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鋰離子電池的電池形態(tài)三分天下,哪種形態(tài)潛力最大?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1037次  |  2022年02月15日  

目前動(dòng)力鋰電池依據(jù)封裝形式差異可分為三類形態(tài):圓柱、方形和軟包,其中圓柱和方形也統(tǒng)稱為硬殼電池。三種動(dòng)力鋰電池的內(nèi)部構(gòu)成要素區(qū)別不大,核心差異在于圓柱和方形電池主要采用金屬材料作為外殼,而軟包鋰電池采用鋁塑膜作為封裝外殼。


由于特定的包裝材料與結(jié)構(gòu)不同,三種電池各在技術(shù)性能方面有所差異,各自具備一定的優(yōu)劣勢(shì)。


圓柱電池:生產(chǎn)工藝成熟,產(chǎn)品良率高。受益于成熟的工藝,圓柱鋰電池PACK成本較低,電池產(chǎn)品良率較高;且散熱性能優(yōu)于方型電池;圓柱形電池可依據(jù)具體需求而進(jìn)行多種形態(tài)組合,便于新能源汽車使用空間的充分布局。當(dāng)下中、日、韓、美等都有成熟的圓柱電池生產(chǎn)企業(yè),比如SANYO、SONY、萬(wàn)向A123等。但是圓柱電池通常是選用金屬鋼殼或鋁殼封裝,重量較大,導(dǎo)致電池組比能量相對(duì)較低。


方形電池:型號(hào)眾多,工藝統(tǒng)一難。方形硬殼電池殼體多為鋁合金、不銹鋼等材料,內(nèi)部采用卷繞式或疊片式工藝,對(duì)電芯的保護(hù)作用優(yōu)于于鋁塑膜電池(即軟包電池),電芯安全性相對(duì)圓柱型電池也有了較大改善。目前,生產(chǎn)方形電池的企業(yè)主要有寧德時(shí)代、國(guó)軒高科、三星SDI、力神等。但是由于方形電池通常是根據(jù)產(chǎn)品要求的尺寸定制化生產(chǎn),造成目前市場(chǎng)上方形電池型號(hào)眾多,工藝很難統(tǒng)一,對(duì)于需要多只串、并聯(lián)使用的新能源汽車動(dòng)力鋰電池,因此選用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的圓柱鋰電池在生產(chǎn)工藝更有保證,在安全性方面更有優(yōu)勢(shì),同時(shí)替換性較強(qiáng)。


軟包電池:指以鋁塑膜為外殼的鋰電池,在3C領(lǐng)域滲透率已經(jīng)超過(guò)60%,并逐步擴(kuò)展至新能源汽車行業(yè)。與硬殼電池相比,軟包電池具有設(shè)計(jì)靈活、重量輕、內(nèi)阻小、不易爆炸、循環(huán)次數(shù)多、能量密度高等特點(diǎn)。軟包電池隨著智能手機(jī)和平板電腦的普及得到快速發(fā)展,因其良好的延展性和高能量密度特點(diǎn),逐步應(yīng)用到新能源汽車、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

軟包裝的最大優(yōu)勢(shì)在于,能在現(xiàn)有技術(shù)水平上提升動(dòng)力電池的能量密度,在續(xù)航里程上進(jìn)一步縮小和燃油車的差距。根據(jù)高工鋰電的統(tǒng)計(jì),軟包電池比同等容量的鋁殼包裝電池輕20%,與同樣尺寸的鋁殼電池,容量高出50%。與硬殼包裝相比,軟包裝能夠提升電池安全性、減少電池自耗電、延長(zhǎng)使用壽命,并具有設(shè)計(jì)靈活性。軟包裝的不足之處在于包裝材料鋁塑膜機(jī)械強(qiáng)度不及硬殼,目前依賴進(jìn)口、成本較高。


成本和一致性問(wèn)題成軟包電池發(fā)展限制因素。軟包電池不足之處在于,目前生產(chǎn)工藝尚不成熟、標(biāo)準(zhǔn)化程度較低、電池一致性較差。不過(guò)這些劣勢(shì)未來(lái)通過(guò)生產(chǎn)規(guī)?;?、自動(dòng)化、增強(qiáng)電池管理系統(tǒng)、鋁塑膜質(zhì)量提升來(lái)消除。此外,軟包原材料鋁塑膜仍有賴進(jìn)口,動(dòng)力電池制造廠商對(duì)國(guó)產(chǎn)鋁塑膜接受程度低,這也在一定程度上限制了軟包電池的大規(guī)模發(fā)展。未來(lái)隨國(guó)內(nèi)企業(yè)在鋁塑膜領(lǐng)域的產(chǎn)能發(fā)力,后續(xù)限制性因素有望陸續(xù)化解。


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