锂电池按封装类型划分有哪些种类

电车资源数据显示,2019年4月新能源汽车动力电池装机量总量达5.41GWh,同比增长43.9%,环比增长6.3%。目前市面上的锂电池按封装类型主要分为方形、软包、圆柱三类。其中方形电池和软包电池,常被行业内拿来比较,同为锂电池,这两者之间究竟有什么区别呢?

方形电池

方形电池采用绕卷或叠片工艺,能量密度相对较高,电池循环寿命长。方形电池外壳为钢壳或铝壳,随着生产工艺的提升,外壳目前主要以铝壳为主,主要原因在于铝壳的重量较轻,且比钢壳更加安全。

技术方面,国内方形电池技术已非常成熟,且对材料技术(如气胀率、膨胀率等指标)要求不高,业内不存在技术壁垒。制造成本方面,方形电池的材料已完全国产化,且其对电池材料技术要求低于软包电池,在同等容量下整体材料成本比软包电池低10%左右。方形电池成品加工相对简单,Pack锂电池包可靠且成本优势明显。此外,方形电池包装采用激光封口工艺,密封性较强,能有效避免封口处老化、漏气的问题。

方形电池目前无论制造工艺或者应用标准,没有清晰的标准划分。因为其灵活性高,在早期的新能源汽车产品中被广泛应用,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。

方形电池曾被认为是最适合新能源汽车应用的电池设计,但随着国家和市场对动力电池性能要求的提高,方形电池的劣势也渐渐凸显。方形电池受限于外包装重量大,能量密度要提高,电芯容量也要增大。如果能量密度要做到300Wh/kg,电芯容量就会达到200Ah左右,这样一来,不仅技术难度加大了,生产效率还会降低。在安全方面,方形电池采用全密封工艺,发生热失控等安全问题时,容易引起爆炸。

软包电池

软包电池是在液态锂离子电池外层套上一层聚合物外壳。由于软包电池外包装采用的多是铝塑膜,一旦内部出现问题,软包电池就会出现鼓胀,从电池表面最薄弱的部位鼓开,安全性相对较高。

此外,软包电池的质量、能量密度要高于方形电池,同样体积的电池,软包电池要比方形电池轻10%-20%左右。在目前的技术条件下,软包电池的可塑性比方形电池更强,尤其是对于混合动力车型来说,在需要同时考虑整车布局和重量时,软包电池的优势就更加明显。此外,软包电池的内阻相对较小,目前国产软包电池芯的内阻最小可做到35mΩ以下,极大地降低了电池的自耗电。软包电池在技术成熟度逐渐提升的条件下,具备替代方形电池的潜能,优势将进一步凸显。

但软包电池也同样有其不足之处。软包电池目前尚有技术难题有待解决,尤其在电池循环膨胀指标上,大部分电芯厂仍未解决该问题。此外,由于国内技术有限,软包电池需用到的大部分铝塑膜仍依靠进口。而对于叠片技术工艺的把控上,也有着不小的难度,更高的难度意味着品控相对不够稳定,一旦出现品控问题会直接影响电池寿命以及使用安全。