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方形刀片电池做腻了,比亚迪要做软包电池?软包专利少,人家纯玩票!

最近,比亚迪申请的专利里又出现了软包电池

引起了行业工程师的关注,一直以来,比亚迪都是以方壳刀片电池驰骋江湖,较少涉及圆形电池、软包电池。

也是因为无法在电池包集成设计以及安全性上有所突破,软包电池早早被比亚迪们放弃了。

但是,近期,比亚迪似乎在刀片电池上走到了工艺的尽头,觉得潜力挖无可挖,又再尝试玩软包电池路线了?

比亚迪最新公开了一件名为《软包电池模组》的实用新型专利,涉及软包电池CTP电芯模组散热框结构的设计技术。

根据专利描述,其采用层叠设计,有利于实现自动化装配,提升软包电池模组的装配效率。

01软包电池,纯电江湖之鼻祖

国内外电池企业对圆柱、方形、软包三种封装形式布局有所差异:

日本松下以圆柱路线为主,供货特斯拉

韩国LG新能源和SK On以软包路线为主,SKI以方形为主;

中国企业如宁德时代和比亚迪等,则以方形路线为主。

软包电池和硬包电池(圆柱、方形)的区别是什么?

1、封装结构:软包电池的封装用的是铝塑薄膜包装,而硬包电池使用的则是钢壳或者铝壳的封装结构;

2、电池重量:得益于软包电池的封装结构,与同等容量的硬包电池相比,软包电池的重量要更轻;

3、电池形状:硬包电池的形状为圆形和方形,而软包电池的形状则可以根据实际需求来设计,在形状方面有更高的灵活性;

4、安全性:与硬包电池相比,软包电池的排气性能更好,在极端情况下,软包电池最多只会鼓包或者裂开,并不会像硬包电池那样会有爆炸的风险。

作为行业鼻祖,早期动力电池先锋,软包电池早在1990年被索尼率先开发出来,1998年就已经被应用在了汽车上,它在汽车领域有着超过20年的发展历史。

除了历史悠久之外,软包电池还拥有高安全、高能量、高灵活、低内阻等四大优势。

从理论上来说,软包电池要比圆柱更安全,原因在于一旦软包电池发生热失控,一般会胀气冲破铝塑膜封装,带走大量的热量,不易发生爆炸。而方形和圆柱电池由于采用硬壳包装,热量无法释放,内部压力积攒到一定程度之后,容易引起爆炸。

所以,韩国企业多年来力捧软包电池技术路线是有原因的。

当然,最关键的还是软包电池的兼容性高、能量密度高。

比如三元软包电池相较于常规三元锂电池省去了一层厚重的外壳,所以它比同等容量的铝壳三元锂电池轻了20%,相较于钢壳电池更是轻了40%。

这也就意味着,即便是采用了相同的电芯,三元软包电池的能量密度也会比钢壳三元锂电池高出40%。

有行业人专门查证,目前国内绝大多数能量密度突破300Wh/kg大关的电池企业采用的都是软包电池。

同样,因为软包电池省去了常规动力电池上的那层坚硬外壳,所以软包电池有着灵活性很强、尺寸可调的优势。它在制造阶段就像是一块可以任由人们搓圆捏扁的橡皮泥,可以满足不同主机厂的差异化需求。

因以上特点,让软包电池在国内外市场获得了不少客户,包括大众、奥迪、福特、雷诺、沃尔沃以及戴姆勒等车企,都向软包电池生产厂商抛去了橄榄枝。

02软包电池为何被逐步抛弃?

其实,也谈不上被抛弃,只是装机量在日益减少,被圆柱形电池和方形电池碾压。

软包电池的缺陷很明显,一致性差、集成起来难度高成组效率低、原材料贵。

在推特上,心直口快的特斯拉CEO马斯克喷过不少技术,软包电池可以排进前三。

最知名的行业段子就是,2019年选择国产Model3的电池供应商时,特斯拉虽然拉上了韩国LG,但却没有选择它最擅长的软包,而是让它生产圆柱电池,之后又将宁德时代的方形磷酸铁锂电池纳入供应链。

人家就是不接受软包技术方案。

让马斯克对软包电池不屑一顾的原因就是其一致性差,容易导致热失控,而这也是电动车的命门,一旦发生起火事故,不仅可能会导致伤亡。

所谓“电池一致性”指的就是电池组的综合性能,因为电池在不同温度下的热耗率(每产生 1kW?h 的电能所消耗的热量)是不一样的,这是由于电池内部的化学反应与温度是密切相关的。

如果电池在绝热或者高温等热传递不充分的内部环境中运行,电池温度将会显著上升,从而导致电池组内部形成“热点”,最终可能会发生失控。

2019年7月,一辆搭载了LG软包电池的现代Kona EV在蒙特利尔一座车库里爆炸,威力巨大,不仅炸飞了车库门,而且把屋顶都炸出了一个洞。

国内软包龙头“孚能科技”也没逃过召回和赔偿的厄运。

去年3月,北汽集团召回 EX360和EU400 两款纯电动汽车,又过了4个月,长城汽车决定召回约1.6万辆欧拉IQ电动车,而这些产品无一例外都搭载了孚能生产的软包电池,而孚能为此付出了上千万的赔偿金。

总的来说,现在软包电芯在国内也很少作为汽车的动力电池,而是在3C数码里面攻城略地。因为一个手机一个软包电芯,不用考虑一致性的问题。而汽车动力电池的电芯要成组,一致性不高的电芯,容易在长期使用中出现安全隐患。

另外,软包电池生产成本贵且集成门槛高,目前原材料铝塑膜绝大部分被日韩公司瓜分,加上原材料价格上涨,导致原本被成本掣肘的软包电池雪上加霜。

所以,软包电池对成本敏感的主流中低价格纯电车品牌而言,就是鸡肋,性价比不高,装机量自然愈发少了。

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