电源模块的选择比喻圆柱电池方形电池和软包电池各自如同三位不同的英雄每个都有其独特的优点和缺陷
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势和不足。这些不同类型的锂电池在设计上各有千秋,以至于选择哪一种取决于具体应用需求。
圆柱电池以其成熟技术而闻名,尤其是在动力储能领域,如特斯拉所推广的一系列尺寸从18650到21700再到即将量产的46800等。它们采用了早期发展起来的圆柱封装形式,从1992年开始就得到了广泛应用,最初主要用于数码产品。
由于技术先进,圆柱型锂电池具有更高良品率,并且可以有效控制PACK成本。这是因为它拥有较高空间利用效率,即使在空隙中也能够流通冷却液。不过,它们的一个劣势是金属外壳加上单体容量较小,这需要通过增加数量来满足容量需求,从而对BMS(Battery Management System)要求更高。
另一方面,方形硬壳锂电池因其广泛应用而备受关注,在国内如比亚迪、吉利、蔚来的新能源汽车中使用,以及国际品牌如奥迪、宝马等。此类设计之所以普遍,是因为供应商众多且技术门槛相对较低。供应商如宁德时代、比亚迪和国轩高科提供大量方形硬壳制品。
除了丰富供应商,还有一点让方形型号更加吸引人,那就是可定制性更强,同时空间利用效率也有所提升。但是,由于外部保护壳增加了整体重量,有些公司已经开始使用铝材作为替代材料以实现轻量化并提高能量密度。此外,与圆柱型相比,每个单体容量和体积都大,所以BMS管理系统的要求也相应降低。在这一类别下,最具代表性的产品之一是由宁德时代开发的NCM811型号。
然而,对于这种自由度大的定制选项,一致性问题也是必须面对的问题,而且冷却系统布置也变得更加复杂。不过随着国家政策对于标准化日益严格,这些差异可能会逐渐缩小。
最后,我们不能忽视软包式锂电池,它们正迅速成为汽车行业中的热门话题,因为手机中的很多组件都是依赖软包式存储设备。在同等重量下的软包式组件通常具有50%更多的容纳能力,而在同等容纳能力下的重量则要轻20%,理论上的能耗密度因此远超其他两种类型。但目前存在的问题包括标准化挑战、高成本以及高度依赖进口铝塑膜材料的一致性问题。尽管如此,被认为未来将成为主流选项之一。