動力電池的封裝形式有哪些?誰是國內市場的大哥大?

純電動汽車的續航是所有人關注的焦點,而電池就是續航水平的決定性因素。鋰電池的工作原理其實並不複雜,簡而言之,鋰離子在電解液中由負極到正極,完成一次放電,再由正極到負極,完成一次充電。不論封裝形式如何,都會遵從電池本身的原理,但封裝不同會導致電池的某些特性不同。

動力電池的封裝形式有哪些?誰是國內市場的大哥大?

動力電池的封裝形式

目前,主流的封裝形式主要有三種,即是我們經常聽到的圓柱、方形和軟包。圓柱和方形電池的外包裝一般為硬殼或鋁殼,而軟包則是鋁塑膜包裝的。接下來,我們就分別聊聊這三種封裝形式的電池。

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圓柱電池可能是大家最為熟悉的了,過去在我們常用的3C電子產品上已得到了長期的應用,有著大量的生產設計經驗基礎,純電動汽車上應用圓柱電池最多的當屬特斯拉。圓柱電池的優點包括生產效率高、標準化程度高等,缺點包括圓柱外形導致的空間利用率低、散熱效率差。由於圓柱電池的卷繞圈數不能太多(特斯拉使用的18650電池的卷繞圈數一般在20圈左右),因此單體容量較小,應用在純電動汽車上時需要大量單體組成電池模組和電池包,連接損耗和管理複雜度都大大增加,因此特斯拉的電控系統也被認為是行業翹楚。

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而方形電池的可塑性會更強一些,可以根據搭載產品的具體需求而進行定製化的設計。很多國內車企都在使用這種電池類型,如蔚來ES8、榮威ERX5等均使用方形電池,但目前無論製造工藝或者應用標準,並沒有圓柱形電池那樣清晰的標準劃分。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,車企可以根據車型需求而對方形電池尺寸進行定製化設計,而不用受到圓柱形電池標準的限制。但是,方形電池的設計也是最為複雜的,需要考慮的設計變量非常多,還需要考慮殼體與電芯間的配合問題。不過方形電池的諸多優勢還是讓不少國內車企選擇了這種形式。

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軟包電池則追求的是更加纖薄的體積,在同容量密度下重量也是最輕的。同樣,軟包電池也可以根據應用需求進行定製,現在常用於手機等數碼產品上,而因為其體積的可控性同樣被車企所看重,尤其是針對插電式混合動力車,在兼顧整車佈局和重量時,軟包電池體積優勢更加明顯。目前通用旗下別克的VELITE 5、凱迪拉克CT6插電都採用的是軟包電池。不過軟包電池的鋁塑膜封裝長期可靠性較難保證、電池體較軟等問題也是車企需要考量的。

動力電池品牌

如此偌大的動力電池行業,競爭的企業自然不會少,國外品牌如松下、LG化學、三星SDI,國產品牌如寧德時代、比亞迪、國軒高科等。雖然目前的競爭依然非常激烈,呈現百家爭鳴的局面,但其實儼然分化出了階梯層次,先不說國外大牌,就國內市場而言,可以說是"一超一強"的形勢。從這份榜單中,我們可以明顯看出寧德時代和比亞迪的"一超一強"地位。

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寧德時代可以說是當之無愧的中國動力電池企業龍頭老大,其裝機量要遠遠大於排名第二的。不少的自主品牌、合資品牌的新能源車型都搭載了來自寧德時代的動力電池單元。

動力電池的封裝形式有哪些?誰是國內市場的大哥大?

寧德時代的技術發展在國內企業裡同樣屬於頂尖的水平,但不得不說,在國際上面對頂尖的日韓動力電池企業,寧德時代就並非那麼"無敵"了,根據此前瑞士公佈的全球動力電池研究報告,寧德時代的成本超過150美元(約為1000人民幣)/kWh,排在第四位,遠高於與特斯拉合作的松下,其電池成本低至111(約為800人民幣)美元/kWh。可以說,一旦國家將市場完全開放,寧德時代的日子可能就不會像現在這樣滋潤了,但其仍然會是市場上數一數二的領軍者。

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比亞迪在這份榜單上成績雖然不如寧德時代,但同樣與身後者拉開了不小的差距,目前比亞迪的動力電池單元可以說是處於一個爬升時期,而且考慮到作為一個廠商能有著自己的電池供應鏈,其發展趨向完全值得期待。

寫在最後

目前動力電池的封裝形式主要是以上三種,國內電池企業多選用方形電池的形式,但這三種封裝形式孰優孰劣並沒有一個明確的定論,未來隨著不斷的發展,其標準必將越來越統一。而在飛速的發展下,動力電池企業競爭會愈發激烈,最後活下來的一定是頭部的幾家,這也標誌著純電動汽車的發展逐漸走向了正規。


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