2025年4月23日,以“拥抱创新 共赢未来”为主题的2025第二十一届上海国际汽车工业展览会在沪举办。搜狐汽车·汽车咖啡馆以直播探访的形式,与整车及汽车产业链上下游的50余位海内外企业领导继续展开“王牌对话”,探求当下汽车产业的发展新趋势、新特点。
出品|搜狐汽车·汽车咖啡馆
作者 丨 胡耀丹
4月23日,在当日开幕的上海车展上,亿纬锂能携OMNI全能电池、开源电池、飞行器电池、机器人电池、汽车电子电池等一系列核心技术产品亮相展会。新闻发布会上,亿纬锂能展示及发布融合了“四大核心价值”的大圆柱电池产品和“原位升级”计划。
当日,出席发布会的亿纬锂能副总裁 电池系统研究院院长江吉兵,不遗余力地向外界“科普”大圆柱电池的四大价值,这包括标准化、原位升级、零膨胀和安全。在会后的专访环节,江吉兵将这四大价值所带来的成效、大圆柱电池的差异化优势一一道来。
其中,在成本、研发周期这两大制造业最重视的信息上,大圆柱电池“原位升级”的优势十分明显。
“我们已经做好了很多基础工作,现在用 ‘原位升级’,(新产品的)产线不用调整,能做到从开发到成熟只需要6个月。”江吉兵表示,采用 “原位升级” 这种方式,整个研发费用可以下降70%-80%,能节省大量资金。
与此同时,标准化带来了产线的高效运转,零膨胀则是“原位升级”的基础,提供了材料的更多可能性,大圆柱电池本身多个电池并联的特性也为其筑牢了安全地基。
“大圆柱电池改变了过去方形电池在热安全方面的设计逻辑。”江吉兵说,亿纬锂能采用气电分离、定向泄压技术,上层的电池发生问题,喷到下面一层,也不会造成太大影响。同时,发生问题的电池能在5秒之内把大部分热量喷射出去,残留的热量就少了。有电池发生喷射情况后,其他电池还能正常工作。
基于技术、产品的差异化优势,大圆柱电池得以站上更多应用场景的舞台之上。在新能源汽车、机器人、低空飞行器等领域,大圆柱电池均有应用且优势明显。
“圆柱电池在飞行器和人形机器人领域都有很好的适用性。”亿纬锂能XEV产品中心总监冯炎强说,对于飞行器来说,圆柱电池具有高频能量和安全性的优势。在人形机器人方面,圆柱电池拥有灵活性,可以随意组合,而方形电芯很难做到用一款或几款覆盖所有机器人的应用场景。
在企业战略层面,大圆柱电池被亿纬锂能视作换道超车的布局。“在方形电池市场,已经有非常优秀的企业处于领先地位,他们确实做得很好。但在圆柱电池领域,我们有机会实现开发领先。”江吉兵表示,这符合亿纬锂能差异化的战略,也有信心可以做到该领域的第一。
在方形电池方面,亿纬锂能并没有完全斩断技术研发、产品制造。“我们一直在做方形电池,但是在扩产方面不会主动激进地去做。”江吉兵说,亿纬锂能对大圆柱电池的发展很有信心,所以投入了很多。但方形电池也有市场价值,亿纬锂能不会放弃,只是会根据市场需求,稳步推动它的发展。
以下是采访速记(有删减):
Q:为什么说大圆柱电池是新能源汽车的最优解?
江吉兵:从工业层面来看,大圆柱电池在探索和应用上有着很重要的意义。先讲讲标准化这个价值。过去十年,整个汽车工业都在追求标准化。最开始,大家是把燃油车改造成电动车,后来就开始思考能不能把电池包做平台化,再后来又发展到对底盘进行平台化,通过一个平台能孵化出好几个不同配置的车。
大圆柱电池在标准化方面优势明显。它的电池包、电芯在很相似,这样一来,我们的产线就可以高效运转。在研发验证环节,很多结构设计都不用重新去做验证了,只需要做一些性能方面的验证就可以。而且我们用的是已经研究好的平台化的材料体系研究成果,对于电池的性能,我们是有一定预见性的。
在智能管理方面,大圆柱电池也在不断探索进步。现在电池可不只是简单的化学能变化,还得回归到控制层面,要做到更精准的控制。比如说我们现在做的算法,希望能让车辆显示的剩余里程更精准,不仅在常温下精准,在温度变化,尤其是低温的时候,也能精准显示。但实际上,低温时剩余里程显示不准,背后需要花很多技术功夫去解决。
相比之下,方形电池就算实现了平台化,在不同配置的时候,高度、厚度还是得做一些调整,之后还要进行验证等一系列复杂的流程。大圆柱电池的产线节拍很快,如果能够做到满产满销,成本肯定是有优势的。
“原位升级”也是大圆柱电池的一个重要优势。在进行材料体系更换的时候,大圆柱电池的产线、系统、电机这些都不用动。为什么说“原位升级”更适合大圆柱电池,而不是方形电池呢?这是因为方形电池存在膨胀问题。不同的材料体系,比如参照硅、高镍等,膨胀情况都不一样,这就导致很难做 “原位升级”。要是膨胀控制不好,可能会出现涨裂、结构失效等问题。
而圆柱电池就不存在这个问题,它没有膨胀困扰,并且产线效率高。在这样的基础上做 “原位升级”,通过更换材料体系,我们就能实现不同的里程、不同的充放电时间,甚至还能实现不同的功能,而且整个系统都不用做任何改变。
另外,圆柱电池每一串里有好几个电池并联,就算有个别电池坏了,整个回路还能正常工作。方形电池现在做800伏的时候,容量比较低,成本也贵。而圆柱电池单个电池安时数合适,多个并联后效率更高。
在回收方面,圆柱电池也有优势。现在三元圆柱电池是有回收价值的,而磷酸铁锂电池回收很难赚到钱,在欧洲甚至回收还得付钱。圆柱电池设计寿命有 10 - 12 年,就算车辆用不到这么久,电池还可以继续发挥作用。所以,大圆柱电池符合汽车工业发展的趋势,通过 “原位升级” 能让研发工作变得更简单。
Q:也就是说开发时间和成本都大大降低了吗?
江吉兵:没错,就拿 “原位升级” 来说。比如说一款车,如果是增程车,可能需要 250 公里续航;要是硬派越野车,可能需要200公里续航,但因为能耗高,对电量要求也更高。对大圆柱电池而言可能就是需要对材料体系切换,我们的研发时间3到6个月就足够了,而且很快就能实现量产。
这是因为采用 “原位升级”,我们不需要花费大量时间去开发供应链资源。要是以前做定制化开发,找供应商开套模具,没两三个月根本下不来,而且还得考虑产能爬坡的时间。但现在用 “原位升级”,我们已经做好了很多基础工作,产线不用调整,所以能做到从开发到成熟只需要6个月。
并且,我们做的研发成本其实很低。以前每款定制化产品开发都是以千万为单位投入,模具费、人力投入等等都是钱。但现在采用 “原位升级” 这种方式,整个研发费用可以下降70%-80%,能节省大量资金。
Q:之前特斯拉有自研大圆柱计划,但受到制造工艺问题困扰,亿纬锂能采用怎样的制造工艺?
江吉兵:目前我们采用的还是传统的工艺和做法。就当前市场的需求来看,我们现有的技术是能够满足要求的。一个新产品从重新开发到成熟,是需要时间的。大圆柱电池作为一个新的产品、新的任务,我们首先要解决它的生存问题,之后再去考虑它的发展问题。
我们也在进行后续的开发和研究,但是这需要一点时间。一旦涉及到新产品,产线工艺要调整,前端也得做一些调整,这些都是我们下一步在产业化方面要去考虑的事情。目前来说,我们觉得当前的湿法工艺能够满足现在的市场需求。
Q:亿纬锂能如何成为大圆柱电池行业的引领者?
江吉兵:主要从这几个方面来看。一方面,我们做圆柱电池已经有二十多年了,积累了非常丰富的经验。在这个过程中,我们对圆柱电池有了很深刻的见解,也攻克了很多难题。所以在大圆柱电池这样的新产品诞生过程中,面对各种困难,我们能够表现得更加游刃有余。
另一方面,我们的使命是在圆柱电池领域做到第一。在方形电池市场,已经有非常优秀的企业处于领先地位,他们确实做得很好。但在圆柱电池领域,我们有机会实现开发领先。我们希望在自己最擅长的领域,为用户创造最大的价值,只有这样,我们才能走得更远。这也符合我们差异化的战略,我们相信自己的能力可以做到第一。
还有一个方面,亿纬锂能在整个大圆柱电池的生产过程中,具备解决各种难题的能力。从零部件的研发,到工艺的攻克,再到产线设备的制造,我们都有自己的资源。我们清楚自己需要什么,知道要做到什么样的精度,工装该怎么设计,产业该怎么去提炼,这些都需要长时间的沉淀,不是简单模仿就能做到的。
大圆柱电池是有门槛的,而我们有这样的设备能力和全套的能力,能够支撑我们跨越新产品诞生的瓶颈。早在十年前,我们就有了大圆柱电池相关的技术积累,这些对于别人来说可能是很新的东西,但对我们来说已经很熟悉了,所以我们有这个底气。
Q:方形电池和大圆柱电池是两种途径,最终要看效果。今天提到的全能电池解决了低温性能问题,在解决低温难题过程中,有什么独特的技巧或技术路线?
江吉兵:大圆柱电池本身的低温性能就挺好的,在此基础上,我们还采用了一系列独特的技术。在电池组设计上,我们运用了全面发泡技术。这个发泡胶不仅在碰撞的时候可以起到保护作用,从热的角度来讲,它还是一个很好的保护层,保温性能非常出色。比如说在冬天,车辆在外面放十几个小时,我们的电池温度每小时只降低两度。就算开车前电池温度是25 度,放10个小时还是零上温度。
在电池电芯方面,我们通过技术优化实现了低电阻设计,并且还做了脉冲自加热技术,这让我们电池的快充能力变得很强。在零下30度的环境下,我们的电池能做到从10%充电到80%,而且充电速度能达到85度。
现在大家都在说快充,但在低温下的快充情况大家讲得很少。我们希望能够解决行业的这些痛点问题,通过提升低温下的续航能力,改善用户的充电体验和用车功率体验。比如用户可以在下楼前一键启动车辆自加热功能,利用脉冲自加热技术,五分钟就能把电池加热到合适的温度。就算是在零下三四十度的环境下,也完全不影响平时用车。我们将脉冲自加热、全域发泡保温技术,与低电阻电池电芯技术、快充技术相结合,在不同的低温场景下,都能让用户用车这件事变得更简单。
Q:从亿纬锂能的角度怎么看待电池新国标?怎么将新国标的标准落实到产品的设计和研发?
江吉兵:我们本身就是新国标的参与者,所以对这件事一点都不陌生。新国标对我们这些做技术创新的公司是有利的,因为技术门槛提高了,就可以避免出现劣币驱逐良币的情况,我们也希望行业门槛能高一点。
大家都知道,新能源汽车和燃油车不一样,新能源汽车整个底部都是电池,在各种不同的路况下难免会发生磕碰,这也是新能源汽车出险率高达 20% 多的原因,出险率高,保险费用自然就贵,消费者就要多花钱。所以我们在产品设计研发的时候,会着重加强底部磕碰防护。我们要做到电池在受到磕碰时不起火、不爆炸,现在我们不仅要做到这些,还要做到不冒烟,从根本上保障安全。
大圆柱电池改变了过去方形电池在热安全方面的设计逻辑。
我们采用气电分离、定向泄压技术,上层的电池发生问题,喷到下面一层,也不会造成太大影响。而且我们能做到在 5 秒之内把大部分热量喷射出去,这样残留的热量就少了。单个电池原本放热可能是 150 - 300,现在只有 30,只有原来的五分之一。大部分热量喷出去之后,周围其他电池受到的影响就小,每个电池温度上升幅度不大,这样就保证了整体的安全性。比如说有电池发生喷射情况后,其他电池还能正常工作。
我们希望安全保障不是一个让用户感到焦虑的点,而是能让安全变成一个无感的状态,不影响用户正常使用功能,也不会给用户心理带来压力。所以新国标对我们来说不是门槛,而是一件好事,我们会认真落实相关要求。
Q:亿纬锂能在汽车之外有机器人等前沿布局,它们对电池的需求和汽车不同,亿纬锂能的方案是什么?大圆柱电池路线能否为这些业务提供足够支持?
江吉兵:大圆柱电池是可以满足这些业务需求的。对于低空飞行器,质量是一个核心问题。飞行器想要飞得远,就希望自身重量轻。而且在降落的时候,对电池的功率输出要求非常高。因为降落的时候电池快没电了,只要功率有一点点偏差,飞行器就可能掉下来。尤其是在电池生命末期,本身就存在衰减,功率输出不稳定,要实现平稳落地就更难了。如果是载人飞行器,起飞的时候大家很开心,但要是落不下来或者直接掉下来,那就非常危险。
大圆柱电池在能量密度方面是有优势的,我们目前已经研发出320Wh/kg的大圆柱电池。和固态电池相比,大圆柱电池在安全性能上更有保障。虽然固态电池被认为安全性高,但现在很多固态电池是用软包来做的。从过去软包电池的发展来看,它在安全方面存在一些问题。在行业技术迭代过程中,软包电池的安全问题一直难以彻底解决。半固态电池虽然能量密度高,但在安全方面也不是完美的,起火风险依然存在。
而大圆柱电池能够解决安全问题,它是目前可以马上量产的最高比能量的选择。另外,固态电池在制造一致性方面存在问题,每个电芯做出来都不太一样,这给系统集成带来很大难度。所以从当前的发展角度来讲,大圆柱电池在安全性、工艺满足度、成本方面都有优势,更适合这些业务的需求。
Q:上午提到有人形机器人产品,研发进展到什么程度了?电池研发的技术路线和低空经济有没有复用?
冯炎强:目前,我们已经和行业内大部分人形机器人本体的头部企业都进行了接洽。并且,我们已经完成了一些头部企业的样品交付工作,把这些样品装载到他们的机器人本体上,进行相应的验证和展示工作,这就是我们当前的研发进展。
在技术路线复用方面,圆柱电池在飞行器和人形机器人领域都有很好的适用性。对于飞行器来说,圆柱电池具有高频能量和安全性的优势。在人形机器人方面,圆柱电池同样很符合应用场景需求。因为现在人形机器人在身高、宽度、厚度等维度上,各家的设计都不一样。我们想要用一款或几款电池覆盖多种产品范围,圆柱电池的灵活性就体现出来了,它可以随意组合。而方形电芯很难做到用一款或几款覆盖所有机器人的应用场景。所以目前在应用维度上,我们优先考虑采用圆柱电池,它的能量密度高,体积比重量也很高,灵活性更好。
从未来发展趋势来看,固态电池对于机器人来说是一个比较好的应用场景。因为固态电池的体积比能量可以做得很高,如果定制尺寸的固态电池能够实现,就能提高空间利用率。在商业化落地的应用场景下,比如满足大于4个小时甚至未来8个小时的使用需求,固态电池会是一个不错的解决方案。所以我们也在大力开展固态电池产品的开发,今年我们就有装机验证的计划,希望能满足未来在固态电池和人形机器人高比能量产品方面的落地应用需求。
Q:在电池寿命衰减方面,亿纬锂能产品的优势体现在哪些方面?
江吉兵:电池寿命衰减涉及几个方面,一个是寿命,一个是 energy(能量)的衰减,还有一个是 power(功率)的衰减。首先要明确,不管在什么应用场景下,都要保证电池在使用寿命末期,功率还能满足基本功能要求。比如说飞行器,要保证在电池快到使用寿命的时候,依然能够正常起飞和降落,功率要能支撑其完成这些操作。其次就是里程问题,这主要和能量、功率相关。大家都希望电池能跑得更远,这就涉及到能量的存储和释放,以及功率的稳定输出。
当前,轻量化是解决电池问题的一个关键方向。通过提高电池的比能量,在减轻电池重量的同时增加电量存储,这样既能提升设备的续航能力,又能改善操控性能。比如在飞行器飞行过程中,当功率需求没那么大的时候,我们甚至可以把热管理系统中的冷却水抽出来,减轻重量,实现机外管理,让整个系统更加轻量化、简单化。
电池寿命的需求因应用场景不同而不同。像消费类产品,两三百次循环寿命可能就够了,因为不是每天都频繁使用。目前电池技术的一个难点在于,在电池放电状态(DSOC)下,还能保证良好的功率输出。我们也在持续攻克这个难题,进一步提升电池在各种场景下的性能表现。
Q:亿纬锂能在方形电池方面有什么布局?
江吉兵:我们一直在做方形电池,但是在扩产方面不会主动激进地去做。因为方形电池市场已经有很多优秀的企业在前面了,竞争比较激烈。我们只有在车企有明确需求,并且合作比较确定的情况下,才会比较稳健地去扩产。我们对大圆柱电池的发展很有信心,所以在大圆柱电池方面投入了很多。但方形电池也有它的市场价值,我们不会放弃,只是会根据市场需求,稳步推动它的发展。
Q:行业内很多电池产品在卷材料体系,通过材料变化带来功能变化,亿纬锂能在这方面的优势是什么?
江吉兵:圆柱电池在材料体系升级方面其实更具优势。比如说高镍高硅材料,方形电池在应用这类材料的时候难度很大,但是大圆柱电池因为它的卷绕结构,在材料体系融合方面就相对容易一些。我们推行的 “原位升级” 理念,如果只是简单地从 A 升级到 B,那就太单调了。我们希望能够实现从 A 到 B、B 到 C、C 到 D 这样多元的升级,真正做到 “原位升级,一芯就行”。这样一来,从外观上看产品好像都一样,但内部却有着丰富的变化,可以实现不同的功能,为市场提供更具竞争力的电池产品。