动力电池采取的封装结构目前主要有三种,即圆柱、方形、软包。
那么,当电解液变成固态之后,动力电池采取哪种封装结构更合适?
目前,圆柱电池只能采用卷绕结构,而极片和隔膜不可能在固态电解液中实现卷绕,因此圆柱电池肯定不合适。
方形电池采用叠片结构封装。由于固态电池不再使用液态电解液,因此没必要用方形硬壳进行封装保护。所以,方形也不是最佳选择。
软包电池也采用叠片结构封装。新的封装形态诞生之前,理论上软包电池是固态电池最理想的封装形式。
一、圆柱电池时代:索尼最先 松下为王
最先发展圆柱电池的是索尼,只是由于对市场发展的误判,以及业务亏损的缘故,最后没能发展起来。
索尼之后,发展圆柱电池,且做出一番成就的是松下。
自此,松下开启了动力电池界圆柱电池时
1996年,松下与丰田合资成立PEVE,主营圆柱形电池。
1997年,第一代普锐斯上市,装载的动力电池正是松下生产的圆柱形镍氢电池。
1998年,松下生产的18650圆柱电池装配在了世界上多个品牌的笔记本电脑上,松下由此成为了行业龙头。
2009年,由于在手机、平板电脑上押注失败,松下首次出现亏损,品牌认知度下滑,因此迫切需要新的业务扭转局势。
由此,拉开了松下与特斯拉长达十年之久的合作序幕。
松下与特斯拉的合作,开创了纯电动汽车圆柱电池时代。
特斯拉之所以选择圆柱电池,想来根本原因在于这种封装工艺的成熟、量产历史悠久,以及一致性较高。
2014年,松下实现2.7GWh的动力电池出货量,其中特斯拉所用圆柱电池2.6GWh,占全球动力电池市场份额的22%。
2015年,特斯拉全球销量超过5万,直接拉动了松下圆柱电池的营业额,使其出货量达到了4.5GWh。同年,中国新能源汽车销量开始暴增,直接拉了动力电池出货量。
2016年,特斯拉继续保持了超过50%的增幅,全球销售汽车7.6万辆,同期松下圆柱电池出货增长60%,达7.2GWh。
此外,中国圆柱形动力电池企业开始放量。
2017年,特斯拉年销量突破10万辆,为松下贡献近10GWh的圆柱电池订单。
2018年,松下出货量全球占比20.75%。
2019年一季度,国内动力电池总装机量为12.32GWh,圆柱电池装机量1.01GWh,同比增长44%。
二、方形电池时代:三星SDI开启
方形电池最大的特点在于形状规整。与圆柱电池相比,方形电池包的空间利用率高;与软、包电池相比,由于是硬壳,所以成组难度较小。
如果说是松下开启了动力电池圆柱电池时代,那么方形电池时代,则是由三星SDI开启的。
1999年,三星SDI进入电池领域。
2000年,三星SDI开始布局动力电池。
2008年,宝马开始在全球考察动力电池供应商,为的是布局新能源汽车研发。
三星SDI抓住时机与博世合资成立了动力电池公司SB Limotive。博世和宝马有着半个多世纪的合作关系,是其最重要的核心供应商。
2009年,宝马推出搭载三星SDI方形电池的纯电动汽车Megacity。
由此,三星SDI通过博世进入了德国动力电池供应链,自此打开了动力电池市场。
2013年,三星SDI与宝马签订长期合作协议,成为宝马核心供应商;之后又与大众、奥迪、保时捷等车企合作。
同年,第二代普锐斯上市,为优化电池包内部空间,提升系统能量密度,普锐斯将圆柱电池被换成了方形镍氢电池。
2014年,中国新能源市场在政策的强烈刺激下迎来爆发,由此导致方形电池占据了全球动力电池市场的最大份额。
2015年,中国新能源汽车销量继续扶摇直上,同比暴增343%,达到33.11万辆,直接拉动了国内动力电池出货量。
由此,比亚迪以出货量3GWh直接攀升至全球第二,宁德时代以出货量2.2GWh,跃到国内第二。
2016年,比亚迪以动力电池装机量7.35GWh,出货量排国内第一;宁德时代以动力电池出货量6.72GWh,排国内第二。
此外,三星SDI凭借着宝马i系列在全球的热销,出货量突破1GWh,达到1.2GWh。
自此,方形电池全球市占率增至64%。
2017年,中国新能源汽车市场完成77.7万辆,宁德时代动力电池以销量11.85GWh,出货量成为全球第一。
同年,三星SDI凭着宝马近10万的新能源车销量,实现一倍多的增长率,出货量达到2.8GWh。
2018年,宁德时代动力电池销量达21.18GWh,出货量排名全球第一,市场占比达22.64%。
三、软包时代:LG化学集大成者
软包电池拥有重量轻、电池容量大、安全性能好、循环性能好、循环寿命长、内阻小、整车适配性高、排布方式灵活等多项优势。
由于体积与形状的灵活多变,受到插电式混合动力车型的偏爱,现代、雷诺日产、通用与沃尔沃旗下的插混车型,都采用的是软包电池。
2007年,日产与NEC合资成立了动力电池公司AESC,将用在手机产品上的软包电池,做到了符合车规级标准。
2010年,纯电动汽车日产Leaf推出后,大受欢迎;此后,其配备的动力电池正是AESC生产的软包电池。
2014年,AESC成为出货量最多的软包电池供应商。
软包电池的集大成者,当属LG化学。
LG化学是一家同时具备化学品与材料基础的电池公司,不仅能实现部分三元材料的自给自足,其隔膜技术更是一绝。
LG化学在软包电池领域积淀多年,为了充分利用电子设备的内部空间,研发出了世界上第一款阶梯式与六角形软包电池。
2009年,LG化学将软包电池应用到了现代混合动力汽车上,由此正式进入了动力电池市场。
2010年,通用正式推出第一款量产新能源汽车雪佛兰Volt,配备的动力电池正是LG化学所产的软包电池。
2014年,LG化学动力电池出货量达到1.5GWh,位列全球第三。
2017年,雪佛兰Volt和Bolt突破5万的装机量。由此,LG化学软包电池出货量实现4.5GWh。
此外,孚能科技与国能等软包动力电池企业开始崛起。
2015到2017三年,软包电池在全球动力电池市场经历了先降后升的过程。
2018年,全球软包动力电池出货量同比增长73.8%,达23.1GWh,其中中国软包动力电池出货量同比增长48.0%,达10.1GWh。
原标题:圆柱/方形/软包电池的时代风云录