圓柱、方形和軟包鋰電池各自有什么樣的優(yōu)勢？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-07-05 16:55
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三類電池設計在外形不同的基礎上，也擁有了各自的特性，三者能夠通過外殼用料以及內(nèi)部設計對單體電池的能量密度、安全性以及重量造成影響。我們再拿蛋糕來舉個例子，餡料代表了單體電池的能量密度，而面粉代表了外殼包裝材料選擇。
不銹鋼外殼曾經(jīng)一直是圓柱形和方形電池的主要包裝材料，因工藝標準要求的不同，更輕的鋁制外殼在方形電池上快速推廣，也在重量上形成了優(yōu)勢。而軟包電池且因追求更加纖薄的工藝，采用了比鋁外殼重量更輕的鋁塑膜包裝，其纖薄的程度你甚至可以用手感覺到內(nèi)部液態(tài)電池的流動。
外殼用料的不同除了直接對單體電池重量有影響以外，對電池的安全、發(fā)熱等環(huán)節(jié)來講也有影響，畢竟最終一個個的單體電池要封裝成組后放到車內(nèi)。鋼殼最硬也最重，它需要兼顧到安全工藝難度也相對低一些，而鋁膜外殼最軟最輕，在單體制造以及封裝成組時，兼顧到的散熱和碰撞安全也要求更高。而方形電池會根據(jù)對外殼材料選擇的不同，存在同樣的優(yōu)劣勢。
不要小瞧單體電池重量這件事，這對于最終封包成組放到車內(nèi)將有多層面的影響。更輕的電池組能讓整體車重更低，從而也為車企提供了更多的布局方法。隨著技術的進步，越輕的單體電池在兼顧能量密度上的空間也越大。例如車輛在設計時限制只能裝載一套300公斤的電池組，顯然單體越輕，整個電池組的能量也就越高。
而使用鋼殼的圓柱以及方形電池，在安裝到車身上時控制配重的方案就比較單一。例如目前主流采用圓柱形電池組的新能源車，電池組的布局都在車身的正下方，這樣才能保證即便重一些也不會影響整車的前后配重，但對車輛的離地間隙和車廂內(nèi)的地臺高度都會有影響。而有一些插電式混合動力車，會把圓柱形電池組放在后備廂下方，通過與車頭發(fā)動機的重量進行配比，來均衡整車的配重，但結(jié)果就是后備廂的空間會變的很小。
電池形狀不同，在封裝成組的安全性和散熱等問題上，三類電池也出現(xiàn)了不同的優(yōu)劣勢。圓柱形電池雖然重且能量密度低，但在封包時圓柱與圓柱之間形成了很好的散熱空間，而方形則不同，如果不留縫隙緊緊的排列在一起，除了散熱是問題之外，單體與單體之間的安全性也難以保障。而軟包電池在封裝上會更加復雜，要安全、要保證散熱，還要不損失軟包本身纖薄體積的優(yōu)勢，可想而知在封裝成組環(huán)節(jié)上有多復雜。很多車企會慎重考慮三類電池設計在封裝環(huán)節(jié)的成本投入，目前來講，依靠工藝難度和成本更低的圓柱形電池是現(xiàn)階段的好選擇。
點評：簡單來講，如果方形電池也擁有和圓柱型電池一樣的行業(yè)標準，那么兩者在應用上的優(yōu)劣勢基本也在同一水平線上。但軟包電池因為設計靈活性則更強，且兼具了重量低、能量密度高等更明顯的優(yōu)勢，在未來會成為更多車企首選的電池類型。但反之對于制造工藝的要求也要明顯高于前兩者，生產(chǎn)、封裝中額外的成本和技術要求，都變相加大了新能源汽車的終端售價。所以軟包電池極端的優(yōu)劣勢也讓一些車企望而卻步，目前采用軟包電池的新能源車型比例也是最少的。說白了，在成本面前，更多企業(yè)還是選擇了向其它兩者妥協(xié)。
另外，單體電池類型只是車企在選擇研發(fā)方向的角度之一，封裝技術也是尤為關鍵的環(huán)節(jié)。目前一線的新能源車企都擁有自己的電池實驗室，他們在供應商提供的電池原型基礎上做二次研發(fā)，最后再把研究方案反推給供應商，兩者一起敲定所需的電池方案。然后再由自己或者供應商完成封裝的工作，最后一步經(jīng)過縝密的配重布局完成裝車。過程中所有環(huán)節(jié)都存在利弊權(quán)衡，也是反推回車企到底會選擇哪一類電池類型的關鍵。
