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全球动力电池竞争与软包电池发展

来源:德国Q-Batteries蓄电池 发布时间:2023-03-17 09:06:53 点击:

与方形电池和圆柱电池相比,软包电池最大的不同在于电池的外层只有一层铝塑膜包装,方形电池的外层没有外壳和其他配件. 不仅在能量密度上具有优势,而且成本更低。

一、动力电池竞争加剧

数据显示,今年1-11月,新能源汽车产销量分别为625.3万辆和606.7万辆,同比增长翻番。11月,新能源汽车市场占有率已超过30%,市场前景广阔。动力电池有望同步实现快速发展,这也意味着该领域的竞争程度将愈演愈烈。

动力电池竞争愈演愈烈。webp

 

近年来,全球多家动力电池企业开始尝试通过改变电池结构来实现平衡。但本质上,这些动力电池大部分还是属于方形电池的范畴。除了方形电池,部分动力电池厂商也在圆柱电池和软包电池领域进行探索,希望以不同的电池形态满足未来新能源汽车的需求。

2、软包电池的优点

目前,由于成本高、研发周期长等原因,动力电池市场仍以方形电池和圆柱电池为主。其中,方形电池的市场占有率最高。2021年,方形电池市场份额将超过54%,2022年有望进一步上升至61.9%。不过,从装机量上升趋势来看,软包电池增速十分迅猛。数据显示,今年上半年,软包动力电池装机量约为6.03GWh,同比增速高达72%。

在车企方面,软包电池也开始受到越来越多车企的青睐。原因在于软包电池有其独特之处。不仅在能量密度上具有优势,而且成本更低。虽然结构简单,但铝塑膜封装更能保证动力电池的安全性。软包电池的外壳采用铝塑膜的形式进行封装。即使电池热失控,软包电池也会通过放气降低内部压力,防止电池自燃爆炸。

另一方面,软包电池具有更高的设计灵活性。在电芯层面,可以根据客户对自身产品的设计需求,定制软包电池的厚度和形状。在模组和电池包层面,软包电池还可以根据不同车型的需求,排列成矩形或T字型等不同形状,以满足更多车型对动力电池的空间需求。此外,绝大多数软包电池采用叠片工艺。

软包电池的优点.webp

 

与卷绕电池相比,叠片电池的极耳数量可增加近一倍,内阻明显低于方形电池和圆柱电池。所以产生的热量也小,电池的自耗明显减少,电池的循环寿命也会更强。最重要的是,软包电池比方形和圆柱形电池具有更高的能量密度。数据显示,三元软包单电芯平均比三元方型高出10%-15%。目前行业量产的三元方形动力电池,平均电芯能量密度为210-230Wh/kg。

同材料体系的三元软包动力电池能量密度达到240-250Wh/kg,能够更好地满足未来动力电池对轻量化和长续航的需求。软包电池作为液态电池领域能量密度最高的电池,目前最接近固态电池的高能量密度水平。固态电池几乎被整个行业视为继液态电池之后的下一代主流技术发展方向。

但受制于材料成本、供应链重塑等问题,固态电池尚未走上量产之路。业内分析人士认为,全固态电池有望在未来5-10年内实现大幅降本和量产。在该技术路线的过渡期,能量密度更高的软包电池有望脱颖而出。

3.软包电池爆炸前夕

目前,新能源汽车市场高速发展,动力电池出货量也大幅增长。在2022世界动力电池大会上,专家预测,2025年中国动力电池出货量将超过1TWh,产值将超过1万亿元。作为动力电池发展的下一阶段,软包电池市场即将进入爆发前夜。事实上,在全球范围内,满足车用电池电压的软包电池路线已经成为海外车企的主流选择。

软包电池爆炸前夕

 

同时,近年来软包电池领域出现了一种新工艺,进一步解决了原有生产工艺复杂、成本高的问题。今年9月,Farasis推出了全新的动力电池解决方案——全新SPS(Super Pouch Solution)。SPS具有高性能、低成本、高适应性等诸多特点,在一定程度上解决了软包电池的不足。目前,无模组技术已在方形电池和圆柱电池领域得到应用。该技术减少或取消了电池“电芯-模组-整模无方包技术”的三级PACK结构。

不仅可以有效提高动力电池的能量密度,还可以减少电池组的元器件数量,更有利于提高整个系统的集成度和适配灵活性。为缓解当前消费者对新能源汽车充电的焦虑,少数车企直接选择换电,以更简单直接的形式为消费者提供服务。相比之下,更多的车企正在努力提高新能源汽车的续航里程,提高充电速度,这也是动力电池厂商研发新技术的方向。