当46系大圆柱电池以“全极耳”设计,搅动全球动力电池江湖时,这场由大圆柱电池引发的电池结构革命,正在以意想不到的方式,反哺小圆柱电池的进化。
对于传统小圆柱电池,功率不足、续航不足和寿命短板,制约了其进一步的发展,而全极耳工艺的出现,为解决这些痛点提供了可能。
数据显示,采用全极耳工艺的18650、21700小圆柱电池,其电池容量、倍率、安全性已实现突破,这背后正是包括全极耳技术赋能的表现。
可以说,全极耳创新正在重新定义圆柱电池的技术天花板,并有望带动电动两轮车、电动工具、数据中心备电(BBU)、机器人、电动航空等多元化应用场景,迈入新的发展阶段。
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“行业常青树”——小圆柱电池
在锂电技术的迭代浪潮中,18系列和21系列的小圆柱电池,始终保持着“行业常青树”的独特地位。
据统计,在圆柱电池市场,目前18系列和21系列小圆柱电池,仍占据着电动工具、3C消费级电池出货量的主导地位。
这种双雄格局的形成,既源于18系列和21系列小圆柱电池,历经长期市场验证而形成的标准化体系和规模化效应,还得益于近两年全极耳技术革新,所带来的电池性能跃升。
数据显示,2024年,18650电池容量已突破3.5Ah,21700电池容量已达到5.8Ah。值得注意的是,小圆柱电池容量不断提高的同时,叠加全极耳工艺所带来的高功率特性,持续巩固着小圆柱电池在电动工具、轻型动力、3C等传统市场的统治地位,并在BBU、机器人、电动航空等领域开始崭露头角。
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极耳革命助力小圆柱电池“进化”
资料显示,小圆柱电池采用全极耳工艺后,其综合性能可以得到全方位的提升。
较传统工艺,全极耳工艺可以缩短电流传导路径,使电池内阻显著降低,以提升充放电倍率、降低温升,并增强电池热稳定性,从而提高电池的安全性和充放电功率,以实现电池性能与经济效益的双重突破。
比克电池副总裁刘智波今年早些时候就曾表示,“全极耳时代已然开启,这是技术革新赋予行业的重大机遇。”
以电动工具场景为例,据介绍,比克全极耳小圆柱电池,基于结构设计、材料体系的多维度创新,突破传统圆柱电池性能极限:其内阻较传统结构电池降低70%,使放电能力提升100%,尤其是大倍率放电时长提升30%以上,即使对于电动工具的高负载工况,也能保持稳定强劲的动力输出;充电速度较传统结构电池提升200%,极大缩短了充电时间;循环寿命较传统结构电池提升140%,使人们在电动工具作业中的体验得到极大改善。
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全极耳小圆柱电池竞赛开启
市场方面,除了传统电动工具、3C等应用场景,对圆柱电池需求旺盛以外,当前AI及算力、低空经济等新兴市场需求爆发,催生对BBU和航空动力电池的增量需求,这也将带动对全极耳高倍率小圆柱电池的需求持续增长。
机构预计,到2030年,全球数据中心备电(BBU)市场对高倍率圆柱电池的需求量将超过6亿只。
与此同时,人形机器人市场也呈现快速发展态势,机构预测,2025年到2029年,全球机器人市场规模将以15.0%的年复合增长率持续扩大,对应机器人产业用电池出货量复合增长率将高达39.1%。
上述场景要求电池系统动力强劲、充电快捷,这恰好与小圆柱电池的特性相匹配。在此背景下,2025年以来,多家电池企业加速布局全极耳小圆柱电池领域,推动其实现产业化突破。
亿纬锂能今年发布的全极耳小圆柱电池新品中,据介绍,其18650 30PL电池,可实现秒级脉冲放电,功率突破10Kw/kg,较传统18650电池提升100%;40A持续放电4.5分钟,较传统产品提升200%;单体能量达10.95Wh,提升20%;1500+次超长循环。
其21700-50PL电池,更是将功率提升至36C,可实现超高电流秒级脉冲放电;40A持续放电7.5分钟,较传统产品提升150%;单体能量密度突破273Wh/kg,提升20%;循环寿命1000+次。
这两款新产品采用超快充技术,可实现9分钟补能80%,并获10余项权威机构相关安全认证。
亿纬锂能计划于今年10月发布18650 25PL电池,进一步丰富其全极耳小圆柱电池矩阵。
比克电池推出的全极耳18650-30D电池,支持最大60A持续放电,9分钟快充(10%-80%SOC),600周循环,-40℃~80℃宽温域放电。此外,其全极耳21700-25B电芯,适配eVTOL混合动力和应急备用电力系统;其全极耳21700-55B电芯,则专为eVTOL纯电动系统设计。
睿恩新能源也拥有丰富的全极耳小圆柱电池产品矩阵。其已量产270Wh/kg高比能全极耳圆柱电池INR21700-RS50,该款电池支持≥70A持续放电,≥50C秒级脉冲放电;即将推出300Wh/kg的INR21700(RH60、RS60、RP70)电芯,且兼具高倍率性能。
业界人士指出,全极耳小圆柱电池未来的市场竞争或聚焦于三个方面:一是良率提升与成本优化,二是电池结构优化,三是材料创新。
结构方面,全极耳本身就是一种结构创新,但仍有优化空间。通过对电极的厚度、层数、卷绕方式等结构参数进行调整,有望提高电池容量。材料方面,高镍正极、石墨掺硅负极,都有挖掘容量提升的潜力。
整体看,全极耳工艺使得小圆柱电池技术路线重新受到业界关注。随着更多电池企业深度布局,工艺不断成熟,成本进一步降低,全极耳小圆柱电池有望在更多领域实现大规模应用。