鉅大LARGE | 點擊量:1126次 | 2020年03月06日
動力鋰電池為何被做成圓柱子、面包片、硬盤?原來還有這么多門道!
各位朋友,你們有沒有想過,為何特斯拉用的電池長得像5號電池?為何通用用的電池像面包片?為何蔚來ES8的電池像個移動硬盤?
據(jù)關(guān)于第一個問題,據(jù)業(yè)內(nèi)傳聞,當初特斯拉剛剛起步,找不到電池供應商,松下和它的圓柱電池救特斯拉與水火,特斯拉發(fā)達后,并沒有忘記這位“下嫁”自己的公主,就一直用著松下的電池到現(xiàn)在,甚至是未來。
那么后邊幾個問題的答案是什么呢?
首先我們先要認識到:三種動力鋰離子電池的內(nèi)部構(gòu)成要素差別不大,都是鋰離子電池,核心差異在于圓柱和方形電池重要采用金屬材料作為外殼,而軟包鋰離子電池采用鋁塑膜作為封裝外殼。下面一個一個聊:
圓柱形電池
供應商:松下、索尼、江森自控
使用車型:特斯拉全系、江淮IEV系列
優(yōu)勢:生產(chǎn)工藝成熟、PACK成本較低、電池產(chǎn)品良率較高、散熱性能好
劣勢:重量大
新能源車常用的圓柱形電池長得很像我們?nèi)粘J褂玫?號電池,這種電池歷史久遠,生產(chǎn)工藝非常成熟,還有國際標準。我們經(jīng)常提到的特斯拉21700,這個數(shù)字指的其實是它的尺寸為21毫米×70毫米。
另外,因為其本身形狀的緣故,很多圓柱形電池排在一起時,能留出空隙散熱,你看方形電池假如排在一起,中間是沒有縫隙的。
但是這種電池有個特點,單體能量密度低,想要同等容量就必須多帶電池,再加上必須用金屬外殼,導致重量很大。
方形電池
供應商:三星、寧德時代、國軒高科
使用車型:寶馬i3、榮威ERX5、蔚來ES8、比亞迪系列、廣汽傳祺新能源GE3
優(yōu)勢:布局靈活,能實現(xiàn)定制、安全性好
劣勢:單體差異性大,標準難以統(tǒng)一
方形電池最大的特點是可以根據(jù)不同的車實現(xiàn)定制,說的簡單粗暴一點,就是主機廠和供應商可以針對一輛車設(shè)計一套電池布局方案,但這變相新增了雙方的人力資金成本;也產(chǎn)生了另一個問題,每個車的電池都不一樣,造成目前市場上方形電池型號眾多,工藝很難統(tǒng)一。
你想想看,假如你是個乙方,是現(xiàn)成的模板拿過來往上套好用,還是自己和客戶一直商量討論做一個定制版出來?
供應商:LG化學、孚能科技
使用車型:別克VELITE5、日產(chǎn)聆風、奇瑞eQ、北汽新能源
優(yōu)勢:重量輕、能量密度高
劣勢:單體差異性大,標準難以統(tǒng)一、機械強度差
軟包電池在日常生活中也很常見,比如手機的電池。它使用鋁塑膜作為封裝材料,顯而易見的比使用金屬外殼的上面兩種電池要輕;但自然也沒有上面兩種方法對電池的保護性好。
未來是軟包電池的天下了?
軟包電池的最大優(yōu)勢在于,能在現(xiàn)有技術(shù)水平上提升動力鋰電池的能量密度。根據(jù)高工鋰電的統(tǒng)計,軟包電池比同等容量的鋁殼包裝電池輕20%,與同樣尺寸的鋁殼電池,容量高出50%。
現(xiàn)在19年的補貼政策尚不明朗,但可以肯定是補貼金額跟電池的能量密度息息相關(guān),軟包電池在這一項上優(yōu)勢巨大。
鋁塑膜國產(chǎn)化是個問題
那么為何還有許多廠家不使用軟包電池呢?前面提到,鋁塑膜是軟包電池和上兩種電池最大的差別,單片電池組裝后用鋁塑膜密封,形成一個電池,鋁塑膜用來保護內(nèi)容物。這東西在日常中也常見,比如膠囊的外包裝……
重要的問題是,鋁塑膜一般被日本廠商壟斷,日本的DNP自己一家市占率就接近50%,剩下的昭和電工也能占到25%左右,這兩家還出了各自的工藝標準。
而國內(nèi)廠商因為工藝、設(shè)備等原因,產(chǎn)品的某些指標是達不到日本的水準的,比如沖深,國產(chǎn)的在5毫米左右,而日本要求在8-12毫米。
當然國內(nèi)也有許多優(yōu)秀的供應商在不斷努力,比如新綸科技(收購了日本T&T鋁塑膜方面的業(yè)務),以及上海紫江。
電池廠商青睞軟包電池嗎?
根據(jù)我國儲能網(wǎng)的預測,2020年國內(nèi)軟包動力鋰電池出貨量預計35.9兆瓦時,滲透率達38%,相比17年5.5兆瓦時左右的出貨量新增約30兆瓦時。
目前國內(nèi)的孚能科技、捷威動力、國能電池等,都規(guī)劃了軟包電池的新增產(chǎn)量。
在國內(nèi)政策高度傾向于能量密度和續(xù)航里程的前提下,軟包電池的高能量密度、低重量是其最大的優(yōu)勢,足以使得廠商和供應商傾向選擇它。但其單體電池一致性還需提升,另外也要類似圓柱電池的行業(yè)標準不斷完善,核心技術(shù)的提升也是影響未來軟包電池能否成為主流的關(guān)鍵。