軟包鋰電池有哪些優(yōu)點(diǎn)你知道嗎?簡(jiǎn)析軟包鋰電池的特點(diǎn)及性能!
軟包鋰電池介紹
軟包鋰電池只是液態(tài)鋰離子電池套上一層聚合物外殼。在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝,在發(fā)生安全隱患的情況下軟包電池最多只會(huì)鼓氣裂開(kāi)。
軟包鋰電池參數(shù)
標(biāo)稱電壓:3.7V
工作電壓:2.4~4.2V
標(biāo)稱容量:1250mAh
標(biāo)準(zhǔn)放電持續(xù)電流:0.2C
最大放電持續(xù)電流:0.5C
工作溫度:充電:0~45℃
放電:-20~60℃
產(chǎn)品尺寸:MAX9.5*35*52mm
成品內(nèi)阻:≤150mΩ
過(guò)放保護(hù)電壓2.5±0.05V
引線型號(hào):國(guó)標(biāo)線UL1007/24#,線長(zhǎng)55mm保護(hù)參數(shù):過(guò)充保護(hù)電壓/每串4.325±0.025V
過(guò)流值:2~4A
鋰電池軟包和硬包鋰電池的區(qū)別介紹
軟包電池的優(yōu)點(diǎn)
1.安全性能好
軟包電池,而不像鋼殼鋁殼電芯那樣會(huì)發(fā)生爆炸。
2.重量輕
軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電輕40%,較鋁殼電池輕20%。
3.容量大
軟包電池較同等規(guī)格尺寸的鋼殼電池容量高10~15%,較鋁殼電池高5~10%。
4.內(nèi)阻小
軟包電池的內(nèi)阻較鋰電池小,目前國(guó)產(chǎn)軟包電池芯的內(nèi)阻最小可做到35mΩ以下,極大的降低了電池的自耗電。
5.設(shè)計(jì)靈活
軟包電池的形狀可根據(jù)客戶的需求定制,開(kāi)發(fā)新的電芯型號(hào)。
軟包電池的缺點(diǎn)
現(xiàn)有的軟包電池芯型號(hào)較少,無(wú)法滿足市場(chǎng)需求;
開(kāi)發(fā)新的型號(hào)成本高。
鋰電池軟包和硬包的區(qū)別
鋰電池軟包和硬包的區(qū)別主要是指鋰電池外殼的材質(zhì),如果外面有包裝的話,就不容易看出來(lái),必須看到電池本體,鋼殼電池的重量上會(huì)比同體積的電池重點(diǎn),但是鋁殼和軟包裝的就不容易區(qū)分,不過(guò)軟包裝電池會(huì)比鋁殼電池軟一點(diǎn),用手掰很容易變形。
受車企認(rèn)可度的逐步提升、軟包鋰電在動(dòng)力鋰電領(lǐng)域的滲透率有望快速提升,有望驅(qū)動(dòng)整個(gè)軟包鋰電的CAGR達(dá)35%以上,預(yù)計(jì)2020年3C、動(dòng)力和儲(chǔ)能的軟包鋰電池需求將達(dá)到59GWh。國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電企業(yè)也加速對(duì)軟包技術(shù)的布局,預(yù)計(jì)年內(nèi)的軟包產(chǎn)能將達(dá)27GWh左右。軟包鋰電池仍處于擴(kuò)產(chǎn)及產(chǎn)品變革的快速發(fā)展期。
高比能量高安全性,鑄就軟包電池性能優(yōu)勢(shì)。軟包鋰電池結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)在于使用鋁塑復(fù)合膜作為包裝材料,主要優(yōu)勢(shì)包括:1)鋁塑膜外部包裝、不會(huì)輕易爆炸,故安全性能高;2)鋁塑膜重量輕、空間利用率高,故能量密度大;3)電池內(nèi)阻小、壽命更長(zhǎng),故循環(huán)性能好。在電池高能量密度要求下,其安全性、能量密度等優(yōu)勢(shì)將更受重視。
動(dòng)力領(lǐng)域滲透加速,軟包鋰電池高速發(fā)展。軟包動(dòng)力鋰電池技術(shù)的第一梯隊(duì)主要是日韓企業(yè),尤其是LG是軟包動(dòng)力鋰電的全球龍頭,其產(chǎn)品的能量密度及穩(wěn)定性均較佳,雪佛蘭、日產(chǎn)等車企主要采用LG軟包電池,總體來(lái)看,日韓等國(guó)際車企對(duì)于軟包鋰電的技術(shù)路線認(rèn)可度較高。國(guó)內(nèi)目前主流的電動(dòng)車企也在加速軟包電池的應(yīng)用。北汽、上汽等乘用車企紛紛開(kāi)始嘗試使用軟包電池,其中萬(wàn)向A123和孚能科技軟包電池占據(jù)主流。國(guó)內(nèi)三元軟包技術(shù)進(jìn)步明顯,能量密度大幅提升,以孚能科技為例,單體能量密度達(dá)到220wh/kg,pack后在140-160wh/kg之間。軟包趨勢(shì)興起,動(dòng)力電池企業(yè)為搶占先機(jī),加大軟包擴(kuò)產(chǎn)力度,9家軟包電池企業(yè)2017年底軟包電池產(chǎn)能將達(dá)27GWh。我們認(rèn)為鋰電池需求與軟包滲透率并肩增長(zhǎng),2020年軟包滲透率41%左右,軟包電池需求將達(dá)59GWh,GAGR為35%。
鋁塑膜市場(chǎng)高速增長(zhǎng),進(jìn)口替代加速進(jìn)行。全球(中國(guó))鋁塑膜市場(chǎng)和技術(shù)一直被日韓少數(shù)企業(yè)壟斷,國(guó)產(chǎn)率僅為5%,進(jìn)口替代空間非常大。隨著國(guó)產(chǎn)鋁塑膜的放量,預(yù)計(jì)2017年國(guó)產(chǎn)鋁塑膜的市占率將超過(guò)10%,到2020年或達(dá)到40%。
結(jié)構(gòu)差異在封裝材料,軟包鋰電技術(shù)難度高。軟包鋰電池與傳統(tǒng)鋰電池在正極、負(fù)極、電解液等材料應(yīng)用及結(jié)構(gòu)布局方面較為類似,最大的差異在于包裝材料,傳統(tǒng)鋰電均有鋁殼或者鋼殼等外殼,而軟包鋰電是使用鋁塑復(fù)合膜作為包裝材料,材料差異進(jìn)而決定了其封裝方式的不同。由于使用了鋁塑包裝膜材料,軟包鋰電池采用的是熱封裝密封,而金屬外殼鋰電池一般采用金屬殼焊接密封(激光焊)。
對(duì)軟包電池而言,采用鋁塑復(fù)合膜包裝技術(shù)難度高,主要體現(xiàn)在兩方面,一是鋁塑膜的性能強(qiáng)度決定電池的設(shè)計(jì)應(yīng)用場(chǎng)景,二是封裝技術(shù)覺(jué)得的電池安全性。
鋁塑膜通常分為三層,即外阻層(一般為尼龍BOPA或PET構(gòu)成的外層保護(hù)層)、阻透層(中間層鋁箔)和內(nèi)層(多功能高阻隔層)。材料難度較大,內(nèi)層一般要求較高的耐熱性,防止出現(xiàn)短路,中間層需具備良好的耐水蒸氣性及穩(wěn)定的加工性能,外層需要較強(qiáng)的抗沖擊性能、耐穿刺性等,目前鋁塑膜的技術(shù)還存在較大的技術(shù)提升空間。另外良好的封裝技術(shù)是軟包電池技術(shù)的關(guān)鍵,能有效解決發(fā)鼓(脹氣)問(wèn)題,原因主要是:a)鋁塑膜材料的熱封邊問(wèn)題,水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)膨脹漏液;b)電池設(shè)計(jì)問(wèn)題(發(fā)生的概率較小),內(nèi)部短路熱失控。
軟包鋰電池的安全性及能量密度指標(biāo)優(yōu)于傳統(tǒng)鋰電。軟包電池在外形設(shè)計(jì)和電池應(yīng)用方面均具備一系列的優(yōu)勢(shì)。
此外,軟包鋰電池的外形具有設(shè)計(jì)靈活的優(yōu)勢(shì),在此基礎(chǔ)上,根據(jù)pack箱體的具體尺寸進(jìn)行定制化設(shè)計(jì),或者單體經(jīng)過(guò)層級(jí)式等多種電池排布方式,實(shí)現(xiàn)充分利用電池箱體的內(nèi)部空間,滿足差異化的客戶需求。
在以上種種優(yōu)點(diǎn)以外,軟包電池目前進(jìn)展緩慢也有其不足之處,如一致性較差、成本較高,容易發(fā)生脹氣、漏液。脹氣、漏液則可以通過(guò)提升鋁塑膜質(zhì)量、密封工藝、模組加固降低震動(dòng)等方式來(lái)改善甚至解決。一致性和成本問(wèn)題可通過(guò)規(guī)?;a(chǎn)和鋁塑膜的國(guó)產(chǎn)化等共同解決。
軟包鋰電池的下游市場(chǎng)可細(xì)分為3C領(lǐng)域、動(dòng)力領(lǐng)域和儲(chǔ)能領(lǐng)域。軟包電池的應(yīng)用首先是在3C領(lǐng)域,其發(fā)展歷程隨著數(shù)碼電池的內(nèi)部集成進(jìn)程而快速發(fā)展,尤其是在筆記本電腦、手機(jī)等電池的集成化,截止到2016年軟包電池的滲透率近60%,但近年來(lái)傳統(tǒng)3C產(chǎn)品消費(fèi)增速的放緩,高滲透率下,相應(yīng)軟包的需求增速也在逐步放緩。與此同時(shí),隨著新能源汽車持續(xù)高增長(zhǎng),2016年動(dòng)力電池出貨量大增成為鋰電池行業(yè)發(fā)展的主驅(qū)動(dòng)力,當(dāng)前軟包鋰電市場(chǎng)滲透率也不斷提高,2016年近12%。而儲(chǔ)能市場(chǎng)則是鋰電池應(yīng)用的新興領(lǐng)域,短期應(yīng)用軟包較少,未來(lái)隨著軟包成本的下降,在此領(lǐng)域也具備較大的增長(zhǎng)潛力。
軟包電池受益于鋰電需求量擴(kuò)張及滲透率的并肩增長(zhǎng),2020年軟包鋰電池需求將達(dá)59GWh??偭可蟻?lái)講,我國(guó)鋰電池需求將保持較高增速(GAGR為27%),2020年總需求將達(dá)144.3GWh。根據(jù)以上分析,我們認(rèn)為軟包在動(dòng)力領(lǐng)域的加速滲透將帶動(dòng)整體軟包鋰電池的總量快速增長(zhǎng),我們預(yù)計(jì)2020年軟包滲透率達(dá)41%,軟包鋰電池需求將達(dá)58.9GWh,GAGR為35%。
論及化學(xué)原理,線狀鋰電池與我們手機(jī)里筆記本里使用的普通鋰電池并無(wú)差別。一個(gè)陽(yáng)極,一個(gè)由鋰鈷氧化物(LCO)制造的陰極,當(dāng)然還少不了電解質(zhì)。與普通鋰電池不同的是,線狀鋰電池并不采用層狀結(jié)構(gòu)組織構(gòu)建電池,它采用的是中空的螺旋狀結(jié)構(gòu)。
線狀鋰電池絕對(duì)是個(gè)劃時(shí)代的產(chǎn)品。之前對(duì)“軟質(zhì)電池(且稱之為軟質(zhì)電池吧)”的研究雖然也有一定的成果,但由于使用的都是高分子聚合物這樣的“次等貨”,能量密度(energydensity)非常的低,而且柔軟度嚴(yán)重不足(就和塑料一樣)。線狀鋰電池的性能和普通鋰電池完全一致,但卻擁有和電線一樣的物理特性,優(yōu)勢(shì)之處無(wú)需多言。至于電池壽命,這當(dāng)然要和長(zhǎng)度有關(guān)了。根據(jù)樂(lè)金公司的測(cè)試,25厘米長(zhǎng)的線狀鋰電池可為iPodShuffle供電10小時(shí)。樂(lè)金公司表示,自己希望線狀鋰電池可以于2017年普及到人們常用的設(shè)備上.
人們一直忽略了電池在計(jì)算機(jī)發(fā)展中的重要性。英特爾可以造出體積僅為幾個(gè)原子大小的晶體管,也能造出功率只有幾瓦,每秒?yún)s能夠處理上十億個(gè)任務(wù)的處理器,但我們使用的電池卻永遠(yuǎn)都是那么大的一坨,還改變不了形狀。電池的落后限制了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展,如果線性電池能夠幫助人類突破原有的禁錮,我們手上的電子產(chǎn)品就都要變樣。筆記本可以拋開(kāi)圓滾滾的電池了,手機(jī)和平板也可以從電池板里解放出來(lái)。我們可以把電池塞在設(shè)備內(nèi)部多余的空間內(nèi),甚至可以把電池改裝成裝飾或是外殼,設(shè)備的體積會(huì)大幅度減小,設(shè)備的重量也會(huì)得到很大的優(yōu)化。我們還可以做出電池手鏈、電池項(xiàng)鏈用以隨地充電。結(jié)合軟質(zhì)顯示屏的發(fā)展,我們甚至能夠做出軟質(zhì)的手機(jī)和電腦,IT世界就要大變樣了。
樂(lè)金公司使用鍍有鎳錫合金的銅線作為線狀鋰電池的陽(yáng)極。這種銅線被一圈一圈密集地纏繞在直徑1.5毫米的小棍子上,等纏繞完成后作為內(nèi)核的小棍子就被抽走,剩下的銅線便成為一種類似于彈簧的中空螺旋結(jié)構(gòu)。之后的工作是為這個(gè)中空螺旋結(jié)構(gòu)裹上隔絕層,再把鋁線纏繞上去。最后,樂(lè)金公司使用懸浮液狀的鋰鈷氧化物包被整條線路,電池的陰極也就完成了。只要套上絕緣的外皮,在螺旋結(jié)構(gòu)的中空內(nèi)澆灌電解質(zhì),線狀鋰電池就算大功告成。
3.1.消費(fèi)領(lǐng)域格局穩(wěn)定,ATL掌握軟包話語(yǔ)權(quán)
軟包電池消費(fèi)領(lǐng)域格局穩(wěn)定,ATL領(lǐng)導(dǎo)的行業(yè)格局基本不變。消費(fèi)鋰電池行業(yè)發(fā)展成熟,下游客戶穩(wěn)定,主要供應(yīng)商是ATL、LG和松下等國(guó)際巨頭。其中ATL是國(guó)際最大的消費(fèi)鋰電池企業(yè),2012-2016年連續(xù)5年軟包電芯(聚合物)出貨量居全球第一,產(chǎn)能超過(guò)全球一半,公司在行業(yè)擁有絕對(duì)話語(yǔ)權(quán),主要客戶包括蘋果、三星電子等國(guó)際頂尖客戶。在國(guó)內(nèi),光宇、力神也把握住了包括手機(jī)、平板等智能終端普及的發(fā)展機(jī)遇,躋身于全球消費(fèi)鋰電企業(yè)前列。光宇的軟包電池(聚合物)排名世界第五,為惠普和戴爾在內(nèi)的世界知名數(shù)碼制造商供應(yīng)產(chǎn)品。力神的消費(fèi)類產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力也較強(qiáng),主要客戶包括蘋果、三星、LG、惠普、戴爾、華為。
3.2.高比能推動(dòng)軟包動(dòng)力迅速發(fā)展,電池企業(yè)加速布局
3.2.1軟包動(dòng)力鋰電應(yīng)用加速,LG萬(wàn)向引領(lǐng)全球潮流
軟包電池獲國(guó)際車企高度認(rèn)可,LG軟包獨(dú)樹(shù)一幟。由于軟包電池安全性能好、能量效率高,雪佛蘭Volt、Bolt、日產(chǎn)Leaf、福特(Focus、Fusion、沃爾沃XC90等國(guó)際高端車型紛紛采用了軟包鋰電池,主要供應(yīng)商是LG、AESC等,LG軟包技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先,以自主生產(chǎn)的三元NCM作為正極材料,采用疊片式軟包設(shè)計(jì)后電池能量密度可以提高20%以上,循環(huán)壽命可以提高1倍;ASEC軟包走錳酸鋰路線,相對(duì)于三元材料,能量密度、循環(huán)性能處于劣勢(shì),LG軟包動(dòng)力鋰電池技術(shù)領(lǐng)先,日產(chǎn)leaf傾向于使用LG軟包。
國(guó)內(nèi)車企加快軟包應(yīng)用,萬(wàn)向、孚能科技、國(guó)能等廠商占據(jù)主流。國(guó)內(nèi)車企在軟包動(dòng)力鋰電池應(yīng)用方面的接納度在逐步提高,目前客車、乘用車、物流車等方面均出現(xiàn)了相關(guān)的配套。國(guó)內(nèi)主流的電動(dòng)乘用車企如北汽、上汽、眾泰、奇瑞等嘗試使用軟包電池。在10款主流車型的軟包電池配套情況中,萬(wàn)向和孚能科技配套車型最多:萬(wàn)向A123配套4款(上汽榮威系列和長(zhǎng)安逸動(dòng))、孚能科技配套北汽多款車型(北汽EC180、EU260、EX系列等和江鈴E200)、CATL、多氟多等都配套了1款車型。此外,國(guó)能電池在客車方面配套較多,對(duì)安凱客車、南京金龍等主流的電動(dòng)客車企業(yè)進(jìn)行相關(guān)配套和供貨,2017年下半年進(jìn)入上汽通用五菱、江鈴等企業(yè)的幾十款A(yù)00車型的供應(yīng)鏈。
















