从动力电池三种外壳形态 看未来锂电池发展趋势

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从动力电池三种外壳形态 看未来锂电池发展趋势

2019.03.05

各位朋友,你们有没有想过,为什么特斯拉用的动力电池长得像5号电池?为什么通用用的电池像面包片?为什么蔚来ES8的动力电池像个移动硬盘?

据关于第一个问题,据业内传闻,当初特斯拉刚刚起步,找不到电池供应商,松下和它的圆柱电池救特斯拉与水火,特斯拉发达后,并没有忘记这位“下嫁”自己的公主,就一直用着松下的电池到现在,甚至是未来。

首先我们先要认识到:三种动力锂电池的内部构成要素区别不大,都是锂电池,核心差异在于圆柱和方形电池主要采用金属材料作为外壳,而软包锂电池采用铝塑膜作为封装外壳。下面一个一个聊:

圆柱形电池

供应商:松下、索尼、江森自控

使用车型:特斯拉全系、江淮IEV系列

优势:生产工艺成熟、PACK成本较低、电池产品良率较高、散热性能好

劣势:重量大

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新能源车常用的圆柱形电池长得很像我们日常使用的5号电池,这种电池历史久远,生产工艺非常成熟,还有国际标准。我们经常提到的特斯拉21700,这个数字指的其实是它的尺寸为21毫米×70毫米。

另外,因为其本身形状的缘故,很多圆柱形电池排在一起时,能留出空隙散热,你看方形电池如果排在一起,中间是没有缝隙的。

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特斯拉电池包

但是这种电池有个特点,单体能量密度低,想要同等容量就必须多带电池,再加上必须用金属外壳,导致重量很大。

方形电池

供应商:三星、宁德时代、国轩高科

无锡沃格自动化科技股份有限公司 使用车型:宝马i3、荣威ERX5、蔚来ES8、比亚迪系列、广汽传祺新能源GE3

优势:布局灵活,能实现定制、安全性好

劣势:单体差异性大,标准难以统一

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封装好的方形电池

方形电池最大的特点是可以根据不同的车实现定制,说的简单粗暴一点,就是主机厂和供应商可以针对一辆车设计一套电池布局方案,但这变相增加了双方的人力资金成本;也产生了另一个问题,每个车的电池都不一样,造成目前市场上方形电池型号众多,工艺很难统一。

你想想看,假如你是个乙方,是现成的模板拿过来往上套好用,还是自己和客户一直商量讨论做一个定制版出来?


软包电池

供应商:LG化学、孚能科技

无锡沃格自动化科技股份有限公司 使用车型:别克VELITE 5、日产聆风、奇瑞eQ、北汽新能源

优势:重量轻、能量密度高

劣势:单体差异性大,标准难以统一、机械强度差

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别克VELITE 6软包电池

软包电池在日常生活中也很常见,比如手机的电池。它使用铝塑膜作为封装材料,显而易见的比使用金属外壳的上面两种电池要轻;但自然也没有上面两种方法对电池的保护性好。

未来是软包电池的天下了?

软包电池的最大优势在于,能在现有技术水平上提升动力电池的能量密度。根据高工锂电的统计,软包电池比同等容量的铝壳包装电池轻20%,与同样尺寸的铝壳电池,容量高出50%。

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无锡沃格自动化科技股份有限公司 现在19年的补贴政策尚不明朗,但可以肯定是补贴金额跟电池的能量密度息息相关,软包电池在这一项上优势巨大。

铝塑膜国产化是个问题

那么为什么还有许多厂家不使用软包电池呢?前面提到,铝塑膜是软包电池和上两种电池最大的区别,单片电池组装后用铝塑膜密封,形成一个电池,铝塑膜用来保护内容物。这东西在日常中也常见,比如胶囊的外包装……

主要的问题是,铝塑膜一般被日本厂商垄断,日本的DNP自己一家市占率就接近50%,剩下的昭和电工也能占到25%左右,这两家还出了各自的工艺标准。

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铝塑膜制造工艺

而国内厂商因为工艺、设备等原因,产品的某些指标是达不到日本的水准的,比如冲深,国产的在5毫米左右,而日本要求在8-12毫米。

当然国内也有许多优秀的供应商在不断努力,比如新纶科技(收购了日本T&T铝塑膜方面的业务),以及上海紫江。

电池厂商青睐软包电池吗?

根据中国储能网的预测,2020年国内软包动力电池出货量预计35.9兆瓦时,渗透率达38%,相比17年5.5兆瓦时左右的出货量新增约30兆瓦时。

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在国内政策高度倾向于能量密度和续航里程的前提下,软包电池的高能量密度、低重量是其最大的优势,足以使得厂商和供应商倾向选择它。但其单体电池一致性还需提升,另外也需要类似圆柱电池的行业标准不断完善,核心技术的提升也是影响未来软包电池能否成为主流的关键。


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