電車資源數(shù)據(jù)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(nèi)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(chǎn)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(shù)方面,國內(nèi)方形電池技術(shù)已非常成熟,且對材料技術(shù)(如氣脹率、膨脹率等指標)要求不高,業(yè)內(nèi)不存在技術(shù)壁壘。制造成本方面,方形電池的材料已完全國產(chǎn)化,且其對電池材料技術(shù)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(yīng)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(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用,車企可以根據(jù)車型需求而對方形電池尺寸進行定制化設(shè)計。

方形電池曾被認為是最適合新能源汽車應(yīng)用的電池設(shè)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(shù)難度加大了,生產(chǎn)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(nèi)部出現(xiàn)問題,軟包電池就會出現(xiàn)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(zhì)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(shù)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(nèi)阻相對較小,目前國產(chǎn)軟包電池芯的內(nèi)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(shù)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(shù)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(nèi)技術(shù)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(shù)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(xiàn)品控問題會直接影響電池壽命以及使用安全。

小結(jié):從目前的國內(nèi)形勢來看,軟包電池更符合政策要求。隨著國內(nèi)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(shù)也成為了電池實現(xiàn)輕量化和高密度化的重要手段。

但就目前的技術(shù)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(shù)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(shù)能夠成為未來的終極方案,還要看行業(yè)技術(shù)如何發(fā)展。