当前，新能源工程机械的动力电池包普遍采用方形铝壳电芯作为主流方案，而采用圆柱电池的矿卡品牌，在工程机械市场难得一见。
大圆柱电池具有能量密度高、充放电倍率高、机械强度高等优势，特别适应矿用设备高频振动和高温高寒等恶劣工况。
那么，国内市场大圆柱电池究竟发展到哪个阶段，技术研发取得哪些创新与突破，通过近期新闻报道，先做了解。
在全球新能源车企翘首期盼大圆柱电池技术破局时，中国电池企业正上演弯道超车的精彩戏码。
在特斯拉4680电池尚未攻克的快充性能、热管理瓶颈及量产难题上实现系统性突破，一场技术革命或将彻底改写全球大圆柱电池的竞争格局。
近日，国内动力电池新势力——太蓝新能源重磅推出新一代大圆柱技术——「冷芯电池」。
技术困局：4680电池的“快充之殇”
自2020年9月特斯拉发布4680大圆柱电池，这款采用全极耳与干法电极技术的产品曾被视作动力电池的未来。
然而，随着新能源汽车补能效率向燃油车加油速度看齐的市场需求日益迫切，在大力发展快充技术过程中，4C、10C、甚至是12C的方形铝壳或软包电池产品接连推向市场。
相比之下，以4680为代表的圆柱电池的快充短板逐渐显露。
大圆柱电池尺寸演进
相比具备天然散热优势的方形铝壳或软包电池，4680受制于圆柱结构的物理特性——其在快充能力方面的短板是由电芯结构决定的。
圆柱电池的发展历程，为了追求能量密度提升，电池直径从18mm跃升到46mm，直径增加到2.5倍，体积增大加到8倍。
圆柱电池生产采用卷绕工艺，直径增大，卷芯会更长，散热能力断崖式下降。因为直径增大导致电芯中心到壳体外部的距离变长，电芯内部的热量更难及时散出，进一步加剧电流和温度分布的不均匀性，容易造成电池容量损失和功率输出的不稳定性。
由于传统圆柱型电芯结构带来的散热问题由来已久，在进行快充时产生的高热量无法及时有效消散，引发热失控风险，迫使一般的4680电池只能通过限制充电速度来进行控制。
另一方面，圆柱体的天然结构导致在PACK电池包内，电芯单体间空隙较大，圆柱的侧面与冷却板的接触面积有限。为提升整体的能量密度，PACK内的电芯一般采用高密度排布，进一步加剧了散热难度。
热管理是解锁快充的关键钥匙，随着方壳电芯快充上限不断突破，圆柱电池却迟迟无法跟进，加上生产良率和产能爬坡不及预期，市场上“抛弃大圆柱”的舆论正在发酵。
中国方案：冷芯电池的三重创新革命
太蓝新能源全球首发的「冷芯电池」，以“结构+材料+工艺”三位一体的协同创新体系，为大圆柱电池技术带来颠覆性突破。
结构革新：全新导热路径突破散热瓶颈
太蓝原生开发“轴心直通”的全新结构形式，彻底改善大圆柱电芯热管理问题，为快充能力的升级提供了新的解决方案。
通过半通孔与全通孔两种设计，在常规底部液冷基础上，开辟直达电芯中心的散热通道。
半通孔单侧出极柱设计使换热面积扩大17%-20%，全通孔双侧出极柱方案构建起散热“高速公路”，解决电芯中部热量累积问题。
「冷芯电池」轴向+底部的双区域穿透散热，给电芯内部安置“智能空调系统”，从根源上解决了大圆柱电池的散热难题。
材料升级：电芯升级加持超快充性能
「冷芯」电池从材料设计入手，正极材料通过包覆改性调控，实现离子传输速度提升，建立立体导电网络，降低阻抗；负极材料创新采用各向同性石墨搭配多层涂布技术，把锂离子的移动路径从“山路十八弯”变成“直行快车道”。
这些协同创新使得电池在保持安全性的同时，充放电速度也进一步提升。
工艺突破：高效集成开启量产新纪元
「冷芯」新一代大圆柱电池技术，同样离不开生产制造工艺的突破。为电池核心部件——极耳-集流盘-壳体设计环形焊接工艺，降低电池内阻。
面对电芯卷绕时极片松动的行业难题，新引入“卷轴加固工艺”，让电池极片内部始终紧致，告别性能衰减隐患。
「冷芯」电池工艺不仅适配多元材料体系，更通过模块化设计大幅提升产线通用性，不同型号电池可共享核心工艺，在降低制造成本的同时，显著缩短量产周期，为大规模商业化应用铺平道路。
性能飞跃：6C超快充重塑大圆柱行业标准
搭载「冷芯」电池技术的4695与50190系列产品，在充电速度和环境适应性上实现了突破性进展，支持6C超快充，9分钟即可将电量从10%充至80%。
以及全气候条件的稳定输出，电池在-30℃至55℃极端环境下仍保持稳定性能。在保证安全性的前提下，将大圆柱电池的快充与宽温域性能推升到新基准。
“结构+材料+工艺”三重突破，「冷芯」大圆柱电池技术已完成30余项核心专利布局，作为太蓝原生开发的“通孔”与“半通孔”结构设计，解决传统圆柱电池快充性能与散热效率的冲突，推动中国企业在大圆柱电池领域实现从技术跟随者到规则定义者的跨越。
从1996年日本首辆圆柱锂电池电动车问世，圆柱电池作为被美日韩统治的技术赛道，即便其本质只是尺寸的改良游戏，但技术创新的每一次更迭都与中国无关。
如今，太蓝新能源冷芯技术作为一项重要突破，中国大圆柱电池完成了从被动接受到主动定义的蜕变。
随着新能源汽车迈入800V高压平台时代，太蓝以“电芯产品+通孔设计+极致热管理”的技术矩阵，正将动力电池安全标准推向新高度，为全球车企提供兼顾性能与安全的终极解决方案，书写中国制造向中国创造跨越的新篇章。
据了解，太蓝新能源成立于2018年，是一家专注于新型固态锂电池及关键锂电材料技术开发和产业化的科创企业。
去年12月，太蓝新能源与浙江南都电源就签署了固态电池战略合作协议，达成战略共识。
随后，太蓝新能源与南都电源宣布破解轻型电动车锂电池快充与热管理难题，他们共同研发的超充电池支持6C超快充，9 分钟即可将电量充至 80%。
话题探讨：
年初，行业专家和调研机构都曾发布报告，预计在未来几年，全球新能源矿卡市场将迎来爆发式增长，其动力系统核心——电芯的增长需求潜力尤为引人注目。
从煤矿到金属矿山，不同的应用场景有着相同的补能焦虑。面对重载上坡、长距离运输等复杂工况，各家电动矿卡生产商都在集中攻克纯电动矿卡充换电难题，力求在补能效率方面取得领先优势。
当前，动力电池核心技术已被国内企业掌握，有多家新能源公司专注于研发生产大圆柱电池。今年底，多款新产品将会批量投放市场，动力电池新势力除了紧盯电动重卡基本盘，也在积极布局工程机械“油改电”后市场，各家参与活动热情高涨。
大圆柱电池系统具有超快充、高安全性、以及突出的环境适应性，能够确保电动矿卡在各种有挑战性的工况下稳定运行。
未来，大圆柱电池能否成为电动矿卡动力系统主流配置，从而改变市场格局。欢迎发表建设性意见，请投上宝贵一票。
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