世纪电源网圆柱电池方形电池与软包电池的优劣势犹如三位一体的奇迹每一份都有其独特之处
导语:锂电池的封装形式多样,包括圆柱电池、方形电池和软包电池。尽管方形电池目前占据市场主流地位,但每种类型都有其独特的优缺点。世纪电源网将为您详细探讨这三种类型。
圆柱电池以特斯拉为代表,在动力电池领域取得了显著成就,从18650到21700,再到即将量产的46800,这些都是特斯拉在这一领域的领先者。18650是最早发展起来的锂电池封装形式,其直径18毫米、高度65毫米,0表示它是一种圆柱型设计。27100和46800同理。
由于拥有先发优势,圆柱型技术最为成熟,如18650,它具有更高的良品率以及有效控制PACK成本的手段。此外,由于空间利用率不如方形硬壳,但圆柱体内部空隙可以用于冷却液流通,因此也有一定的空间利用效果。
然而,圆柱型也有其劣势,一方面,由于单体容量较小,要满足大容量需求只能通过增加数量来弥补,这对BMS(Battery Management System)提出更高要求。
方形硬壳作为当前应用面最广泛的一种锂电器材,不仅国内新能源车企如比亚迪、吉利、蔚来等采用,而且国际知名品牌如奥迪、宝马等也选择使用此类解决方案。这种普及程度主要得益于供应商众多且技术难度相对较低。在国内,有许多重要供应商提供这样的产品,如宁德时代、比亚迪、国轩高科等。
除了供应商丰富之外,方形硬壳还能实现更好的定制化,同时其空间利用效率超越了圆柱型。但是,由于外层保护壳重,加上铝材作为保护材料,可以减轻整体重量并提升能量密度。这一点已经被理想制造ONE所实践。
与此同时,因单体容量和体积增大,每个单位数量降低,所以BMS对于这些要求也相应降低。而宁德时代推出的NCM811便是一个典型案例。不过,由于可定制自由度高,使得工艺不统一,每块差异凸显出问题。此外,对冷却系统布置有更高要求,但随着国家政策推进,此类差异可能会逐渐减少。
最后,我们不能忽视软包 电池,它虽然在汽车市场上的应用正在增加,但是由于手机中的锂電储存器通常采用软包设计,因此我们并不陌生。软包電储存器采用铝塑膜材料,比起用铝做外壳的方形或圆柱型要轻20%,而在相同重量下,可提供比铝质储存器更多的能耗。这意味着理论上,它们具备更高能效密度。在缺点方面,软包電储存器需要解决标准化问题,以及成本过高、高端铝塑膜严重依赖进口、一致性差的问题。不过,大部分市场预期认为,与其他两种类型相比,軟式儲蓄將會成為未來主流選擇之一,並且將為車輛業界帶來革命性的變革。