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软包电池的技术路线和发展

文章来源:本站 人气:411 次 发表时间:2023-05-19

 

电池的不同包装形式是为了满足用户的需求。在消费电子领域,软包电池常用于移动电话、笔记本电脑和其他产品。

在汽车领域,目前方形电池被广泛接受,而软包电池由于供应链不成熟、技术难度大、群体效率低、参与的电池厂少等原因,在中国并不普及。但目前,软包电池技术已经非常成熟,未来如何发挥自身的优势。今天的文章主要讨论这个问题。

 

1. 电池发展的背景
近年来,锂电池领域的技术取得了突破性进展。除了化学体系的改进,许多技术进步是结构上的创新。

刀片电池、特斯拉4680电池与CATL CTP电池、麒麟电池CTP3.0技术与方形电池的搭配。相比之下,软包电池是如何发展的。历史上,软包电池也经历了非标准的大尺寸等。

以前的设计更多的是从电池本身的角度出发,随着软包电池也与汽车结合起来进行结构设计,软包电池的新设计思路是什么?

 

2.软包电池的特点

软包电池的优点
尺寸灵活,可以根据汽车客户的需求调整生产线。
软包电池的铝塑膜变形空间大,热失控时电池层更容易泄压。
铝塑膜重量轻,不活动部件比例小,软包电池能量密度大。
循环过程中,内部结构的机械应力小。
标签位置丰富,装卸过程中热量分布均匀。
在实际生产过程中,软包电池采用层压工艺,与采用卷绕工艺的棱镜相比,具有以下优点:

 

软包电池优点

 

● 能量密度更高

电池片内部的绕组工艺在绕组的一角有一个曲线,空间利用率比较低。这是因为层压工艺充分利用了电池的空间。在相同体积的电池设计下,电池的能量密度高。

● 稳定的结构

虽然层压工艺在电池的周期性使用过程中也会膨胀,但一般来说,各层的膨胀力是相近的,所以界面可以保持平整。

● 更加安全

安全性也是由结构本身的优势带来的。电极片的膨胀和收缩、隔膜的拉伸等都会引起电池的变形。

因此,确保电池片的变形最小化也是对电池安全的保证。层压电池由于受力均匀,变形小,所以电池的安全系数更高。

● 更长的循环寿命

层压电池有大量的标签。电子传输距离越短,电阻越小,所以层压电池的内阻可以降低。而且电池的产热也小。绕组容易出现变形、膨胀等问题,影响电池的衰减性能。

 

软包电池的缺点
外壳强度低,组技术中附加材料多,以前没有采用CTP设计。容量不大,铝塑膜限制了电池的厚度,限制了容量。

 

软包电池的缺点

 

压合生产率相对较低。换句话说,从产品特性的角度来看,软包电池需要直接面对的困难是:

突破技术难点,结合汽车的发展进行设计。
解决成组率低的问题,使电池容量更大。
完善产业链的成熟度,提高生产能力。
有效的成本设计。
当然,最重要的是制造端的改进,随着层压工艺效率的提高,也带动了软包电池的优势扩大。

 

3. 软包电池的市场格局
软包电池的市场格局已经发生变化。2018年至2022年的电池市场格局,有利于软包电池的发展。圆柱形电池的市场份额正在萎缩。

 

软包电池的市场模式

 

软包电池:由于市场份额持续增加,今年上半年份额略有下降,约为25%。
方形电池:一直占据50%的市场份额,近两年比例有所上升。
从产品终端的汽车市场来看,电池产品的比例受到成品车销售量的限制。因此,方形电池较高的份额与汽车终端市场密切相关,同时挤占了其他产品的份额。

 

4. 软包电池的市场原因分析
整车企业的应用面在发生变化,从汽车企业的角度看,确实存在与电池企业的博弈。另一个容易被忽视的原因,也与方形的主要企业CATL和比亚迪的产能扩张速度有关–产能的快速扩张,客观上增加了市场份额。

软包电池的发展存在一些瓶颈。主要原因是:

一方面是材料供应问题,包括铝塑膜等材料。在市场要求大规模供应的时候,对于全球10家锂电池企业来说,软包电池需要克服技术难题。

 

袋装电池的市场原因分析

 

在技术方面,由于软包电池的主要特点,围绕能量密度的优势并不突出(高电池,大包折扣率)。在竞争时,在成本和生产率方面会有一些损失。这也是软包电池急需解决的问题。

 

5. 软包电池的发展
软包电池的未来在目前的软包电池设计中,孚能科技发布的SPS(Super Pouch Solution)很有特点,可以说为软包电池的复兴探索出一条正确的方向。仔细研究可以发现,SPS主要是围绕着大尺寸的软包电池、大尺寸的软包电池系统、大尺寸的软包电池来做的。材料成本降低,体积利用率提高。

● 解决热失控问题

软包电池是否能做CTP设计是一个很大的挑战。SPS的设计是将小软包电池堆叠在一起,直接集成到PACK甚至汽车底盘上。高效液态冷板和导热片的复合使用,提高了电池系统的散热效率。

● 快速充电速度

电池快速充电是电池特性改善的下一个热点。电池系统散热效率的提高,加上精确的温度控制,也增加了电池的循环寿命。

 

6. 总结
一般来说,动力电池的三种技术路线,即圆柱形、方形形和软包电池,都是分别发展的。软包电池的技术路线一直很灵活。如果你想在不断的竞争中获得更多的份额,你必须使容量更大,结构更简单。在这个方向上,不断有企业在进行电池级别和分组的创新,这对整个行业有很大的影响。

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