一文详解方形、软包、圆柱电池对比
一文详解方形、软包、圆柱电池对比
锂电池根据封装形式主要分为方形、圆柱与软包三种形态。每种封装形式都有其独特的工艺制程和精密结构件。本文将从工艺、优缺点、发展前景和主要企业等方面对这三种电池形态进行详细对比。
方形电池
方形电池通常采用卷绕或者叠片工艺进行裸电芯的制作,以方形的铝壳或者钢壳作为封装材料。其主要优点包括:
- 成组效率高
- 单体容量大
- 结构简单
但方形电池也存在一些缺点:
- 尺寸型号固定,形状不易变化,可能限制设备设计
- 一致性较低
- 散热难度大
由于方形电池比圆柱形电池大,因此需要更少的电芯来实现相同的能量。这意味着,对于相同的体积,使用方形电池需要焊接的电气连接更少,减少所需结构件的数量,提高体积利用率。
发展前景
过去几年,方形电池性能在国内产业链的扶持下得到迅速的提升。宁德时代麒麟电池采用CTP技术,从物理结构层面改良方形电芯的成组,进而提升电池包的能量密度和安全性能。这些改进弥补了方形电芯与圆柱电池的性能差距,最终促成方壳电芯在动力电池市场的崛起。
自宁德时代在方形电芯取得技术突破后,上汽、广汽、北汽、吉利、长安、东风等订单接踵而来。根据高工产业研究院(GGII)数据,方形电池如今占据了国内动力电池超90%的市场份额。最近,韩国厂商SK On、LG新能源改变了产品开发方向上的战略重点,宣布成立专项小组来开发方形电池。
主要企业
宁德时代、比亚迪、瑞普兰钧、三星 SDI、国轩高科
软包电池
软包电池采用叠片的制造方式,具有以下优点:
- 体积纤薄
- 能量密度最高(采用了比铝外壳重量更轻的铝塑膜包装)
- 形状可变,适应性强
- 能量密度较高
但软包电池也存在一些缺点:
- 产品一致性要求更高
- 成组效率相对较低
- 成本相对较高
发展前景
软包电池虽然在理论上安全性较高,但由于单体电芯一致性较差,导致搭载软包电池的电动汽车安全事故频发。目前,软包电池在市场上的应用相对较少。
主要企业
孚能科技、蜂巢能源、万向A123、卡耐新能源
圆柱电池
圆柱电池通常采用圆柱形的钢壳进行封装,裸电芯制作采用卷绕工艺。圆柱电池是锂电池的最佳实践之一,也是标准化、通用性的产品。目前的圆柱形电池,可分为14650、18650、21700、32650、4680等型号。
圆柱电池的主要优点包括:
- 一致性好
- 生产效率高
- 系统层面散热能力强
但圆柱电池也存在一些缺点:
- 能量密度较低
- 产品的成组效率较低
发展前景
圆柱电池尺寸升级后可一定程度上改善其原本的单体能量密度低、模组所需电芯多及其导致的寿命差、管理复杂等问题。但总的来说,其能量密度较低、产品的成组效率较低仍然是较为明显的劣势。
主要企业
LG 化学、松下、三星 SDI、力神电池、亿纬锂能、比克电池