中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：目前，主流的鋰電池封裝形式主要有三種，即圓柱、方形和軟包，不同的封裝結(jié)構(gòu)意味著不同的特性，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。從最近幾年的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，軟包電池的占比越來(lái)越高，專家預(yù)計(jì)未來(lái)軟包電池的市場(chǎng)份額有望超過50%。
圓柱形電池：生產(chǎn)工藝成熟，產(chǎn)品良率高
圓柱型鋰電池有諸多型號(hào)，比如，14650、17490、18650、21700、26500等。圓柱形鋰電池生產(chǎn)工藝成熟，PACK成本較低，電池產(chǎn)品良率以及電池組的一致性較高;由于電池組散熱面積大，其散熱性能優(yōu)于方型電池;圓柱形電池便于多種形態(tài)組合，適用于電動(dòng)車空間設(shè)計(jì)的充分布局。但圓柱形電池一般采用鋼殼或鋁殼封裝，會(huì)比較重，比能量相對(duì)較低。目前中、日、韓、美等都有成熟的生產(chǎn)企業(yè)，比如SANYO、SONY、LG、萬(wàn)向A123等。
隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大和對(duì)續(xù)航里程要求的不斷提升，整車企業(yè)對(duì)動(dòng)力電池在能量密度、制造成本、循環(huán)壽命和產(chǎn)品附加屬性等方面都提出了更高的要求。在原材料領(lǐng)域尚未獲得巨大突破的前提下，適當(dāng)增大圓柱電池的體積以獲得更多的電池容量便成為一種可探索的方向。目前，特斯拉已經(jīng)啟動(dòng)了21700電池的規(guī)模化生產(chǎn)，并計(jì)劃用于特斯拉汽車Model 3上，如果在特斯拉其他車型上測(cè)試通過，將全部替換掉之前使用的18650電池，特斯拉的做法或?qū)⒃谑澜绶秶鷥?nèi)引領(lǐng)一股“21700風(fēng)潮”。
方形硬殼電池：型號(hào)太多，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。
鋰電池鋁殼在鋼殼基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，與鋼殼相比，輕重量和安全性以及由此而來(lái)的性能優(yōu)點(diǎn)，使鋁殼成為鋰電池外殼的主流。鋰電池鋁殼目前還在向高硬度和輕重量的技術(shù)方向發(fā)展，這將為市場(chǎng)提供技術(shù)更加優(yōu)越的鋰電池產(chǎn)品。目前，生產(chǎn)方形硬殼電池的企業(yè)有國(guó)軒高科、三星SDI、力神、寧德時(shí)代等。
由于方形鋰電池可以根據(jù)產(chǎn)品的尺寸進(jìn)行定制化生產(chǎn)，所以市場(chǎng)上有成千上萬(wàn)種型號(hào)，而正因?yàn)樾吞?hào)太多，工藝很難統(tǒng)一。方形電池在普通的電子產(chǎn)品上使用沒有問題，但對(duì)于需要多只串、并聯(lián)的工業(yè)設(shè)備產(chǎn)品，最好使用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的圓柱形鋰電池，這樣生產(chǎn)工藝有保證，以后也更容易找到可替換的電池。
軟包電池：未來(lái)市場(chǎng)占比有望超過50%
軟包鋰電池所用的關(guān)鍵材料—正極材料、負(fù)極材料及隔膜—與傳統(tǒng)的鋼殼、鋁殼鋰電池之間的區(qū)別不大，最大的不同之處在于軟包裝材料(鋁塑復(fù)合膜)，這是軟包鋰電池中最關(guān)鍵、技術(shù)難度最高的材料。軟包裝材料通常分為三層，即外阻層(一般為尼龍BOPA或PET構(gòu)成的外層保護(hù)層)、阻透層(中間層鋁箔)和內(nèi)層(多功能高阻隔層)。
軟包電池的包裝材料和結(jié)構(gòu)使其擁有一系列優(yōu)勢(shì)，比如，安全性能好，軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝，發(fā)生安全問題時(shí)，軟包電池一般會(huì)鼓氣裂開，而不像鋼殼或鋁殼電芯那樣發(fā)生爆炸;重量輕，軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%，較鋁殼鋰電池輕20%;內(nèi)阻小，軟包電池的內(nèi)阻較鋰電池小，可以極大的降低電池的自耗電;循環(huán)性能好，軟包電池的循環(huán)壽命更長(zhǎng)，100次循環(huán)衰減比鋁殼少4%～7%;設(shè)計(jì)靈活，外形可變?nèi)我庑螤?，可以更薄，可根?jù)客戶的需求定制，開發(fā)新的電芯型號(hào)。
軟包電池的不足之處是一致性較差，成本較高，容易發(fā)生漏液。成本高可通過規(guī)?；a(chǎn)解決，漏液則可以通過提升鋁塑膜質(zhì)量來(lái)解決。生產(chǎn)軟包電池的企業(yè)有多氟多、中航鋰電、萬(wàn)向、中信國(guó)安、微宏動(dòng)力等。
在數(shù)碼領(lǐng)域，消費(fèi)類電子產(chǎn)品對(duì)于電池的要求向著體積小、輕薄化的趨勢(shì)發(fā)展，軟包替代方形鋁殼的速度不斷加快，軟包聚合物鋰電池憑借其優(yōu)異的綜合性能，在智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備等消費(fèi)類電子產(chǎn)品中廣泛使用，且增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)超過鋰電池行業(yè)平均水平。
此外，動(dòng)力電池領(lǐng)域的應(yīng)用也在加快，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，北汽、長(zhǎng)安、東風(fēng)等國(guó)內(nèi)中高端新能源乘用車上都開始采用軟包動(dòng)力電池。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年國(guó)內(nèi)方形、圓柱、軟包鋰電池產(chǎn)量分別為17GWh、10.1GWh、19.8GWh，占比分別為36.4%、21.5%、42.3%，軟包占比已經(jīng)超過方形和圓柱。
2016年前三個(gè)季度，受新能源汽車市場(chǎng)波動(dòng)等因素影響，方形、圓柱電池產(chǎn)量環(huán)比都出現(xiàn)了不同程度的下滑，只有軟包電池產(chǎn)量環(huán)比上升，國(guó)內(nèi)軟包電池前三季度產(chǎn)量達(dá)13Gwh，其中，第三季度環(huán)比增長(zhǎng)達(dá)20%。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)如東風(fēng)、眾泰、北汽新能源等主流電動(dòng)車企也紛紛開始嘗試軟包動(dòng)力電池，上?？托履茉?、山東恒宇等企業(yè)也開始大力投建軟包動(dòng)力電池生產(chǎn)線。
總的來(lái)說，圓柱、方形和軟包三種封裝類型的電池各有優(yōu)勢(shì)，也各有不足，每種電池都有自己主導(dǎo)的領(lǐng)域，比如，方形電池中磷酸鐵鋰較多，軟包電池中三元更多一些。隨著新能用汽車新補(bǔ)貼政策的出臺(tái)，電池的系統(tǒng)能量密度成為一項(xiàng)重要考核指標(biāo)。比如，補(bǔ)貼新政要求純電動(dòng)客車?yán)m(xù)駛里程不低于200公里、電池系統(tǒng)能量密度要高于85Wh/kg、電池系統(tǒng)總質(zhì)量占整車整備質(zhì)量比例不高于20%，這些都說明補(bǔ)貼向著重量更輕、續(xù)航里程更高的三元電池方向轉(zhuǎn)變。三元軟包電池容量較同等尺寸規(guī)格的鋼殼鋰電高10~15%、較鋁殼電池高5~10%，而重量卻比同等容量規(guī)格的鋼殼電池和鋁殼電池更輕，因此，補(bǔ)貼新政對(duì)三元軟包電池更有利。鑒于軟包電池的優(yōu)勢(shì)，業(yè)內(nèi)專家預(yù)計(jì)，隨著電池路線的發(fā)展，軟包電池在新能源汽車市場(chǎng)的滲透率將不斷提升，未來(lái)軟包電池在各類型電池中的占比有望超過50%。
