近年来,随着国家新能源补贴政策的调整,各大企业和电池企业都开始适应新的补贴标准,为了占领未来的增长市场,在电池路径的选择上配置电池组,在长期坚持方形电池路径的宁德时代也开始开发电池组。 据专家预测,未来软包电池在新能源汽车市场的渗透率将达到45%左右。 软包电池为什么会迅速成为汽车企业的“人气”,与其他形式的电池相比,有什么特征呢
什么是软件包功率电池?
比较三种电池
首先,根据现在电池的包装方式和形状,可以分为方形、圆柱、软包等形式。 软包锂电池的基本结构类似于圆柱和方形,但软包锂电池在液态锂离子电池上复盖聚合物外壳,在结构上用铝膜包装,起着保护内部芯材的作用。
软包动力电池封装的重要材料之一,铝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,成本高。 在软包电池中,铝膜的成本占电池成本的15%~20%,仅次于正极材料和隔膜。 但是现在铝膜市场明显处于寡头垄断的状态,其主要的技术出口国是日本、中国、韩国,美国和欧洲在铝膜领域没有专利申请。
软电池为什么开始受欢迎?
探究国内三元软包电池发展趋势崛起的主要原因,其实是国家政策支持和市场要素双重驱动的影响。
1 )能源密度高:首先,国家最新实施的行业补贴政策对新能源汽车的电池能源密度水平和整车的能源消费量有显着倾向,即产品具有更高的电池能源密度和更低的能源消费量表现,就可以得到更多补贴。
有研究表明,软包电池与方形和圆柱形硬壳锂电池相比,在相同的材料体系下,软包电池的能量密度平均高出10%左右。 由于这很好地适合轿车的长寿命、实现产品竞争力的需求,因此越来越多的电池企业和主机工厂受到重视。
2 )安全性能突出:软包电池只是在液态锂离子电池上复盖聚合物外壳,结构上用铝膜包装,当发生安全问题时,软包电池最多只会膨胀破裂,不会像钢壳锂电池那样形成爆炸现象。 当软包电池出现热失控现象时,其能量释放过程也非常轻微,车辆报警后,可为人员提供足够的逃逸反应时间。
目前,软包电池的代表是日产叶车,自2010年上市以来,已达到世界34万台,共运行70亿公里,至今仍维持着零动力电池事故。
采用软件包电池的奥迪e-tron电池包的布局
3 )布局设计灵活性:软包电池具有天然结构优势,体积薄、质量小,重量方面比同等容量的钢包电池轻40%,比铝包电池轻20%,电池空间布局灵活,模块可整合高能量密度。 软组电池的优异空间利用率和集成效率,可实现高系统能力密度。 其次,软包电池可以满足市场差异化的需求,根据电池箱的具体尺寸进行定制设计,其体积控制性也受到汽车品牌的重视。
4 )电化学性能良好,寿命长:软包电池内阻小,能大幅度降低电池自耗电量,而且包电池循环寿命长。
软电池的主要短板是什么?未来市场前景如何?
软包动力电池
的确,软包电池的优点很多,但也有明显的缺陷。 首先,软包电池的生产工艺非常复杂,通常采用层压技术而非卷绕式,在层压模拔出过程中,传统的金属型刀具在冲裁面上会产生毛刺,粉末容易掉落,引板的质量变差,严重影响产品电池的安全性能。 同时残留的杂质在复杂的使用环境下,经过放大和恶化,电导率上升,温度上升,容易引起电池内部的短路,轻则影响电池寿命,重则电池热失控。
此外,组电池的整合性差。 要把软包电池安全地放在电动汽车上,提高电池组的性能,必须使电池热管理系统更好,也会影响电池成本的上升。
铝合金胶片
值得注意的是,目前一些国内厂商在铝膜上已经积累和突破了许多技术,对软包电池内部膨胀、外部穿刺和漏液等问题有了很大改善。 国产铝薄膜的整体性能和进口铝薄膜平衡时,价格只有进口铝薄膜的70%,因此采用国产铝薄膜可以大幅降低软包电池的成本,提高质量越来越多的电池企业和下游车企业开始重视软包电池的引进原因
相关数据显示,2019年上半年我国新能源汽车配套软包动力电池装载量为2639.27MWh,比上年增长40.63%。 到2030年我国动力电池需求量将达到459GWh,其中软包装电池的渗透率预计将达到45%。
从短期来看,随着许多主流汽车企业陆续配置软包电池,国内在能源密度和安全性方面具有优势的电池企业有望占据未来增长市场。 同时,随着全固态电池技术的进一步成熟,未来的软袋电池将迎来更大的发展空间。