大圆柱电池有什么优势？

我来概括一下大圆柱电池的优势有哪些。

圆柱电芯在主流形态中热安全和机械安全性最高。1）单体电芯角度，与方型软包对比， 圆柱电芯单体最小可以分散风险，此外，面临热膨胀时整个壳体均匀受热，不会出现方型电 池侧面鼓胀、电池变形寿命下降的问题；2）模组级角度，圆柱电芯以蜂窝式排列，电芯之间 留有天然空隙（热交换面积），此外每个单体有独立的定向泄压装置，保证单体电芯发生热 控时不会蔓延到周围产生连锁反应；3）机械性能方面，圆柱电芯的壳体可提供一定的结构 刚性，在受到外部冲击时形成有效的缓冲，使得形变不容易侵入电芯的内部，这使得蜂窝状 排列的大圆柱电芯成为 CTP/CTC 等技术路线的理想选择。

大圆柱的安全性高，能承受高能量密度化学体系。能量密度通常和电池的稳定性/安全 性呈反向关系，三元和方形都属于高能量密度体系，在安全性方面弱于铁锂和圆柱，方形的 平行结构在使用高镍硅基等高能量密度体系时会随着使用而逐渐鼓胀，严重影响整包的安全 性能，过去用于方形电池屡屡出现事故足以说明电化学体系和电池封装体系互补的重要性。 圆柱电芯结构对称，可以有效的束缚住卷心在半径方向上的膨胀和内部的气压，使得电芯可 以保证在整个生命周期不发生形变，圆柱电芯的高安全上限，使得它可以支持更高能量密度 的化学体系，从而补足成组效率略低的短板。

高能量密度的高镍材料低温适应性强。续航里程除了理论能量密度外还需要考察不同场 景，研究表明在-20℃时，磷酸铁锂电池容量只能达到常温的 1/3，锂离子扩散系数较常温下 下降两个数量级，当温度下降到-40℃时，磷酸铁锂只能保持常温容量的 20%，磷酸铁锂的 低温性能差主要是由于其本征电导率和锂离子的扩散系数都很低。相对而言，三元电池耐低 温性能好，适应低温环境，成为在高纬度地区消费者的优先选择。

大圆柱电池单体电压高具备高度一致性，快充适用性强。当前电动车相比燃油车的一大 痛点是充电速度，除了充电站数量不够以外，充电效率低是最大的问题，高压快充技术是有 效的解决方法。高压快充需要将多只电芯串联起来，达到 800 伏甚至 1000 伏的高电压状态， 多电芯串联对电芯的一致性提出了极高的要求，整串电芯的性能由其中最差的电芯决定（木桶效应）。大圆柱电芯因为其单体的电压高，一致性好等优势，使其可以非常好的匹配高压 快充技术。此外大圆柱电芯具有的其他优势，比如便于高温高压充电时散热能力强、便于热 管理，可以灵活利用异形空间高度标准化的形态，利于平台化及迭代等。

4680+高镍硅基电池成本下降可期，未来有望成为长续航里程车型主流技术路线。我们 根据鑫椤资讯产业链 2022 年 3 月 11 日价格及相关假设做动力电池成本测算，假设两者折旧 &人工&其他制造费用相同，只考虑材料端的差异，8 系三元+硅基负极电池成本为 0.97 元 /Wh，相比 5 系三元+人造石墨电池 0.96 元/Wh 成本主要高在硅基负极和新型电解液成本上， 按照特斯拉对未来电池技术方案及产线的设想，考虑材料端降本和生产工艺的升级，4680+ 高镍三元+硅基负极电池成本有 56%的下降空间，对应 0.43 元/Wh，根据特斯拉的公开官方 描述情况，特斯拉认为 4680 有望在 22 年可与竞品同台竞争，23 年超越竞品。我们认为伴随 材料成本下降和规模效应，4680 高镍硅基体系的综合成本有望持续下降，在高端长续航里 程车型中 4680+高镍硅基有望成为主流技术路线。