動(dòng)車問世，圓柱電池作為被美日韓統(tǒng)治的技術(shù)賽道，即便其本質(zhì)只是尺寸的改良游戲，但技術(shù)創(chuàng)新的每一次更迭都與中國無關(guān)。如今，太藍(lán)新能源冷芯技術(shù)作為一項(xiàng)重要突破，中國大圓柱電池完成了從被動(dòng)接受到主動(dòng)定義的蛻變。隨著新能源汽車邁入 800V 高壓平臺(tái)時(shí)代，太藍(lán)以 “電芯產(chǎn)品 + 通孔設(shè)計(jì) + 極致熱管理” 的技術(shù)矩陣，正將動(dòng)力電池安全標(biāo)準(zhǔn)推向新高度，為全球車企提供兼顧性能與安全的終極解決方案，書寫中國制造向中國創(chuàng)造跨越的新篇章。
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