圆柱、方形、软包锂电池三分天下 最后能胜出的却是它?

　　动力电池与储能电池是目前电池技术应用两大主力，储能电池对应着太阳能等设备，动力电池则对应着新能源汽车。

　　曾经以日韩企业为首的电池技术企业，很早以前就将动力电池的封装种类归为了三大形式：圆柱形、方形以及软包。直观上它们的不同点只在于形状上，但同时它们在技术开发和应用角度上也有着不同，那么小小的电池会因为形状不同而发生怎样的区别?让我们来一探究竟。

　　关于这三种锂电池，麦肯锡和美国汽车评估公司A2Mac1将十款涵盖三种电池的主流电动汽车拆解，并对电池等核心零部件做了评估。

      不同电动车车程价比水平(图源：麦肯锡)

　　研究结果表明，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。

　　历史悠久的圆柱形锂电池

　　在我们的日常生活中，经常可以看到圆柱形锂电池的身影。比如遥控器、玩具汽车上面都可以见到。但我们对于它的了解有多少呢?

　　目前，圆柱主要以钢壳圆柱磷酸铁锂电池为主，这种电池的表现为容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学性能稳定、使用安全、工作温度范围宽、对环境友好。广泛应用于太阳能灯具、草坪灯具、后备能源、电动工具、玩具模型上。

　　最早的圆柱形锂电池是由日本SONY公司于1992年发明的18650锂电池，它的历史相当悠久，所以市场的普及率非常高，圆柱形锂电池采用相当成熟的卷绕工艺，自动化程度高，产品品质稳定，成本相对较低。

　　在新能源汽车行业，特斯拉Modle S、Modle 3以及Roadster采用的松下生产的圆柱形，江淮、众泰以及奇瑞的部分车型也使用到不同品牌生产商的圆柱形电池。

　　(特斯拉18650圆柱电池)

　　多变的方形锂电池

　　相比于圆柱形电池，方形电池的可塑性会更强一些，可以根据搭载产品的具体需求而进行定制化的设计，所以导致了形状的大小不一。

(方形电池锂离子运动示意图)

　　目前无论制造工艺或者应用标准，并没有圆柱形电池那样清晰的标准划分。但也正因为其灵活性高长时间的应用在早期的新能源汽车中，车企可以根据车型需求而对方形电池尺寸进行定制化设计，而不用受到圆柱形电池标准的限制。

　　方形电池也曾经被认为是最适合新能源汽车应用的电池设计。目前方形电池在很多车型上都采用了，比如丰田的普锐斯，福特的Focus电动版和混动版以及比亚迪的秦、唐、宋等等。

　　多变性有利也有弊，正是由于方形锂电池可以根据产品的尺寸进行定制化生产，所以市场上有成千上万种型号，工艺很难统一。

　　相对安全的软包锂电池

　　软包锂电池是液态锂离子电池套上一层聚合物外壳，与其他电池最大的不同之处在于软包装材料(铝塑复合膜)，这也是软包锂电池中最关键、技术难度最高的材料。软包装材料通常分为三层，即外阻层(一般为尼龙BOPA或PET构成的外层保护层)、阻透层(中间层铝箔)和内层(多功能高阻隔层)。

　　安全系数较高是软包电池的一项优势。由于外包装采用的多是铝塑膜，一旦内部出现问题，软包电池就会出现鼓胀，从电池表面最薄弱的部位鼓开，但不会发生爆炸。但是，电池单体越大，安全越难保证，能量密度比较高时，燃烧也会十分迅速、剧烈。尤其是方形电池的安全系数比软包电池和圆柱电池都要低。

　　例如，现代起亚的K5 和K7混动版，福特福克斯的混动版以及上汽的荣威E550和E50等等都是用的软包锂电池。

　　(特斯拉Modle S的电池包)

　　按照2018年新能源汽车补贴方案，系统能量密度在140Wh/kg以上的纯电动乘用车有10%的补贴溢价，系统能量密度在160Wh/kg以上的纯电动乘用车有20%的补贴溢价，系统能量密度在135Wh/kg以的纯电动客车可获得10%的补贴溢价，提高了补贴对于电池系统能量密度的要求。由于软包装能够进一步提升电池能量密度，发展软包电池符合新政策引导方向。

　　三种锂电池三分天下，以后的境况如何还未知晓，如何在固有基础上优化产品，是目前各大制造商的目标所在。那么，下一代动力电池的现世是否能改变现状呢?让我们静候佳音。