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了解软包电池后,终于知道谁才是真正的“网红电池”

分类:新能源汽车,时间:2019/11/13 15:07:21

       近年来,精加工随着国家新能源补贴政策的调整,各大车企以及电池企业为更好的去适应新的补贴标准和占领未来增量市场,在电池路线选择上开始争相布局软包电池,就连长期坚持方形电池路线的宁德时代也开始发力软包电池。锻造有专家预测,未来软包电池在新能源汽车市场的渗透率将会达到45%左右,那么软包电池为何迅速成为车企的“香饽饽”呢?相比其它形状的电池,它又有什么特点呢?


  到底什么是软包动力电池?
 



三种电池对比


  首先,按照目前电池的封装方式和形状,可以分为方形、圆柱、软包等形式。软包锂电池的基本结构与圆柱和方形是类似的,只是软包锂电池是液态锂离子电池套上一层聚合物外壳,在结构上采用铝塑膜包装,是起到保护内部电芯材料的作用。


  作为软包动力电池封装的关键材料之一,铝塑膜是软包锂电池中技术壁垒最高的材料,目前国产化率不足10%,主要依赖进口,成本较高。对于软包电池来说,铝塑膜的成本占到电池成本的15%~20%,仅次于正极材料和隔膜。然而当前铝塑膜市场明显处于寡头垄断的状态,其主要技术输出国依次是日本、中国和韩国,而美国和欧洲地区在铝塑膜领域鲜有专利申请。


  软包电池为何开始备受青睐?


  探究国内三元软包电池趋势兴起的主要原因,实则是受国家政策扶持和市场因素双重驱动影响的。


  1)能量密度高:首先,国家最新施行的行业补贴政策对新能源汽车的电池能量密度水平与整车能耗表现有了明显倾斜,也就说产品拥有更高电池能量密度与更低的能耗表现就能获得更多的补贴。



  有研究表明,软包电池与方形和圆柱这些硬壳锂电池相比,在同样的材料体系下,软包电池能量密度平均要高出10%左右,这能较好的契合乘用车靠长续航来实现产品竞争力的需求,故而受到越来越多的电池企业和主机厂的重视。


  2)安全性能突出:软包电池只是液态锂离子电池套上一层聚合物外壳,其在结构上采用铝塑膜包装,当发生安全隐患时软包电池最多只会鼓气开裂,而非像钢壳锂电池那样会形成猝发式爆炸现象。如果软包电池出现热失控现象,其能量释放过程也十分轻缓,车辆报警后能为人员提供充裕的逃生反应时间。


  目前,应用软包电池的代表是日产聆风车型,该车自2010年推出以来已遍布全球34万辆,共计行驶70亿公里,至今保持动力电池零事故。



采用软包电池的奥迪 e-tron 电池组布局


  3)布局设计灵活:软包电池具有天然的结构优势,体积薄、质量小,重量方面较同等容量的钢壳电池要轻40%,比铝壳电池轻20%,在电池空间布局上能够灵活设计,模组可以集成很高的能量密度。软包电池出色的空间利用率与集成效率,因此能实现较高的系统能力密度。其次,软包电池可以满足市场差异化需求,根据电池箱体的具体尺寸进行定制化设计,因其体积的可控性同样被汽车品牌所看重。


  4)电化学性能良好、寿命长:软包电池的内阻较小,可以极大的降低电池的自耗电;此外软包电池的循环寿命更长。


  软包电池的主要短板是什么?未来市场前景如何?


 
软包动力电池


  诚然,软包电池的优点众多,但也有明显缺陷。首先,软包电池的生产工艺十分复杂,通常采用叠片工艺而非卷绕式,在叠片模切过程中,传统五金模切机往往造成冲切断面出现毛刺,易掉粉、导致极片品质不好,严重影响成品电池安全性能。同时残留的杂质在复杂的使用环境下,经过放大和恶化导致电导率升高、温度上升、容易造成电池内部短路,轻则影响电池寿命,重则出现电池热失控。


  除此之外,软包电池一致性较差。如果将软包电池安然的放置在电动车上并能让它的电池组实现良好的性能,就必须给它搭配更好的电池热管理系统,这也进一步影响到电池成本的上升。



铝塑膜


  值得注意的是,目前部分国内厂商已对铝塑膜完成较多技术积累和突破,对于软包电池内部胀气、外部穿刺与漏液等问题已有极大改善。国产铝塑膜在整体性能和进口铝塑膜持平的情况下,价格只有进口铝塑膜的70%,所以采用国产铝塑膜能够极大降低软包电池成本,提质降本是越来越多的电池企业和下游车企开始重视导入软包电池的原因。


  据有关数据显示,2019年上半年我国新能源汽车配套的软包动力电池装机量为2639.27MWh,同比增长40.63%。有机构预测,到2030年我国动力电池的需求量将达到459GWh,其中软包电池渗透率将达到45%。


  从短期内来看,随着更多主流车企纷纷布局软包电池,国内在能量密度与安全性方面有优势的电池企业,有望大比例占据未来增量市场。与此同时,未来软包电池依托全固态电池技术的进一步成熟,还将迎来更大发展空间。


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