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起了个大早,赶了个晚集,软包电池还有机会吗

来源:锋出行 浏览次数:468 发布日期:2021-03-24

3 月 19 日,第十四届中国国际电池技术交流会(CIBF)在深圳正式召开,会议期间,行业人士们围绕着电池产业链技术创新以及供应链市场前景进行了深度交流。其中有这么一项消费者们并不太熟悉的电池种类被众多专家们提了出来,它就是软包电池。

新能源汽车正在飞速发展,如果您对最近几年动力电池行业的动态有所了解就会发现,动力电池的种类也是多种多样。根据化学成分的不同就可以区分出三元锂电池、磷酸铁锂电池、镍氢电池;从车企主推的电池技术上来看又有刀片电池、弹匣电池;通过电池身材来命名的还有 18650、4680 电池。那么一时间被众多专家提出来的软包电池又是什么呢?

软包电池,强大如斯!

软包电池,顾名思义就是采用了软性包装的电池,这种电池与常规圆柱电池、方形电池最大的区别就是前者采用了铝塑复合膜外壳,后两者采用的都是金属外壳;至于在正极、负极、隔膜以及电解液这四大电池核心材料上,它们之间的区别并不大。

软包电池早在 1990 年就被索尼率先开发了出来,在 1998 年就已经被应用在了汽车之上。由此可见,软包电池并不是什么高科技的新技术,它在汽车领域也有着超过 20 年的发展历史。软包电池除了历史悠久之外,它还拥有高安全、高能量、高灵活、低内阻等四大优势。

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通过刀片电池和弹匣电池的相继推出就可以看得出来,目前的动力电池发展首重安全,而软包电池在安全方面也有着自己独特的优势。磷酸铁锂电池本来就以安全著称,并且磷酸锂电池和三元锂电池都可以做成软包电池,所以这两者在安全性上的差异暂且不做讨论。

为了防止电池在极端的情况下受损,电池厂商们通常都会采用一层坚硬的外壳将容易热失控的三元锂电池包裹起来,比如说当年 “针不戳”的宁德时代 NCM811 型三元锂电池。如今以三元锂电池为基础打造而来的弹匣电池也是如此,只不过它是通过为每一个单体电池设计一个阻隔高温的防火墙来阻止热失控的扩散。

和市面上常规三元锂电池应对热失控时常用的 “堵”不同,软包电池在应对热失控时采用的方法是 “疏”。在同等材料体系下,由于三元软包电池采用的是软质的铝塑膜包装,而不是一个坚硬的外壳,所以它在热失控时可以通过胀气来释放热量,为电芯提供缓冲的空间,即便是在极端情况下,软包电池也只会冒烟或者起火,不会发生爆炸。

在分析软包电池能量密度的优势之前,我们可以先拆解一下能量密度的单位 “Wh/kg”。通过 “Wh/kg”这个单位就可以看得出来,电池的能量密度除了和电池容量强相关之外,和电池质量也有着密切的关系,而软包电池在能量密度上最大的优势就是轻。

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三元软包电池相较于常规三元锂电池省去了一层厚重的外壳,所以它比同等容量的铝壳三元锂电池轻了 20%,相较于钢壳电池更是轻了 40%。这也就意味着即便是采用了相同的电芯,三元软包电池的能量密度也会比钢壳三元锂电池高出 40%。目前,国内绝大多数能量密度突破 300Wh/kg 大关的电池企业采用的都是软包电池。

同样因为软包电池省去了常规动力电池上的那层坚硬外壳,所以软包电池有着灵活性很强、尺寸可调的优势。它在制造阶段就像是一块可以任由人们搓圆捏扁的橡皮泥,可以满足不同主机厂的差异化需求。除此之外,相比起常规的动力电池,软包电池还有化学性能好、寿命长等优点。软包电池低内阻的化学特性既可以极大的降低电池的自耗电,也能够让电池的循环寿命更长。

众所周知,在目前两种主流的动力电池中,常规的三元锂电池能量密度高,但是不安全;常规的磷酸铁锂电池安全,但是能量密度不高;软包电池能量密度高,并且还安全,那它为什么还是混成了这么一个姥姥不亲舅舅不爱的样子呢?

成也软包,败也软包

小雷认为,软包电池之所以在集各种优势于一身的情况下还能混得这么惨,既有客观原因,也有主观原因。

软包电池不受欢迎的主观原因和它的众多优点一样都是出在了它的 “软包”结构上。软包结构能够让它在热失控时及时泄气,能够靠减重来增加能量密度,甚至能够在制造的时候任人搓圆捏扁;但是软包电池的这些优势同样也成为了它的劣势。

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软包电池可以任人搓圆捏扁,也就意味着它的产品一致性差,制造成本较高;在热失控时能够及时依靠泄气来释放热量,也就意味着它很容易发生漏液和胀气;没有了坚硬的外壳,也就意味着它在成组时需要额外的壳体,PACK 工艺复杂程度高。虽然毛爷爷曾经说过 “功不抵过,过不掩功”,但是软包电池现阶段存在的这些缺陷确实可以弥平它在消费者心目中所有的优势。

此前软包电池之所以没能在中国顺利发展起来,除了以上那些亟待解决的主观问题之外,还存在不少客观上的问题。我们在前面也提到过,软包电池在动力电池领域已经算是老资历的产物了,但是小雷却认为它有点生不逢时。

软包电池最开始运用在汽车之上是在 20 年前,而 2000 年到 2010 年间,大多数人普遍对新能源汽车都没什么概念。因为受到行业发展的限制,所以软包动力电池在人们眼中的存在感并不高。

当新能源汽车发展走上正轨时,特斯拉的 18650 圆柱电池已经在全球范围内大出风头,国内市场中则有以比亚迪为首的磷酸铁锂电池,以及后来崛起的宁德时代三元锂电池镇场子。在三家巨头三分天下的局面中,起了个大早的软包电池连晚集都没能赶上,甚至可以说是毫无立足之地。

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由于软包电池在国内不怎么吃香,所以此前国内研究软包电池的供应商不多,整个产业链也并不大。软包电池的供应商基本以日韩企业为主,而此前日韩企业生产的动力电池并不能获得中国的新能源汽车补贴,所以它们的软包电池根本就没有进入中国市场,这也是影响软包电池在国内发展的重要原因。

总结:软包电池或将三分天下取其一

由于常规三元锂电池和磷酸铁锂电池的发展已经遇到了难以突破的技术瓶颈,固态电池以及石墨烯电池技术又尚未成熟。尽管目前软包电池在中国的装机量并不高,但这主要还是因为它的生不逢时,结合它本身的优势以及动力电池发展的现状来看,软包电池如果能够尽快突破它自身的技术瓶颈,那么它就有可能凭借着自身的优势异军突起。

小雷之所以这么认为并不是无的放矢,因为中国新能源补贴政策已经解除了对日韩系电池的限制,所以拥有先进软包电池技术的日韩系电池将会畅通无阻的进入中国市场。有竞争才会有压力,有压力才会有动力,事实上在软包电池逐渐得到车企们的认可之后,国内的电池厂商也已经加入了软包电池的研发行列。由此可见,软包电池依然拥有不错的发展前景。

标签:  软包电池
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