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官方商城電車資源數據顯示,2019年4月新能源汽車動力電池裝機量總量達5.41GWh,同比增長43.9%,環(huán)比增長6.3%。目前市面上的鋰電池按封裝類型主要分為方形、軟包、圓柱三類。其中方形電池和軟包電池,常被行業(yè)內拿來比較,同為鋰電池,這兩者之間究竟有什么區(qū)別呢?
方形電池
方形電池采用繞卷或疊片工藝,能量密度相對較高,電池循環(huán)壽命長。方形電池外殼為鋼殼或鋁殼,隨著生產工藝的提升,外殼目前主要以鋁殼為主,主要原因在于鋁殼的重量較輕,且比鋼殼更加安全。
技術方面,國內方形電池技術已非常成熟,且對材料技術(如氣脹率、膨脹率等指標)要求不高,業(yè)內不存在技術壁壘。制造成本方面,方形電池的材料已完全國產化,且其對電池材料技術要求低于軟包電池,在同等容量下整體材料成本比軟包電池低10%左右。方形電池成品加工相對簡單,Pack鋰電池包可靠且成本優(yōu)勢明顯。此外,方形電池包裝采用激光封口工藝,密封性較強,能有效避免封口處老化、漏氣的問題。
方形電池目前無論制造工藝或者應用標準,沒有清晰的標準劃分。因為其靈活性高,在早期的新能源汽車產品中被廣泛應用,車企可以根據車型需求而對方形電池尺寸進行定制化設計。
方形電池曾被認為是最適合新能源汽車應用的電池設計,但隨著國家和市場對動力電池性能要求的提高,方形電池的劣勢也漸漸凸顯。方形電池受限于外包裝重量大,能量密度要提高,電芯容量也要增大。如果能量密度要做到300Wh/kg,電芯容量就會達到200Ah左右,這樣一來,不僅技術難度加大了,生產效率還會降低。在安全方面,方形電池采用全密封工藝,發(fā)生熱失控等安全問題時,容易引起爆炸。
軟包電池
軟包電池是在液態(tài)鋰離子電池外層套上一層聚合物外殼。由于軟包電池外包裝采用的多是鋁塑膜,一旦內部出現問題,軟包電池就會出現鼓脹,從電池表面最薄弱的部位鼓開,安全性相對較高。
此外,軟包電池的質量、能量密度要高于方形電池,同樣體積的電池,軟包電池要比方形電池輕10%-20%左右。在目前的技術條件下,軟包電池的可塑性比方形電池更強,尤其是對于混合動力車型來說,在需要同時考慮整車布局和重量時,軟包電池的優(yōu)勢就更加明顯。此外,軟包電池的內阻相對較小,目前國產軟包電池芯的內阻最小可做到35mΩ以下,極大地降低了電池的自耗電。軟包電池在技術成熟度逐漸提升的條件下,具備替代方形電池的潛能,優(yōu)勢將進一步凸顯。
但軟包電池也同樣有其不足之處。軟包電池目前尚有技術難題有待解決,尤其在電池循環(huán)膨脹指標上,大部分電芯廠仍未解決該問題。此外,由于國內技術有限,軟包電池需用到的大部分鋁塑膜仍依靠進口。而對于疊片技術工藝的把控上,也有著不小的難度,更高的難度意味著品控相對不夠穩(wěn)定,一旦出現品控問題會直接影響電池壽命以及使用安全。
小結:從目前的國內形勢來看,軟包電池更符合政策要求。隨著國內新能源汽車補貼政策對動力電池能量密度提出的要求越來越高,軟包技術也成為了電池實現輕量化和高密度化的重要手段。
但就目前的技術水平來看,毫無缺點的封裝路線是不存在的,一項性能的提升可能要以犧牲其他性能為代價,選擇哪種封裝方式,主要看企業(yè)對這幾項性能如何取舍,并不能說動力電池行業(yè)未來就是軟包電池的天下。只能說在當前的技術及行業(yè)環(huán)境下,軟包電池是提升能量密度的最佳方式。但最終哪種電池技術能夠成為未來的終極方案,還要看行業(yè)技術如何發(fā)展。
