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从全球视角看,方形/软包/圆柱三种电池谁能胜出

导读: 锂离子电池商业化以来,业界对锂电池的三种封装路线:方形、软包和圆柱,孰优孰劣的争论从未停止。这三种电池中,有绝对的赢家吗?

锂离子电池商业化以来,业界对锂电池的三种封装路线:方形、软包和圆柱,孰优孰劣的争论从未停止。这三种电池中,有绝对的赢家吗?

从全球市场和技术特征来看,下一代动力电池商业化之前,方形、软包和圆柱电池将并存于电动汽车市场。全固态电池技术成熟后,软包电池的优势会进一步显现,不过,这将是一段漫长的过程。

观市场:方形势强,圆柱紧随软包

目前,市场上的锂离子动力电池按照外形,或者封装方式可以分为方形、软包、圆柱三种。

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从左至右依次是圆柱电池、方形电池和软包电池

在汽车生产商和电池制造商的长期磨合中(也可能是车厂自己造电池),不少企业都形成了自己比较擅长的电池封装路线,下表列出了全球主要新能源汽车车型应用的电池类型。

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来源:《电动汽车观察家》整理

从全球范围来看,搭载方形电池的车型多于软包电池,圆柱电池应用的数量最少。方形电池覆盖了中、日、韩电池企业,软包电池以中、韩电池生厂商为主,圆柱电池供应商绝大多数是中、日企业。

麦肯锡:方形/软包/圆柱没有绝对赢家

市场占有率高低能代表三种不同封装方式的优势大小吗?麦肯锡公司一项调查得出的答案是,不能。

2017年10月,麦肯锡和美国汽车评估公司A2Mac1将十款主流电动汽车拆解,并对电池等核心零部件做了评估,十款车型涵盖了方形、软包和圆柱三种电池。

调查车型包括:2011版日产聆风、2013版大众e-up!、2013版特斯拉Model S、2014版雪佛兰Spark、2014版宝马i3、2015版大众e-Golf、2015版比亚迪e6、2017版日产聆风、2017版雪佛兰Bolt和 2017版欧宝Ampera-e。

麦肯锡指出,三种形状电池的优点和缺点都很显著,就不同电池对电动车性能的影响而言,没有绝对赢家。相比电池封装方式,是否是正向研发对电动车的程价比影响更大。

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不同电动车程价比水平,来源:麦肯锡

调查结果显示,在十款车型中,圆柱电池的电芯能量密度最高,接近245瓦时/公斤,紧随其后的是195瓦时/公斤的软包电池和160瓦时/公斤的方形电池。系统能量密度方面,三种电池的差距不大,圆柱、软包和方形电池分别为132瓦时/公斤、138瓦时/公斤和104瓦时/公斤。

另外,从 2011 年到 2018 年的七年间,这三种封装方式的电芯能量密度均实现了30%以上的增长。

那么,既然三种封装方式并没有明显的优劣之分,为何市场占有比例会有较大差别?

一位电池企业技术负责人表示,选择哪种电池,主要原因是企业对电池综合性能的平衡和车型设计偏好不同。综合性能包括:能量密度、安全系数、生产效率、寿命长短、生产成本、充放电倍率、产品一致性和工艺难度等,它们密切相关,又相互牵制。

用以上技术负责人的话来说,控制这些性能“就像用一只手抓着一个已经很大的气球,任何一根手指用力过度,气球的另一端都可能因承受不住压力爆掉”。所有企业都要在这几项性能间寻得平衡——而这并非易事。

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