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三種形式動力電池特點分析

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年10月12日  

對于新能源汽車來說,動力能源的持久性、便捷性時最為關鍵的,而如今以電為主要能源的新能源領域,動力電池的發展就是重中之重了。目前動力電池的封裝種類共有三大形式:圓柱形、方形以及軟包,直觀上它們的不同點只在于形狀上,但同時它們在技術開發和應用角度上也有著不同,那么電池會因為形狀不同而產生怎樣的區別?或者說,哪種更高級呢?


自從1991年索尼公司發布首個商用鋰離子電池后,鋰離子電池革新了消費電子產品的面貌,其圓柱形設計也成為目前最常見的電池造型,例如5號、7號堿性電池都是采用這種形狀設計。而在之后的時間里,由于電池的應用場景變多,以三星SDI為首的方形電池和LG華為為首的軟包電池設計也進入市場,目前三類技術也均在新能源汽車產品中進行應用。


圓柱形電池


圓柱形電池可分為14650、18650、21700等型號,這是由電池尺寸命名的電池名稱。18650是目前市面上最為常見的電池型號,也是技術最為成熟的一種,而21700則是特斯拉近年來主推的新型電池。單節圓柱形電池的尺寸變得更大一些,電量也更多一些。如此一來,電芯的數量得以大幅減少,使得車輛在電池系統的控制方面更有優勢。


在經過了多年的發展后,圓柱形電池的標準化程度較高,容易在行業內實現統一標準。另外圓柱形電池在散熱方面也有著先天的優勢,封包時圓柱與圓柱之間形成了很好的散熱空間,所以部分搭載圓柱形電池的車輛采用了成本較低的風冷技術。


特斯拉正在大力推進21700型電池技術,不可否認的是目前行業內圓柱形電池的高采用率,受到了特斯拉一定的影響。


對于采用圓柱形電池的車輛來說,不可避免的要面對大量電池單體所帶來的電池控制問題,畢竟即便是采用21700電池也需要將幾千枚圓柱電池放在一起形成電池包,數量非常龐大。另外由于圓柱形電池在組合成電池組時需采用鋼殼,所以其重量相對較高,能量密度相較于另兩種形狀的電池有所不足。


方形電池


方形電池的可塑性會更強一些,它能根據產品的具體需求而進行定制化的設計。但這也導致了方形電池的大小不一,制造工藝標準也就沒有圓柱形電池那樣清晰。但也正因為其靈活性高,曾經長時間的應用在早期的新能源汽車中,車企可以根據車型不同而對電池尺寸進行定制化生產,而不用受到圓柱形電池標準的限制。方形電池也曾一度被認為是最適合新能源汽車應用的電池設計。


目前方形電池在很多車型上都得到了應用,比如寶馬的i系列車型、榮威ERX5、蔚來ES8,另外寶馬3系以及8系新能源車型,也都采用了方形電池技術,寶馬在當時也希望由此實現在新能源汽車上輕量化的目標。


軟包電池


軟包電池因為采用了疊加的制造方式,所以體積更小,能量密度更高,這對于我國新能源車市場的需求非常契合。軟包電池同樣可以像方形電池一樣進行定制。尤其是對于混動車型來說,在考慮整車布局和配重時,軟包電池的優勢就更加明顯了。因為軟包電池追求更加纖薄的工藝,采用了比鋁外殼重量更輕的鋁塑膜包裝,其纖薄的程度你甚至可以用手感覺到內部液態電池的流動。更輕的電池組能讓整體車重更低,從而也為車企提供了更多的布局方法。隨著技術的進步,越輕的單體電池在兼顧能量密度上的空間也越大。


目前通用旗下別克的VELITE5/VELITE5、凱迪拉克CT6插電、XT5混動版車型、日產的軒逸純電都采用的是軟包電池。總體來說軟包電池更受韓系、美系車企青睞,現代以及通用汽車最新的新能源車型都采用了軟包電池。


到底哪種更高級?


在目前的新能源車市場中,圓柱、方形、軟包三種電池造型都有一定的使用比例,并沒有絕對的好壞之分,只能說是各有優劣。


圓柱形電池由于發展時間較長,所以制造工藝也更加成熟,成本較低,同時也有固定的國際化標準來衡量產品優劣。不過在電池布局以及能量密度方面,圓柱形電池都還有著進一步的提升空間。


而方形電池和軟包電池,雖然其在標準化上很難與圓柱電池相媲美,但其可以實現定制化的特點使其能夠更好地與車輛相協調,能夠滿足不同廠商不同車型的特殊需求。尤其是軟包電池,通過鋁膜外殼的使用能在保證安全的同時提高效率,但受成本的制約現在并沒有太多車企采用。圓柱、方形以及軟包電池對于市場而言都有各自的價值,但圓柱形三元鋰電池已經成為了目前的主流,這也是車企在權衡性能和成本后的折中選擇。


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