怎样快速充电（一键快速充电）

数据显示，2022年1-10月，全球新能源汽车销量共计763.8万辆，同比增长61%。一方面，新能源汽车的渗透率正在提高，接近30%；另一方面，锂电池作为新能源汽车的核心，与新能源汽车同频共振，1-10月总装机容量为369.81GWh。

动力电池的数量必须得到保证，但质量也必须得到保证。随着新能源汽车对安全性能、续航里程和充电速度的要求不断提高。哪种形式的电池最适合新能源汽车应用是目前的热门话题。新能源汽车市场正在迫使电池公司不断更新和突破电池技术，推出创新和高品质的电池产品。

就目前而言，棱柱形电池、袋形电池和圆柱形电池具有不同的优势，是当前动力电池市场的三种主流产品。其中，圆柱形电池因其在成本、性能和安全性方面的优势而受到市场关注。

这主要是由于其单体和电池组的结构特征。单体体积最小，便于热管理。它可以灵活地使用异形空间。高度标准化的形式有利于平台化和迭代。

此外，圆柱形电池具有单独的外壳保护和独立的泄压装置，具有多重保障；电池以蜂窝形状布置，间隙确保单体和外部之间有足够大的热交换面积；更重要的是，其中心对称的圆形结构可以在整个生命周期内有效地抑制内部磁极片的膨胀，从而使电池外部不会发生变形。

从市场来看，今年4月，特斯拉向客户交付了第一批配备4680无极电池的Model Y车型；近日，特斯拉报告称，其4680电池团队已实现每周868000辆的电池制造能力，可支持1000多辆Model Y汽车。

宝马集团还宣布，从2025年起，将首次在新一代车型中使用46系列大型圆柱形全极耳电池。顶级车企相继使用了大型圆柱形电池，这正引领着行业的新趋势。

全极耳技术突破

然而，在过去一段时间内，由于尺寸和容量问题，圆柱形电池在应用场景中受到限制。在电池的放电过程中，电流通过铜箔和铝箔收集，并通过接线片输出到外部电路。由于电阻的存在，电池的充电和放电过程不利于电流传导。当电池充电和放电时，极易造成局部过热，这会造成安全隐患。

此外，由于电池单元的尺寸较大，特别是在高电流充电和放电的过程中，会产生显著的欧姆热，这会导致电池的温度升高。电池越厚、越大，产生的热量越多，散热越困难，这反过来影响充电速度。

因此，如何解决增加电池尺寸和减少发热的悖论成为关键。经过业内的不断研究，全极耳技术已成为解决圆柱形电池功率性能和安全问题瓶颈的关键。

具体而言，全极耳电池是一种新型电池，使用全极耳结构进行连接和传导。电池极片和集电板通过激光技术连接。极靴和盖板之间的过电流能力不低于极靴本身，从而大大提高了电池过电流能力，减少了电池的发热，突破了圆柱形电池的瓶颈。

在全极耳技术的突破下，松下、LG化学、三星SDI和BAK电池等全球排名前10的18650电池制造商已经确认了大型圆柱形电池的开发。值得一提的是，作为中国首家推出4680全凸耳大型圆柱形电池的电池公司，BAK已开始规划大型圆柱形电池量产基地，量产指日可待。

从产品矩阵来看，BAK的大型圆柱形电池产品包括46系列、3x系列和26系列等，单体高度涵盖70mm至160mm，应用范围非常广泛。值得一提的是，BAK的大型圆柱形电池已经得到了许多实验的验证，其材料系统可以解决能量密度和电池寿命的问题；全极耳设计大大降低了内部阻力，进而对安全性产生了重要影响。

BAK大型圆柱形电池引领行业

此前，国际顶级能源杂志《电源杂志》发表了文章《不同环境条件下全极耳大型圆柱形锂离子电池的快速充电性能和最佳热管理》。这是锂电池行业第一篇使用真正的商用全极耳大型圆柱形电池来验证数字模型结论的文章。

本权威论文中使用的全极耳大型圆柱形电池由BAK提供。作者基于成熟的BAK全极耳大型圆柱形电池，专为汽车高性能应用而设计。建立了热-电-电化学耦合模型，以探索电池的最佳充电时间和热管理策略。

在苛刻的实验条件下，BAK全极耳大型圆柱形电池表现出色：在20°C下，电池可以在11分53秒内从10%充电到80%；在零下20°C的环境中，10%-80%的快速充电时间可以优化到15分钟58秒的水平。

总的来说，BAK电池在该实验中实现了从10%到80%SOC的不到12分钟的快速充电时间，与传统单极耳式电池相比，快速充电性能可提高三倍，相当于520公里的巡航距离，显示了BAK全极耳大型圆柱形电池的巨大潜力。此外，在BAK电池的快速充电过程中，没有发生锂沉淀。

在结构设计上，在全极耳的设计下，BAK的大型圆柱形电池采用了钢壳的外壳材料，并配有单独的外壳保护和独立的泄压装置。通过定向泄压技术，BAK全极耳大型圆柱形电池可以在车辆级别实现零散热，确保电池组整体的安全性和电池在整个生命周期内的一致质量，热管理问题得到了极大改善。

同时，由于全极耳结构设计的独特性，大型圆柱形电池在材料体系的探索上更加大胆，高镍三元正极材料和硅基负极材料在大型圆柱形电池中的应用更加广泛，其能量密度也得到了极大的提高。

在阴极材料方面，BAK全极耳大型圆柱形电池的阴极镍含量已从Ni50增加到Ni90，容量继续增加。18650电池的最高量产容量达到3.5Ah，21700电池的最大量产容量达到5.3Ah，再次突破量产21700系列电池的容量限制。

在阳极材料方面，BAK电池较早开始研究硅圆柱形电池的阳极材料。目前，BAK硅氧材料已经从第一代硅发展到第三代硅，第一效率从77%提高到86%，与阴极的效率基本匹配。在新材料系统的探索下，安全方面不容忽视。

与石墨材料相比，硅基材料在充放电过程中会有巨大的体积膨胀。高达300%，而圆柱形电池通常使用钢壳，钢壳具有高机械强度和良好的结合力，可以有效抑制硅的膨胀并形成天然屏障。

全极耳大型圆柱形电池布局

全极耳大型圆柱形电池可以在确保安全性和足够巡航里程的基础上进一步提高快速充电性能，使电动汽车的体验与燃油车不相上下。在这种情况下，大型圆柱形电池的生产能力需要与当前高增长的新能源汽车市场相匹配。

BAK Battery是中国最早研究全极耳大圆柱电池的公司之一，自2021年初以来，在中国率先推出全凸耳大型圆柱电池。BAK电池在大型圆柱形电池技术的研发和市场化方面势头强劲，订单和意向客户持续增加。BAK大型圆柱形电池的产品矩阵包括46系列、3x系列和26系列等。

具体而言，BAK 46系列电池去年开始批量交付，性能符合预期。根据8-15分钟的不同快速充电能力，电池的当前能量密度介于280Wh/kg和330Wh/kg之间。

BAK 26系列主要基于26105铝壳电池，目前处于样品阶段，可应用于电池寿命超过700公里的整车，快速充电可在12分钟内达到500公里，量产后能量密度将高达290Wh/kg。BAK 3x系列介于两者之间，是BAK为进一步全面优化性能、成本、系统设计和其他因素而开发的新平台。

为了迎接即将到来的大型圆柱形电池的扩张浪潮，BAK电池提前计划。未来几年，BAK将分两个阶段将其全球电池产能扩大80GWh。同时，BAK还将继续朝着碳中和的目标迈进，建设一个零碳工厂，以满足碳排放和碳足迹的需求，瞄准行业领先水平，继续减少碳排放，并积极探索电池整个寿命周期内碳中和的道路。

据不完全统计，截至2022年，近60家公司正在进行圆柱形全极耳电池的研发和测试，10多家公司基本达到量产阶段；同时，材料、设备等上下游企业也在加大高镍、硅阳极等材料的布局，加快引进全极耳技术的设备。从行业整体来看，2023年全极耳大型圆柱形电池的量产或将迎来快速增长。