鉅大LARGE | 點擊量:880次 | 2020年08月13日
圓柱呈下降趨勢?方形能否在市場上站住腳跟
隨著新能源汽車高速發展,動力鋰電池裝機量也越來越多,動力鋰電池選配問題逐漸成為車企首要考慮的問題之一。按照動力鋰電池電芯形狀,電芯可劃分為方形、圓柱和軟包。由于包裝材料與結構等方面的不同,方形、圓柱與軟包電池優劣參半。另一方面,當前動力鋰電池行業正處在大變革時期,各種技術創新層出不窮,各種因素都會影響動力鋰電池的市場份額變化。
動力鋰電池技術路線之爭,沒有一個定論
有關動力鋰電池的爭論一直存在,方形、圓柱和軟包電池都有其自身的優勢以及缺陷,這三種電池在現階段并沒有絕對的好壞之分。
從近幾年動力鋰電池市場的發展情況來看,因為能量密度及安全性問題,在激烈的市場競爭中,圓柱電池的市場占比呈現下降趨勢。而恰恰相反,在政策等方面的影響下,方形電池的優勢漸漸凸顯出來,在市場份額上逐步攀升,已經對圓柱和軟包電池形成碾壓之勢,在動力鋰電池中占據主流地位。據了解,國內大部分主推車型,基本采用方形電池,如北汽EV200和EU260,吉利帝豪EV450,榮威ERX5,蔚來的ES8、奇瑞艾瑞澤5e和廣汽傳祺GS4等。
不過,相比于其他兩者電池技術,圓柱電池的歷史要相對悠久,自身的標準化程度較高、工藝較為成熟、良品率高和成本低等優點,被國內外知名車企最先大批量應用,如特斯拉、江淮IEV5、眾泰云E200等。在我國重要的圓柱電池供應商有寧德時代、力神、比克、天能和孚能科技等。
軟包電池在設計的時候更加靈活多變,可以根據不同需求進行定制。關于插電式混合動力汽車來說,因為要同時考慮整車布局和重量,因此軟包電池的優勢就更加明顯。不僅如此,軟包電池的體積更加纖薄,能量密度最高,因為具有這樣的特點,軟包電池也比較符合當前階段我國新能源車市場的發展趨勢。同時,軟包電池的安全性能也很好,在結構上采用鋁塑膜包裝,因此,在發生安全隱患的情況下,軟包電池并不會出現爆炸。近年來,隨著國內軟包電池技術的快速進步,北汽、上汽、吉利、長安等國內主流車企也開始采用軟包電池。
為何方形電池能夠成為國內車企以及電池廠的首選?
根據最新的數據顯示,在2018年的上半年里,國內電動汽車市場動力鋰電池裝機量為15.52GWh。其中,方形電池以11.75GWh的裝機量,占比75.77%,在三種動力鋰電池中排在首位。為何方形電池能夠脫穎而出,在動力鋰電池市場呈現勢不可擋的碾壓趨勢?這要從方形電池的自身性能以及國家政策等多個方面進行分析。
首先,從造型方面來看,相關于圓柱電池,方形電池的可塑性相對來說較高,可以根據搭載產品的具體需求而進行定制化的設計,這樣能夠適應多方面的需求。
第二,在性能方面,方形電池具有內阻小、循環壽命長、封裝可靠度高、耐受性好、成組相對簡單、系統能量效率高等優勢。憑著這些優勢,方形電池在目前階段更能適應市場的需求。
第三,在安全性方面,根據2018年新能源汽車起火事件完全統計,圓柱電池的事故發生率相對來說較高,而方形電池的事故發生率較低。根據目前的形式來看,主機廠在中高端車型上,也更傾向于采用方形電池。
最后,對快充來講方形電池具有優越性,重要在于它的方形電池內阻比較小,所以溫升比較容易控制。同時,方形電池能夠滿足大容量單體電池的需求,對BMS和PACK的設計要求較低。
圓柱電池和軟包電池存在的弊端
雖然圓柱電池具有成本低等優勢,但是關于采用圓柱形電池的車輛來說,不可防止的要面對大量電池單體所帶來的電池控制問題。即使是采用21700電池,也要將幾千枚圓柱電池放在一起形成電池包,因為數量十分龐大,所以在安裝的過程中會有很多的不便。
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。在形狀方面,圓柱形電池的電池組大多也只能采用矩形布局,并安裝在車輛的下方,這樣的方法比較單一,不能夠適應不同的需求。圓柱電池的外殼當前以鋁殼為主,因此在安全性方面也比較差。由于相關技術已經發展成熟,圓柱電池的能量密度上升空間很小。
再來看軟包電池,即使擁有強大的優勢,也不能忽略軟包電池的缺點。軟包電池的電池組的綜合性能,因為自身的結構特點,為了調節電池內部的溫度,軟包電池要更加復雜的電池控制系統,這對技術的要求比較高,在生產開發的過程之中,開發新的型號的成本也隨之變高。
軟包電池要面對的另一個問題就是鋁塑膜的使用。因為技術水平等其他因素,造成了現階段鋁塑膜技術成本高的局面,因而大部分鋁塑膜都要依靠進口,技術水平也限制了軟包電池市場份額的上升。
就目前的形勢而言,在未來的一段時間里,方形電池將會憑借能量密度高安全性能好等優點,繼續在動力鋰電池市場中占據重要地位。不過,未來幾年里,方形能否持續站穩腳跟,很難預判。