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动力电池的封装形式有哪些?谁是国内市场的大哥大?

编辑:admin 日期:2022-01-11 15:16 分类:市场形式 点击:
简介:纯电动汽车的续航是所有人关注的焦点,而电池就是续航水平的决定性因素。锂电池的工作原理其实并不复杂,简而言之,锂离子在电解液中由负极到正极,完成一次放电,再由正极到负极,完成一次充电。不论封装形式如何,都会遵从电池本身的原理,但封装不同会导

  纯电动汽车的续航是所有人关注的焦点,而电池就是续航水平的决定性因素。锂电池的工作原理其实并不复杂,简而言之,锂离子在电解液中由负极到正极,完成一次放电,再由正极到负极,完成一次充电。不论封装形式如何,都会遵从电池本身的原理,但封装不同会导致电池的某些特性不同。

  目前,主流的封装形式主要有三种,即是我们经常听到的圆柱、方形和软包。圆柱和方形电池的外包装一般为硬壳或铝壳,而软包则是铝塑膜包装的。接下来,我们就分别聊聊这三种封装形式的电池。

  圆柱电池可能是大家最为熟悉的了,过去在我们常用的3C电子产品上已得到了长期的应用,有着大量的生产设计经验基础,纯电动汽车上应用圆柱电池最多的当属特斯拉。圆柱电池的优点包括生产效率高、标准化程度高等,缺点包括圆柱外形导致的空间利用率低、散热效率差。由于圆柱电池的卷绕圈数不能太多(特斯拉使用的18650电池的卷绕圈数一般在20圈左右),因此单体容量较小,应用在纯电动汽车上时需要大量单体组成电池模组和电池包,连接损耗和管理复杂度都大大增加,因此特斯拉的电控系统也被认为是行业翘楚。

  而方形电池的可塑性会更强一些,可以根据搭载产品的具体需求而进行定制化的设计。很多国内车企都在使用这种电池类型,如蔚来ES8、荣威ERX5等均使用方形电池,但目前无论制造工艺或者应用标准,并没有圆柱形电池那样清晰的标准划分。正因为其灵活性高,曾经长时间的应用在早期的新能源汽车中,车企可以根据车型需求而对方形电池尺寸进行定制化设计,而不用受到圆柱形电池标准的限制。但是,方形电池的设计也是最为复杂的,需要考虑的设计变量非常多,还需要考虑壳体与电芯间的配合问题。不过方形电池的诸多优势还是让不少国内车企选择了这种形式。

  软包电池则追求的是更加纤薄的体积,在同容量密度下重量也是最轻的。同样,软包电池也可以根据应用需求进行定制,现在常用于手机等数码产品上,而因为其体积的可控性同样被车企所看重,尤其是针对插电式混合动力车,在兼顾整车布局和重量时,软包电池体积优势更加明显。目前通用旗下别克的VELITE 5、凯迪拉克CT6插电都采用的是软包电池。不过软包电池的铝塑膜封装长期可靠性较难保证、电池体较软等问题也是车企需要考量的。

  如此偌大的动力电池行业,竞争的企业自然不会少,国外品牌如松下、LG化学、三星SDI,国产品牌如宁德时代、比亚迪、国轩高科等。虽然目前的竞争依然非常激烈,呈现百家争鸣的局面,但其实俨然分化出了阶梯层次,先不说国外大牌,就国内市场而言,可以说是一超一强的形势。从这份榜单中,我们可以明显看出宁德时代和比亚迪的一超一强地位。

  宁德时代可以说是当之无愧的中国动力电池企业龙头老大,其装机量要远远大于排名第二的。不少的自主品牌、合资品牌的新能源车型都搭载了来自宁德时代的动力电池单元。

  宁德时代的技术发展在国内企业里同样属于顶尖的水平,但不得不说,在国际上面对顶尖的日韩动力电池企业,宁德时代就并非那么无敌了,根据此前瑞士公布的全球动力电池研究报告,宁德时代的成本超过150美元(约为1000人民币)/kWh,排在第四位,远高于与特斯拉合作的松下,其电池成本低至111(约为800人民币)美元/kWh。可以说,一旦国家将市场完全开放,宁德时代的日子可能就不会像现在这样滋润了,但其仍然会是市场上数一数二的领军者。

  比亚迪在这份榜单上成绩虽然不如宁德时代,但同样与身后者拉开了不小的差距,目前比亚迪的动力电池单元可以说是处于一个爬升时期,而且考虑到作为一个厂商能有着自己的电池供应链,其发展趋向完全值得期待。

  目前动力电池的封装形式主要是以上三种,国内电池企业多选用方形电池的形式,但这三种封装形式孰优孰劣并没有一个明确的定论,未来随着不断的发展,其标准必将越来越统一。而在飞速的发展下,动力电池企业竞争会愈发激烈,最后活下来的一定是头部的几家,这也标志着纯电动汽车的发展逐渐走向了正规。