在新能源產業技術迭代加速、動力電池競爭從規模化轉向高質量發展的當下,大圓柱電池憑借高能量密度、高集成效率與長循環潛力,成為車企與電池企業布局的核心方向。從特斯拉4680到40135等大尺寸規格,從動力電池到儲能、兩輪車、低空經濟等多元場景,大圓柱電池正快速滲透。
但尺寸放大與全極耳技術普及背后,注液均勻性不足成為制約大圓柱電池安全、壽命與一致性的核心瓶頸。在2026年(第二屆)起點鋰電圓柱電池技術論壇上,億鑫豐董事長吳松彥以圓柱電池高安全長壽命—— 液量均勻性是關鍵為主題,深度剖析行業痛點,分享表面微特征改性等原創工藝突破,為大圓柱電池量產難題提供設備與工藝一體化解決方案。
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圖:億鑫豐 董事長 吳松彥
大圓柱爆發式擴容,注液不均成量產“卡脖子”難題
圓柱電池歷經18650、21700到4680的迭代,尺寸放大帶來能量密度躍升,4680電池容量達2170的5倍以上,能量密度突破300Wh/kg,電芯數量大幅減少,系統集成效率顯著提升。特斯拉、寶馬、蔚來、保時捷等主流車企紛紛布局,大圓柱電池成為動力電池領域重要技術路線,同時在戶用儲能、便攜式儲能、小動力市場出貨量同比增速突破100%,應用邊界持續拓展。
但規模化量產中,注液工藝短板日益凸顯。吳松彥在演講中指出,電池尺寸越大,內部電解液缺液問題越嚴重,細長型電芯中部缺液更明顯;大圓柱電池多采用中心孔注液,依賴一次、二次甚至三次注液,工序冗長易引入粉塵,而電池對水與粉塵高度敏感,直接影響良品率與安全性。傳統注液模式下,電解液滲透慢、分布不均,直接導致電池倍率性能差、循環壽命短、局部過熱風險上升,成為高安全、長壽命目標實現的核心障礙。
問題根源直指極片表面特性。行業追求高壓實密度以提升能量密度,導致極片表面鏡面化、光滑致密,接觸角超30°,電解液難以鋪展,毛細作用力缺失,滲透緩慢且不均。光滑表面如同光滑玻璃難以掛液,電解液易形成液滴滾落,極片內部孔隙浸潤不充分,局部缺液與局部過液并存,既浪費電解液,又引發電芯一致性差、循環衰減快、熱失控風險升高等問題,這也是大圓柱電池良品率偏低、量產受阻的關鍵原因之一。
注液不均還傳導至產業鏈上下游:電池廠為提升浸潤性延長注液靜置時間,拉低生產效率;設備廠缺乏針對性解決方案,行業陷入同質化價格競爭。
吳松彥直言,當前行業內卷集中在同質化競爭,創新力度不足,電池廠、材料廠、設備廠協同不夠,難以落地有效創新,而液量均勻性是提升大圓柱電池壽命與安全性的核心手段,必須從工藝源頭突破。
表面微特征技術破局:從“鏡面”到“紗布”,重構極片浸潤體系
針對注液核心痛點,億鑫豐歷經一年多研發,推出表面微特征改性技術,通過冷激光+冷等離子復合處理,在不破壞極片分子鏈結構的前提下,將光滑鏡面極片轉化為帶微孔、微溝槽、微凸起的紋理表面,從根本上改善電解液浸潤性與均勻性。
該技術核心邏輯是模擬紗布吸水原理:紗布因微觀凹凸結構,吸水速度遠優于光滑布料,極片經微處理后同理。其微特征結構清晰:微孔直徑5-50μm,微溝槽寬度10-100μm,微凸起高度5-30μm,形成三維浸潤通道。對比實驗顯示,處理后極片接觸角顯著降低,電解液吸收速度提升1倍以上,液量提升10%以上,散液范圍擴大,浸潤均勻性大幅優化;電池循環300周后,內部狀態遠優于未處理電芯,無局部缺液、析鋰等問題,循環穩定性與安全性同步提升。
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技術落地中,億鑫豐攻克兩大關鍵難題:一是避免極片掉粉,早期非冷激光處理雖提升浸潤性,但長期使用易脫粉,最終采用冷激光+冷等離子工藝,在不損傷極片材料結構的前提下實現表面改性,兼顧浸潤性與結構穩定性。
二是一體化集成,將微特征處理融入激光模切、卷繞、推平工序,研發激光模切卷繞推平一體機,模切后同步表面處理、卷繞、推平一次性成型,全程無粉塵污染,從源頭植入“液量均勻”基因。該設備已應用于德國21700小圓柱產線,多批次樣板反饋良好,極耳焊接等傳統卡點同步解決。
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同時,億鑫豐推出全激光模切機,以激光冷加工顛覆傳統模具模切,實現無模具、無機械毛刺、無熱影響區,物理杜絕內短路風險,適配小批量、多品種、快迭代的柔性生產,覆蓋充電寶、高倍率小電池、低空經濟等場景,大幅降低客戶使用成本。
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針對中小試場景,推出可移動安全生產空間,模塊化即插即用,交付周期縮短50%,能耗降低60%,支持租賃模式,兼顧國內實驗與海外出口需求,解決客戶選型、交付、成本三大痛點。
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這些創新源于億鑫豐25年裝備制造積淀,公司擁有196項專利,其中發明專利49項,年研發投入占比超6%,30%為研發人員,以工藝Know-how賦能設備,從單機智能裝備升級為電池工藝解決方案提供商,形成設備創新+工藝融合+數字化交付的核心競爭力。
協同創新領航未來:以液量均勻技術賦能全場景應用
在行業同質化競爭加劇背景下,億鑫豐以液量均勻性為核心,構建差異化優勢,布局三大應用場景,推動大圓柱電池技術落地。
低空經濟領域,聚焦高倍率、高安全小電池,提供模切、疊片一站式服務,以低成本模切技術+高效疊片工藝,解決 eVTOL 等場景電池痛點,提升生產效率與產品一致性。
儲能場景,看好大圓柱電池發展潛力。吳松彥認為,大圓柱電池效率優勢顯著,當前PACK 空間利用率不足可通過成本彌補,一旦解決電解液均勻性問題,提升壽命與散熱能力,電池可進一步放大尺寸,降低成本,在儲能市場占據重要份額,核心是通過創新打造高性價比產品。
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新型電池領域,提前布局半固態、鈉電等賽道。鈉電無稀有金屬,專利多掌握在國內企業手中,成本隨規模下降,低溫與高倍率性能優于鐵鋰,迎來發展窗口期;半固態電池組裝工藝類似3C產品多層套切,億鑫豐憑借3C制造經驗快速迭代,提供適配的模切、疊片、中試線解決方案。
面向全球化,億鑫豐制定“產品出海 — 技術出海 — 海外建基地”三步走戰略,以技術換市場,同時深化數字化轉型,投入數百萬搭建ERP、生產、倉儲等全流程數字化系統,設備調試效率提升80%-90%,換型時間從3-4小時縮至半小時,一人可操控3-4臺設備,實現省人、提質、降本。
吳松彥強調,行業健康發展需擺脫同質化內卷,走協同創新、差異化競爭之路,電池廠、材料廠、設備廠深度聯動,才能將創新想法落地。億鑫豐堅守“做懂電池的裝備企業”初心,以表面微特征技術為核心,以智能裝備為載體,解決液量均勻性痛點,為大圓柱電池高安全、長壽命提供支撐,助力中國新能源裝備走向全球,成為全球新能源裝備技術引領者。
當前大圓柱電池正處于規模化量產前夜,注液均勻性等工藝瓶頸突破是產業升級關鍵。億鑫豐以工藝創新破解行業痛點,以設備賦能電池制造,為行業提供從單點技術到系統解決方案的完整路徑。未來,隨著表面微特征技術普及、產業鏈協同深化,大圓柱電池將突破安全與壽命限制,在動力電池、儲能、低空經濟等場景全面爆發,推動新能源產業邁向高質量發展新階段。
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