保时捷押注“增压电芯”：V4Smart 二代 21700 发布，硅碳负极 + 无极耳，把功率与能量同时拉满

（来源：储能世界）

一、资本与战略：从 V4Drive 到 V4Smart

2025 年 3 月 4 日，保时捷收购 Varta 的高性能圆柱电芯子公司 V4Drive，并更名为 V4Smart，保时捷成为多数股东，Varta 保留少数股权且不再具有经营影响权。更名不仅是资本层面的安排，更意在将应用场景拓展到汽车之外，覆盖更广泛的高性能需求行业。

二、从“增压电芯”起步：一代产品复盘

V4Smart 的技术路径最初并非传统动力电池的“主包思路”，而是增压电芯（booster cell）：在极短时间吸/放出大功率，用作动力系统的峰值“增压器”，可与长续航主电池并联或用于混动车型。此前，这一特种思路一度只服务保时捷，是 911 GTS 车型 T-Hybrid 架构中的量产“助推器”。

三、二代双路线：HP-5X 与（U）UHP-3X

此次发布的二代 21700 电芯提供 HP-5X（高能+高功率）与（U）UHP-3X（极致功率）两个版本，均处于 A 样品阶段：

• HP-5X：能量密度 >280 Wh/kg，连续体积功率密度 >7,000 W/L，80% 快充 <6 分钟，侧重能量与功率兼顾；

• （U）UHP-3X：连续体积功率密度 >15,000 W/L，脉冲功率 >900 W，80% 快充 <4 分钟，面向极端热负荷与峰值拉升场景；

• 循环寿命（25℃，至 80% SOH）：HP-5X >1,000 次，（U）UHP-3X >1,600 次；

• 工作温度：HP-5X −35℃~75℃，（U）UHP-3X −46℃~75℃。

  与一代相比，（U）UHP-3X 的连续体积功率密度提升约 75%，而 HP-5X 的比能翻倍。

四、材料与结构的“组合拳”：硅碳负极 + 无极耳

二代性能跃迁的核心在于两点：

1. 硅碳负极（Group14）：以硅碳复合替代石墨，扩大锂存储位点并提升倍率与快充能力，是 HP-5X 能量提升的关键；

2. 无极耳（tabless）：取消 18650/2170 传统的极耳汇流点，等效缩短电流路径，降低内阻并改善散热，从而支撑更高的连续功率输出。

五、第三方测试信号：18650 验证数据

除 21700 外，V4Smart 还委托 Batemo 以 18650 规格进行评估：容量约 3.7 Ah、比能 277 Wh/kg（体积比能 757 Wh/L）、比功率 2.73 kW/kg（体积功率 7.47 kW/L）。这组数据从第三方维度印证了“能量与功率兼顾”的路线，并为后续系统级建模与热管理设计提供了可信参数基线。

六、系统工程视角：增压电芯如何落地？

1）并联增压架构。在纯电或混动平台上，增压电芯与主包并联，BMS 以功率阈值和热阈值为边界调度峰值功率。其价值主要体现在：峰值响应更快，爬坡/超车/赛段冲刺时降低主包倍率负担；热管控更友好，把高热流密度集中在更耐高流的增压支路；寿命经济性更优，主包“吃小流”减缓衰减，增压支路以更换/维护周期应对高应力。

2）与超级电容的边界。增压电芯的能量密度远高于超级电容，峰值功率又高于传统动力电芯，在“功率—能量”二维坐标上占据中间高地，更适合乘用车、性能车与高强度工况的可批量化落地。

3）软件定义的优势。结合精准的电芯模型与热-电耦合仿真，可以在整车层面动态分配峰值与热裕量，释放“材料 + 结构”的上限，而无需在主包层面一味堆料。

七、对比与边界：与传统 21700/刀片/4680 的差异

用途差异是 V4Smart 的最大特征：它并不试图在“整车续航”上与高能量主包竞争，而是通过极限倍率 + 快充塑造“性能增益”。与主流高能量电芯相比，V4Smart 以更短电流路径（无极耳）与更强快充能力（硅碳负极）在短时功率密度与温控可控性上具备优势，但在极致体积能量密度与成本敏感型长续航场景上并非最优。制造层面，无极耳对极片涂布、卷绕与焊接的一致性要求更高，良率与成本控制将是量产的关键“拦路虎”。

八、产业与产能：从“只服务保时捷”到多行业

官方口径显示，V4Smart 已将二代电芯定位面向汽车、航天与电动工具等多个行业，诺德林根基地产能近月扩大；而早在 2024 年 4 月，埃尔万根就已启动首代量产。随着更名与股权调整，V4Smart 的客户范围已从“保时捷专属”转向“多行业高标准”。

九、风险与挑战：硅碳负极的“代价”与工程守则

硅碳负极带来更高比能与更快充电，但体积膨胀、SEI 管控与长寿命一致性是工程难点。V4Smart 给出的 >1,000—1,600 次（25℃，至 80% SOH）寿命目标在增压工况下具备现实意义，但在极寒/高温与高震动/高倍率循环的复合工况中，热管理策略（冷却板布置、导热垫/壳体路径）和 BMS 的倍率限流、SOC 窗口管理、SOH 估算模型，仍决定了全生命周期的可用性与安全冗余。对于整车厂，合理的功率分流曲线与峰值使用占空比是将实验室数据转为量产体验的关键。

十、结论与展望

V4Smart 的二代 21700，把材料（硅碳负极）、结构（无极耳）与系统定位（增压电芯）组合为清晰的工程叙事：在不与主包“拼续航”的前提下，用高倍率与快充打造可规模化的峰值增压能力。对性能车、赛道化车型与重视“短时爆发”的商用/航天设备而言，这是一条更务实且差异化的路线。随着保时捷的资本与制造赋能、诺德林根与埃尔万根产线的持续完善，以及第三方测试与模型生态的成熟，V4Smart 正把“只服务一款车”的特种方案，推向多行业的高性能主航道。

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