1. 可定制化程度高
方形電池具有很強的可塑性,能夠根據搭載產品的具體需求進行定制化設計,這使得其在尺寸上表現出靈活多樣的特點。無論是新能源汽車、電子產品還是其他領域的應用,都可以根據實際空間和功率要求對方形電池進行定制,以實現最佳的性能和空間利用率。例如,在新能源汽車領域,車企可以根據車型的需要定制方形電池的尺寸,從而更好地適應車輛的設計布局。
2. 能量密度較高
方形電池的結構相對簡單,附件重量輕,這為其帶來了較高的能量密度。隨著生產工藝的不斷改進,外殼以鋁殼為主,相比鋼殼更加輕便且安全,進一步提升了電池的能量密度。一個典型的方形鋰離子電池,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。其中針刺安全保護裝置在卷芯的最外面加上了金屬層,如銅薄片,當針刺發生時,能防止針刺位置局部過熱,緩減電池熱失控發生。過充安全保護裝置一般是一個金屬薄片,配合 fuse 使用,過充時電池內部出現的壓力使得 OSD 觸發內部短路,出現瞬間大電流,使 Fuse 熔斷,切斷電池內部電流回路。
3. 成本優勢明顯
方形電池的材料完全國產化,對材料技術要求低于軟包電池。在相同容量下,整體材料成本比軟包電池低 10% 左右。同時,方形電池成品加工相對簡單,Pack 鋰電池包可靠。國內方形電池技術非常成熟,對材料技術要求不高,業內不存在技術壁壘。這使得方形電池在成本控制方面具有明顯優勢,能夠為企業降低生產成本,提高市場競爭力。
4. 性能優越
方形電池具有內阻小、循環壽命長、封裝可靠度高、耐受性好、成組相對簡單、系統能量效率高等優勢。在性能方面,方形電池具有內阻小的特點,這意味著電池在充放電過程中的能量損耗較小,能夠提高電池的使用效率。循環壽命長則使得方形電池在長期使用過程中能夠保持穩定的性能,減少更換電池的頻率,降低使用成本。封裝可靠度高保證了電池在各種復雜環境下的安全性和穩定性。耐受性好使得方形電池能夠適應不同的工作溫度和環境條件,擴大了其應用范圍。成組相對簡單,系統能量效率高,使得方形電池在大規模應用中能夠更好地發揮其性能優勢。
二、方形電池的應用領域
1. 新能源汽車領域
方形電池在新能源汽車領域有著廣泛的應用。國際傳統廠商如奧迪、寶馬等都采用方形硬殼電池解決方案。這是因為方形電池的供應商較多,技術難度相對較低,國內大部分電池供應商也選擇開發方形硬殼電池。
車企可以根據車型的需要定制方形電池的尺寸,這一特點曾一度被認為是最適合新能源汽車應用的電池設計。例如吉利幾何 A 新能源汽車就采用了寧德時代的方形電池,并且采用了 T 型分布,提升了安全性。方形電池在新能源汽車中具有諸多優勢,如內阻小、循環壽命長、封裝可靠度高、耐受性好、成組相對簡單、系統能量效率高等。這些優勢使得方形電池在新能源汽車領域能夠更好地發揮其性能,為新能源汽車提供持久穩定的動力。
2. 便攜式設備領域
方形電池在充電寶和戶外電源中作用不可或缺。以其高能量密度和穩定性以及易堆疊的特點,為便攜式充電設備提供持久可靠的電力支持。
在充電寶領域,移速 70000mAh 能量魔方移動電源就采用了方形電池。這款充電寶機身正面品牌、產品名稱以及賣點等全部綠色配色,充滿了科技風格。電源鍵、接口等也都全部設在正面上方。其內置的電池為鋁合金外殼大單體電池,據介紹為汽車級鋰電池,循環壽命更長。
在戶外電源領域,ZESE 哲思 500W 便攜式儲能電源也采用了方形電池。電源主體為金屬機身殼,足夠堅固,金屬外殼表面進行磨砂處理,產品頂部有提手設計,底端則是四個支撐支腳,方便攜帶。
此外,未來隨著科技的不斷進步,方形電池的能量密度、充放電速度以及安全性等方面將會得到進一步提升,從而更好地滿足人們對便攜式電力的需求。無論是在充電寶、戶外電源還是其他便攜式設備中,方形電池都將繼續扮演著不可或缺的角色。
三、方形電池的發展趨勢

目前方形電池已成為國內鋰電池市場應用最為廣泛、裝機量最高的細分產品,隨著新能源汽車產銷規模快速增長,其裝機量有望不斷提高。
從市場數據來看,2021 年我國方形電池裝機量已達 134GWh,同比增長 145.8%,其裝機量占據國內鋰電池總裝機量比例已達 88%。2022 年 1 - 10 月我國新能源汽車產銷規模分別完成 548.5 萬輛和 528.0 萬輛,同比分別增長 111.4% 和 105.4%。在新能源汽車產銷規模快速增長的背景下,國內方形電池裝機量有望不斷提高。預計 2022 年,我國方形電池裝機量將達到 163GWh,裝機量占比有望接近 92%。前 8 月新能源汽車動力電池累計裝機量 145.5GWh,同比增長 115.1%,從外形上看,前 8 月方形電池累計占比達到了 92.8%,其他電芯外形邊緣化加劇。
方形電池在市場上的高占比主要得益于其在新能源汽車領域的廣泛應用。國際傳統廠商如奧迪、寶馬等都采用方形硬殼電池解決方案,國內大部分電池供應商也選擇開發方形硬殼電池。車企可以根據車型的需要定制方形電池的尺寸,為新能源汽車提供持久穩定的動力。
面對市場挑戰,方形電池正朝著差異化、長薄化方向不斷升級,國內多家企業積極布局長薄化方形電池賽道。
目前方形電池市場滲透率不斷提升,但也面臨著較大的替代者威脅挑戰,當前大圓柱電池與大軟包電池正在加速搶占方形電池市場份額。同時,新能源汽車對鋰電池的安全性、續航能力、能量密度等提出了更高要求。為應對這些挑戰,我國方形電池正朝著差異化、長薄化方向不斷升級。
近年來,國內多家方形電池企業正在積極布局長薄化方形電池賽道。例如 2020 年 3 月比亞迪推出刀片電池、2021 年 9 月中航鋰電推出 One-Stop Bettery、2021 年 10 月蜂巢能源推出短刀電池及 2022 年 2 月推出第二代短刀電池等。深圳市光大激光科技股份有限公司副總經理江洪道博士表示,隨著方形電芯長薄化發展,預計到 2025 年全球疊片機需求將超 300 億元,2022 - 2025 年均復合增速達 43%。
疊片機的未來發展方向是切疊一體機,其主要優勢在于不產生重片、輕微掉粉、生產效率高、單位產能設備投入成本低、設備占地面積小。光大激光主要做單片 Z 型疊和多片 Z 型疊,多片 Z 型疊對應效率提升非常有利。同時,行業機構預計,到 2027 年采用疊片工藝制造的電池產能將達到 845GWh。
除了蜂巢能源,近兩年弗迪電池、億緯鋰能、中創新航、欣旺達等電池企業在方形電池產品中也在大規模采用疊片工藝,“疊片 + 長薄刀片電芯” 已經成為方形電池的趨勢主流。電池制造正加速進入 “疊片” 時代,與傳統卷繞工藝相比,疊片電池具有更高的能量密度及更穩定的內部結構和更高的安全性,且循環壽命更長,更適合做大尺寸、高倍率和異型電池。
隨著電動汽車的普及和電動汽車專用平臺的陸續出現,為滿足續航、安全、壽命和成本需求,電池設計正在向著長薄化的方向發展,疊片工藝優勢開始凸顯。得益于頭部電池企業在方形疊片工藝上的持續創新和應用,疊片工藝未來在方形電池中有望得到大規模應用,并超越卷繞成為主流。此外,儲能市場的快速爆發也驅動疊片電芯需求快速增長。
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時間 2024/12/03
審核編輯 黃宇
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