日期:2025-09-25 06:49:57
无论是电动自行车还是新能源汽车
所用的锂电池都是由一块块电芯组成的
有的电池电芯是跟平时用的五号电池一样,是圆柱形的
有的电池电池则是长方体
它们可不只是外形的区别
不同形状的电芯也有很大差别
圆柱锂电池:顾名思义,是外形与常见5号电池相似的圆柱形锂电池,通过多节单体串联、并联组成电池组。
方形锂电池:由方形铝壳或钢壳加固包裹的锂电池,外壳规整且结构强度高。
软包锂电池:以铝塑复合膜为封装材料的软质锂电池,无硬质外壳,形态可灵活调整,更贴合轻量化需求。
这三种电池在市面上均有应用,雅迪冠能系列旗舰车型用的是方形锂电池;小牛等品牌的中高端电动自行车普遍采用圆柱锂电池;九号MMAX 90等车型也采用圆柱锂电池;而春风极核 AE8 电动摩托车用的则是软包电池组,用软包电池的还是比较少见。
展开剩余84%软包锂电池
软包电池在电动两轮车中的应用集中在两个领域:一是高端定制电动摩托车,如虬龙科技的电动越野摩托,利用其高能量密度提升续航;二是共享电动自行车,通过轻量化降低运维成本。供应商以孚能科技、国能电池为主,2023年在电动两轮车锂电池市场的占比不足5%,类似汽车领域软包电池“小众高端”的格局。
优点
安全性能无爆炸风险:采用铝塑膜柔性封装,无硬壳束缚,热失控时仅鼓气裂开,不会像圆柱、方形硬壳电池那样发生爆炸,所以在3C数码等近距离使用场景中安全性更具优势。 能量密度全球最高:铝塑膜重量比钢壳轻40%、比铝壳轻20%,且无多余结构附件,单体能量密度可达300Wh/kg以上,远超圆柱(250Wh/kg左右)和方形(280Wh/kg左右)电池,适配高端数码产品和长续航小型设备。 外形设计极致灵活:可定制为超薄、异形(如曲面、折叠)等任意形状,能充分利用设备内部狭小空间,是折叠屏手机、智能穿戴设备的首选。 内阻最小且自耗电低:内阻可低至35mΩ以下,远小于圆柱和方形电池,充放电过程中能量损耗少,自耗电率低,适合长期待机的电子设备,比如如智能手表、物联网传感器。缺点
铝塑膜依赖进口且成本高:高端铝塑膜技术被日本昭和电工、DNP等企业垄断,国内产品在耐电解液腐蚀、冲深成型等方面差距大,采购成本比圆柱钢壳、方形铝壳高30%以上,且供应稳定性不足。 成组需额外支撑结构:铝塑膜机械强度弱,成组时必须增加金属支架、绝缘板等支撑部件,不仅增加重量和体积,还提高了成组复杂度,无法像方形电池那样依靠壳体自身支撑。 漏液风险高于硬壳电池:铝塑膜热封层(PP层)易受电解液腐蚀,长期使用后封口处易开裂漏液,尤其在高温、高湿环境下,漏液概率是圆柱、方形硬壳电池的2-3倍。 防爆装置设计困难:柔性封装无法集成类似方形电池的防爆阀,成组后需依赖模组级的泄压结构,热失控时风险扩散速度比圆柱电池(单体小易控制)更快。 汽车领域应用受限:国内新能源汽车中占比仅5.66%,因成组一致性差、抗冲击能力弱,难以满足汽车高速行驶的安全要求,目前仅在部分小型电动车和混动车型中少量应用,远不及圆柱(特斯拉)和方形(多数国产车型)的普及度。我们日常使用的手机电池,本质就是软包锂电池的缩小版。软包锂电池在电动两轮车中的应用,类似其在3C数码领域的角色——主打“轻量化”与“高能量密度”,但因工艺复杂,目前仍处于“小众试点”阶段。
圆柱锂电池电芯优缺点
目前,比克电池、力神电池是电动两轮车圆柱锂电池的头部供应商。常见的圆柱锂电池型号有18650、21700、26650等,这个编码规定了电芯的大小,以18650为例:“18”指电芯直径18mm,“65”指高度65mm,“0”代表圆柱形,其他型号以此类推。
优点
技术与工艺成熟度领先:最早是1992年日本SONY发明18650型号圆柱锂电池,是商业化历史最久的,也是生产最成熟的,没有什么工艺瓶颈。比如,圆柱锂电池电芯在制作中的重要步骤——卷绕工艺的自动化程度极高,极片二次分切缺陷率也比较低,产品良品率和一致性在三种电池中最好。 配备独有保护装置:内置PTC热敏电阻,能被动复位并抑制高电流浪涌,让安全性更上一层楼,而这种装置在方形、软包电池极少采用。 PACK成组操作便捷:因为圆柱电芯规定在PACK成组的时候,没有复杂的形状适配,减少了方形电池的极片对齐、软包电池的支撑结构等额外工序,成组后的系统稳定性更高。 小尺寸适配性强:单体尺寸小巧(如18650、21700),可灵活适配消费电子、电动工具等小型设备,填补了方形大电芯和软包异形电芯在小功率场景的空白。缺点
空间利用率低:因为圆柱形结构成组时必然产生空隙,无法像方形电池那样贴合,空间利用率仅70%左右,也就是说成组后的体积偏大。 成组管理复杂度极高:需大量电芯串联/并联,像特斯拉电池可能要用数千个电芯,BMS需对每个电芯单独监控,算力和管理精度要求远高于方形大电芯,更容易出故障。 倍率比方形电池稍低:倍率主要影响充电素的,所以在快充场景下充电速度和放电功率可能表现不如方形电池。 侧碰强度难以提升:成组后电池包侧碰刚度显著低于方形硬壳电池,需额外增加防护结构,进一步占用空间和增加重量,无法像方形电池那样依靠壳体自身提升抗冲击能力。 系统能量密度劣势明显:单体容量小且硬壳(镀镍钢壳)附件重量大,成组后系统能量密度低于同体积的方形铝壳电池和软包电池,难以满足高端新能源汽车对长续航的极致需求。作为最早应用于电动两轮车的锂电池类型,圆柱锂电池的生产工艺、供应链体系已高度完善,是目前市场普及率最高的电动两轮车锂电池。
方形锂电池
方形锂电池在国内的主流供应商包括宁德时代、比亚迪、国轩高科等知名企业。
优点
国内市场主导地位稳固:2020年国内市场占比达77.37%,是国产新能源汽车的主流选择,在电动自行车锂电池也是首选。 定制化适配性强:可根据车型电池包尺寸灵活定制电芯规格,能最大化利用空间,没有圆柱电池固定尺寸和软包成组支撑的限制,尤其适合新能源汽车多样化的底盘设计。 成组效率高:因为单体容量大,成组时所需电芯数量少,所以组装起来更快,而且因为减少了连接线束和管理节点,系统管理也更简单。 维护便捷:维修成本低,圆柱电池需整体更换多电芯和软包电池成组后难拆分,方形电芯后期维护更灵活。缺点
型号杂乱导致工艺难统一:因支持定制化,市场上型号多达数千种,生产设备需频繁调整,自动化程度低于圆柱电池(固定型号量产),且不同型号间的工艺兼容性差,难以形成规模效应。 边角性能衰减独特问题:方形结构导致电芯边角处化学活性能较差,长期充放电后边角区域容量衰减速度快于其他部位,整体循环寿命受影响,此问题在圆柱和软包电池中不明显。 极耳焊接虚焊风险高:极耳结构复杂,焊接时易出现虚焊、假焊,影响导电性和稳定性,需投入高精度激光焊接设备,成本高于圆柱电池(极耳易焊接)和软包电池(封装工艺不同)。 大尺寸电芯制造难度大:为提升能量密度,电芯向大尺寸发展,但大尺寸极片涂布易出现厚度不均、卷绕/叠片易产生内部应力,导致电芯一致性下降,此挑战远大于圆柱电池(小尺寸易控制)。 重量与能量密度矛盾突出:采用钢壳虽强度高,但大幅增加重量;铝壳轻量化但耐腐蚀性差,需额外做氧化处理,成本上升,难以像软包电池那样通过轻量化材料直接提升能量密度。方形锂电池兼顾能量密度与安全性,既能满足电动两轮车“长续航”需求,又能适配复杂骑行场景。
发布于:天津市配资炒股股票提示:文章来自网络,不代表本站观点。