宝马想靠大圆柱电池扳回一城

界面新闻记者 | 武凯
界面新闻编辑 | 周姝祺

10月15日，履新后首次到访中国的宝马集团董事长聂科维来到了位于辽宁沈阳的华晨宝马动力总成工厂。在同期巴黎车展的喧嚣声中，这位宝马全球一把手选择抽身、并在中国见证宝马第六代动力电池的下线。

这套电池将成为宝马新世代纯电车型的核心部件，也承担着宝马在中国市场强化电动化竞争力的任务。此次沈阳工厂下线的第六代电池，采用了大圆柱电芯方案，这是区别于市场主流方案“方形电池”的一条技术路线。

该动力电池的电芯直径统一为46毫米，提供95毫米和120毫米两种高度。目前已经公布的新世代iX3和i3大圆柱版本采用4695电芯，120毫米高的46120电芯将首先用于新世代iX5。

宁德时代、亿纬锂能等供应商按照宝马的技术规格制造电芯，宝马负责电池包生产、系统集成和整车搭载。

宝马方面表示，与第五代方形电池相比，第六代大圆柱电池的电芯能量密度提升超过20%，充电速度最高提升30%，续航里程最高提升30%。

为了凸显第六代电池和配套动力系统的领先，宝马还对外展示了一段车辆续航测试视频。一辆使用第六代大圆柱电池的新世代宝马i3，以113.4kWh的电池容量跑出了1213公里的成绩。官方将其称作“千里马”。

宝马第六代电池包 图片来源：宝马中国

在消费级电子产品领域，圆柱形的电池十分常见，广泛搭载在遥控器、电动玩具等产品上。但是，在新能源汽车领域，圆柱形的电芯并非主流。目前方形电芯仍占全球电动汽车电池市场六成以上，大圆柱的规模化应用主要由特斯拉推动。

特斯拉从Model 3开始大规模使用2170电芯，这一规格目前仍搭载在部分Model Y等车型上。但此类小圆柱方案需要数量更多的电芯，焊点、连接件和管理难度也会随之增加。2020年，特斯拉推出直径46毫米、高80毫米的4680大圆柱电芯。

4680电池采用业内俗称“无极耳”的连续极耳结构，用极片整圈边缘导电，大幅降低内阻，以解决大电芯内部电流路径过长、发热大的痛点。单体容量增大后，同等容量的电池包还可以减少电芯、焊点和连接件数量。

在电池包层面，宝马与特斯拉都选择取消传统模组，让电池壳体参与车身承载。宝马方面表示，这类设计省去传统模组层级，能够更加充分地利用动力电池内部空间，在提高能量密度的同时，为不同车型提供更灵活的应用空间。

目前行业主流的方形电池可以更密集地排列，但隔热空间较小。汽车公司通常要在电池包重量和续航之中作取舍。即便是三元锂方形电池，其正负极传统的材料也限制了能量密度的提升。

大圆柱电池能有效提高电芯能量密度、降低内阻和发热，并减少连接件、焊点数量以及等制造工序。同时，圆柱形的造型也创造了天然的隔热空间。这种电池能在控制重量的同时提高电车的续航和安全性表现。

除了提高能量密度，特斯拉、宝马等公司的大圆柱电池还会搭配圆柱钢壳来约束硅嵌锂膨胀。与方形电池大多采用的铝制电芯外壳不同，钢壳的抗形变能力要更强。

不过，大圆柱电池的制造门槛很高。一位动力电池厂商内部人士对界面新闻表示，大圆柱电池的全极耳生产涉及激光焊接、卷绕、注液工艺等多个工序，且要求严苛，虚焊、粉尘都会直接影响良率。

从方形电芯转为大圆柱电芯意味着产线和设备的重新开发，前期投入巨大。“宁德时代、比亚迪等电池巨头，在需求规模的推动下可能有意愿、也有资源开发新的产线，但大多汽车公司很难具备相应条件。”上述人士称。

由于圆形排列天然有较大空隙，普通电池包的体积利用率偏低，汽车公司必须依靠CTC或CTB一体化设计来补救空间上的损失。这对汽车公司的开发和适配工作提出了更多要求。

极片工艺也会影响大圆柱的良率、能耗和降本空间。传统湿法工艺先把活性材料、导电剂和粘结剂制成浆料，涂布到金属箔材后再进行烘干。干法工艺直接对粉末混合，再通过剪切原纤化、辊压，做成电极膜，贴到铝箔或铜箔上。

对于大圆柱电池，干法电极能通过做更厚电极来提高能量密度，对高镍正极、硅负极等溶剂敏感性电极材料也更友好，还能为后续全固态电池工艺打底。

“干法电极还能省去烘干环节，大幅降低生产周期和能耗成本。”上述电池厂商人士对界面新闻称：“湿法电极需要烘干，这是产线上能耗最高的步骤，100米长的产线有30米都是烘箱。”

但是，干法电极在制作流程中，存在干粉附着力差、高镍及磷酸盐类材料性不佳、粘结剂原纤化控制难等技术性和量产难题。

特斯拉早期4680电池采用的是“负极干法、正极湿法”的妥协方案，直到2025至2026年，特斯拉才把正负极全干法推向量产。宝马公开的电芯试制体系仍采用成熟的湿法涂布。

在业内人士看来，干法电极的规模化应用尚未到来，传统的湿法涂布工艺又会限制大圆柱电池的优势。在技术优势尚未完全转化为制造和成本优势时，大圆柱还要面对的一条高度成熟的方形电池产业链。

方形电芯通常将正负极片和隔膜以卷绕或叠片方式组成芯体，再装入铝壳。规则的外形便于紧密排列，电池包空间利用率较高。这一技术路线在各个环节已成规模，宁德时代、比亚迪、中创新航、欣旺达和瑞浦兰钧等企业均有大规模产品布局。

方形电池也在通过材料和结构升级解决能量密度、快充和安全问题。今年3月，比亚迪发布第二代刀片电池，其能量密度最高可以达到210Wh/kg，常温下从10%充至70%只需要5分钟，充至97%需要9分钟。

动力电池专家弗雷刘向界面新闻分析，“在目前的中高端新能源汽车领域，方形电池已经能够满足100kWh、120kWh甚至以上高容量的产品需求，大圆柱电池的差异化优势在应用层面还没有明显体现出来，想要大规模商业化并不容易。”

亿纬锂能、特斯拉等企业已经实现46系电芯量产或规模交付，大圆柱下一阶段的竞争将围绕量产良率、单位成本和车型销量展开。只要这些指标尚未形成全面优势，大圆柱就很难在主流市场快速取代方形电池。

不过这并不意味着大圆柱电池没有应用空间，其更明确的商业机会来自高功率、频繁充放电等细分需求。

另一位动力电池厂商内部人士对界面新闻透露称，其所在的厂商已针对HEV车型推出了直径46mm的大圆柱电池。

“HEV电池容量要求不高，一般在1至6kWh，但核心需求是超高倍率、长循环，需要在频繁大功率充放电时保障安全性。这给了大圆柱电池发挥空间。”

弗雷刘也认为，大圆柱电池具备能量密度高的优势，可以在满足120kWh以上电池容量需求的高端电车上发挥作用，其安全性的提高也适用于充放电频繁的HEV车型。

“整体来看，方形电池会占据中间价位段的主流市场，大圆柱电池与其错位竞争。”

宝马此次将最新的大圆柱电池率先应用在新世代iX3、i3这两款入门车型上，体现了品牌在电动化和提振国内销量的野心。新世代iX3 26.99万元起步的预售价格，也让这辆车和自主品牌同级产品站在了同一起跑线上。

宝马想借助新世代产品扭转在华市场的压力，电池只是其中一项筹码。电动汽车的竞争扩展到智驾、座舱生态、销售渠道和服务整个体系。宝马为此引入Momenta、阿里巴巴等中国科技公司，想要加快智能驾驶和座舱体验的本土化。

最终这匹“千里马”到底能跑多远，还是要靠市场给出答案。