软包电池有哪些优势?未来真的会更得势吗?
来源:宝鄂实业
2019-04-24 20:44
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目前,主流的锂电池封装形式主要有三种,即圆柱、方形和软包,不同的封装结构意味着不同的特性,它们各有优缺点。但从最近几年的市场趋势来看,软包电池的占比越来越高。
圆柱形电池:生产工艺成熟,良品率高
圆柱型锂电池有诸多型号,比如18650、21700等。圆柱形锂电池生产工艺成熟,PACK成本较低,电池良品率以及电池组的一致性较高,适用于电动车空间设计的充分布局。但圆柱形电池一般采用钢壳或铝壳封装,导致大规模成组后不仅重量大,比能量也相对较低。
方形电池:型号太多,工艺统一难
方形硬壳电池壳体多为铝合金、不锈钢等材料,内部采用卷绕式或叠片式工艺制备而成。由于方形锂电池可以根据产品的尺寸进行定制化生产,所以目前市面上有无数的型号,而正因为型号太多,工艺很难统一。方形电池在普通电子产品上使用没有问题,但对于需要多只串、并联的大型工业设备,相较于方型电池,标准化生产的圆柱形锂电池更容易保证生产工艺,后期的替换维护等也更为方便。
软包锂电池所用的正负极材料及隔膜与传统的钢壳、铝壳锂电池之间的区别不大,最大的区别就在于软包装材料(铝塑复合膜),这种软包装材料使其与前两者相比拥有一系列优势,比如安全性能好:采用铝塑膜包装的软包电池在发生安全问题时,一般会鼓气裂开,而不像钢壳或铝壳电芯那样发生爆炸;重量轻,软包电池重量较同等容量的钢壳锂电池轻40%,较铝壳锂电池轻20%;内阻低,软包电池的内阻较一般锂电池低,可以极大的降低电池的自放电和使用过程中的热失控现象;循环寿命长,软包电池的循环寿命更长;设计灵活,软包电池的外形可变任意形状,可以更薄,可以根据客户的需求定制等等。软包电池相较于方形电池和圆柱电池具有一定的优势。三元软包电池容量较同等尺寸规格的钢壳锂电高10~15%、较铝壳电池高5~10%,能为新能源汽车提供更长的续航里程。并且由于采用铝塑膜包装,当软包电池发生短路事故时,一般会鼓气裂开,其产生的爆炸威力远低于方形电池和圆柱电池。而在重量方面软包电池重量较同等容量的钢壳锂电池轻40%,较铝壳锂电池轻20%,产品更加轻薄。软包电池的内阻相对较小,可以极大降低电池的自耗电,循环性较好,使搭载软包电池的产品电池寿命更长。因此理论上软包电池更适合用于新能源汽车,但由于软包电池一致性较差、制造成本较高,且制造工艺难度较高,使得软包电池在车辆动力电池方面的应用一度滞后。
受特斯拉造车工艺影响和国内磷酸铁锂电池产业优势,国内纯电动乘用车在电芯使用上偏向于使用圆柱电池和方形电池。但随着国家将补贴标准和电池能量密度挂钩,更高能量密度的软包电池开始受到车企的青睐。软包电池的安全性也为车企配套电池提供了新的思路,如日产旗下的软包动力电池自2010年面世以来,被安装在销量超过27万辆的全球畅销电动车日产聆风上,且在超过36亿公里的行驶中从未发生过一起重大事故。
据统计,2016年国内圆柱、软包、方形锂电池产量分别为13.92GWh、22.99GWH和26.64GWh,占比分别为21.9%、36.2%、41.9%。根据电池中国网对国内50家动力电池企业的统计数据分析,布局软包电池的企业数量达到29家,远高于方形和圆柱电池。目前国内生产软包电池的企业有中航锂电、亿纬锂能、中信国安、微宏动力等,而上海卡耐新能源、山东恒宇等企业也将在软包电池生产上出现大动作。随着软包电池产能的释放,也将有更多整车企业将目光转移到软包电池上。