本文主要介紹方形鋰電池基本結構，優(yōu)缺點，典型模組；電池做大以后側面鼓脹問題及應對，散熱不良問題及應對。
　　
　　方形電池基本結構
　　
　　一個典型的方形鋰電池，主要組成部件包括：頂蓋，殼體，正極板、負極板、隔膜組成的疊片或者卷繞，絕緣件，安全組件等。其中，紅圈中的兩個是安全結構，NSD針刺安全裝置；OSD過充保護裝置。
　　
　　針刺安全保護裝置(NSD，Nail Safety Device)。這是在卷芯的最外面加上了金屬層，例如銅薄片。當針刺發(fā)生時，在針刺位置產生的局部大電流通過大面積的銅薄片迅速把單位面積的電流降低，這樣可以防止針刺位置局部過熱，緩減電池熱失控發(fā)生。
　　
　　過充安全保護裝置(OSD，Overcharge Safety Device)，目前這個安全設計在很多電池上都能看到。一般是一個金屬薄片，配合fuse使用，fuse可以設計到正極集流體上，過充時電池內部產生的壓力使得OSD觸發(fā)內部短路，產生瞬間大電流，從而使Fuse熔斷，從而切斷電池內部電流回路。
　　
　　殼體一般為鋼殼或者鋁殼，隨著市場對能量密度的追求的驅動以及生產工藝的進步，鋁殼逐漸成為主流。
　　

　　方形電池特點
　　
　　方形電池是國內較早推廣的一種動力電池形式。2016年數(shù)據(jù)顯示，國內圓柱、軟包、方形鋰電池產量分別為13.92GWh、21.64GWH、28.14GWh，占比分別為21.85%、33.97%、44.17%。方形電池重新獲得了市場的重視。
　　
　　優(yōu)點，方形電池封裝可靠度高；系統(tǒng)能量效率高；相對重量輕，能量密度較高；結構較為簡單，擴容相對方便，是當前通過提高單體容量來提高能量密度的重要選項；單體容量大，則系統(tǒng)構成相對簡單，使得對單體的逐一監(jiān)控成為可能；系統(tǒng)簡單帶來的另外一個好處是穩(wěn)定性相對好。
　　
　　缺點，由于方形鋰電池可以根據(jù)產品的尺寸進行定制化生產，所以市場上有成千上萬種型號，而正因為型號太多，工藝很難統(tǒng)一；生產自動化水平不高，單體差異性較大，在大規(guī)模應用中，存在系統(tǒng)壽命遠低于單體壽命的問題。
　　
　　說到這里，不能不提一下2017年7月頒布，去年2月正式實施的國家推薦標準《GB/T 34013-2017  電動汽車用動力蓄電池產品規(guī)格尺寸》，其中針對方形電池，給出了8個系列的尺寸，如下圖和下表所示。
　　
　　個人覺得，對電芯規(guī)格尺寸做出引導，短期也許沒有特別明顯的效果，甚至有人覺得這個時候給出指導意見，會束縛行業(yè)發(fā)展，而改變產品尺寸，對電芯生產來說，還不僅僅是工裝模具的問題，影響甚大。
　　
　　但作為一個推薦標準，只要能夠給籌備新生產能力和做產線調整的廠家一個傾向，長期來看，必然對規(guī)格尺寸逐漸的向系列化方向發(fā)展有推動作用。而電芯和模塊的一致性，是真正實現(xiàn)梯次利用的前提。至于技術路線在今后可能出現(xiàn)跨越，其實并不影響沒有出現(xiàn)跨越之前向可見目標前進的努力。
　　
　　鋰電池系統(tǒng)，對于防止熱失控問題，最理想的就是能夠直接檢測到每一顆電芯的參數(shù)（最基本的溫度，電壓、電流等），這樣的話，即使沒有新型物美價廉功能好的新型傳感器出現(xiàn)，對熱失控的預警和處置也都會成為可能。系統(tǒng)內電芯數(shù)量少，這應該是方形電池重要的競爭力之一。

面對巨大的市場需求，國內眾多隔膜企業(yè)紛紛擴大產能。

 就在前不久，恩捷股份發(fā)布公告，公司擬由控股子公司上海恩捷全資子公司珠海恩捷在珠海投資建設第二期鋰電池隔膜項目，項目總投資11億元，規(guī)劃建設4條全自動進口制膜生產線。恩捷股份表示，目前中高端鋰電池隔膜產品供不應求，為此進一步擴大公司濕法鋰電池隔膜的產能。

 據(jù)悉，星源材質的常州基地規(guī)劃投資約50億元，將建設8條濕法隔膜生產線，達產后形成濕法隔膜年產能3．6億平方米；將建設8條干法隔膜生產線、50條涂覆隔膜生產線，達產后將形成干法隔膜年產4億平方米、涂覆隔膜年加工能力10億平方米的產能。

 就連外資企業(yè)也瞄準了國內隔膜市場的大蛋糕，據(jù)外媒報道，韓國電池巨頭 SKI將在中國江蘇常州新建鋰離子電池隔膜和陶瓷涂層隔膜生產工廠。該項目投資規(guī)模約為24．4億元人民幣，將設4條鋰離子電池隔膜生產線和3條陶瓷涂層隔膜生產線，預計2020年投入量產。

競爭日趨激烈

 有業(yè)內分析指出，隨著新增產能逐步投產，我國鋰電池隔膜市場或將出現(xiàn)嚴重的供大于求的局面。到那時，鋰電池隔膜的市場競爭將進一步加劇，慘烈價格戰(zhàn)或不可避免，市場毛利率將大幅度下降。

據(jù)電池中國網了解，隔膜行業(yè)的市場集中度也比較明顯，前幾大巨頭占據(jù)較大市場份額。目前，國內產能較大的隔膜企業(yè)主要有：恩捷股份、星源材質、中興新材、天津東皋、湖南中鋰、蘇州捷力、河南義騰等，產能均在2億平方米以上。

干法和濕法的較量

 眾所周知，隔膜業(yè)存在著干法隔膜和濕法隔膜兩種技術路線。近年來隨著高能量密度動力電池需求增長，三元電池占比的逐漸提高，濕法隔膜產量的占比也在穩(wěn)步提升，目前國內濕法隔膜的市場占有率已經超過了干法隔膜。

數(shù)據(jù)顯示，2018年國內濕法隔膜出貨量約13億平米，干法隔膜出貨量約7億平方米。不過，業(yè)內分析認為，鑒于干法隔膜和濕法隔膜各自的特點，濕法隔膜未來需求將會逐步擴大，但短時間內并不會完全替代干法隔膜。

 國產率不斷提高

 因隔膜的生產工藝具有較高的技術壁壘，其成本約占鋰離子電池成本的 10％－20％，毛利率超過30％，是四大主要材料中毛利率較高的產品，長期以來，國內隔膜市場大部分被國外企業(yè)占據(jù)。

 值得高興的是，近年來我國電池材料的技術進步，隔膜國產化率也在不斷提升，從2017年的90％上升到2018年的93％，國產隔膜替代進口隔膜進程進一步加快。