1. 可定制化程度高

方形電池具有很強的可塑性，能夠根據(jù)搭載產(chǎn)品的具體需求進行定制化設(shè)計，這使得其在尺寸上表現(xiàn)出靈活多樣的特點。無論是新能源汽車、電子產(chǎn)品還是其他領(lǐng)域的應(yīng)用，都可以根據(jù)實際空間和功率要求對方形電池進行定制，以實現(xiàn)最佳的性能和空間利用率。例如，在新能源汽車領(lǐng)域，車企可以根據(jù)車型的需要定制方形電池的尺寸，從而更好地適應(yīng)車輛的設(shè)計布局。

2. 能量密度較高

方形電池的結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(fā)生時，能防止針刺位置局部過熱，緩減電池熱失控發(fā)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(nèi)部出現(xiàn)的壓力使得 OSD 觸發(fā)內(nèi)部短路，出現(xiàn)瞬間大電流，使 Fuse 熔斷，切斷電池內(nèi)部電流回路。

3. 成本優(yōu)勢明顯

方形電池的材料完全國產(chǎn)化，對材料技術(shù)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(nèi)方形電池技術(shù)非常成熟，對材料技術(shù)要求不高，業(yè)內(nèi)不存在技術(shù)壁壘。這使得方形電池在成本控制方面具有明顯優(yōu)勢，能夠為企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高市場競爭力。

4. 性能優(yōu)越

方形電池具有內(nèi)阻小、循環(huán)壽命長、封裝可靠度高、耐受性好、成組相對簡單、系統(tǒng)能量效率高等優(yōu)勢。在性能方面，方形電池具有內(nèi)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(huán)壽命長則使得方形電池在長期使用過程中能夠保持穩(wěn)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(fù)雜環(huán)境下的安全性和穩(wěn)定性。耐受性好使得方形電池能夠適應(yīng)不同的工作溫度和環(huán)境條件，擴大了其應(yīng)用范圍。成組相對簡單，系統(tǒng)能量效率高，使得方形電池在大規(guī)模應(yīng)用中能夠更好地發(fā)揮其性能優(yōu)勢。

二、方形電池的應(yīng)用領(lǐng)域

1. 新能源汽車領(lǐng)域

方形電池在新能源汽車領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。國際傳統(tǒng)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(yīng)商較多，技術(shù)難度相對較低，國內(nèi)大部分電池供應(yīng)商也選擇開發(fā)方形硬殼電池。

車企可以根據(jù)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(yīng)用的電池設(shè)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(yōu)勢，如內(nèi)阻小、循環(huán)壽命長、封裝可靠度高、耐受性好、成組相對簡單、系統(tǒng)能量效率高等。這些優(yōu)勢使得方形電池在新能源汽車領(lǐng)域能夠更好地發(fā)揮其性能，為新能源汽車提供持久穩(wěn)定的動力。

2. 便攜式設(shè)備領(lǐng)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(wěn)定性以及易堆疊的特點，為便攜式充電設(shè)備提供持久可靠的電力支持。

在充電寶領(lǐng)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(chǎn)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(shè)在正面上方。其內(nèi)置的電池為鋁合金外殼大單體電池，據(jù)介紹為汽車級鋰電池，循環(huán)壽命更長。

在戶外電源領(lǐng)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(chǎn)品頂部有提手設(shè)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(shè)備中，方形電池都將繼續(xù)扮演著不可或缺的角色。

三、方形電池的發(fā)展趨勢

目前方形電池已成為國內(nèi)鋰電池市場應(yīng)用最為廣泛、裝機量最高的細分產(chǎn)品，隨著新能源汽車產(chǎn)銷規(guī)?？焖僭鲩L，其裝機量有望不斷提高。

從市場數(shù)據(jù)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(jù)國內(nèi)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(chǎn)銷規(guī)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(chǎn)銷規(guī)?？焖僭鲩L的背景下，國內(nèi)方形電池裝機量有望不斷提高。預(yù)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(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。國際傳統(tǒng)廠商如奧迪、寶馬等都采用方形硬殼電池解決方案，國內(nèi)大部分電池供應(yīng)商也選擇開發(fā)方形硬殼電池。車企可以根據(jù)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(wěn)定的動力。

面對市場挑戰(zhàn)，方形電池正朝著差異化、長薄化方向不斷升級，國內(nèi)多家企業(yè)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(zhàn)，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(xù)航能力、能量密度等提出了更高要求。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，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(nèi)多家方形電池企業(yè)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(jīng)理江洪道博士表示，隨著方形電芯長薄化發(fā)展，預(yù)計到 2025 年全球疊片機需求將超 300 億元，2022 - 2025 年均復(fù)合增速達 43%。

疊片機的未來發(fā)展方向是切疊一體機，其主要優(yōu)勢在于不產(chǎn)生重片、輕微掉粉、生產(chǎn)效率高、單位產(chǎn)能設(shè)備投入成本低、設(shè)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(yīng)效率提升非常有利。同時，行業(yè)機構(gòu)預(yù)計，到 2027 年采用疊片工藝制造的電池產(chǎn)能將達到 845GWh。

除了蜂巢能源，近兩年弗迪電池、億緯鋰能、中創(chuàng)新航、欣旺達等電池企業(yè)在方形電池產(chǎn)品中也在大規(guī)模采用疊片工藝，“疊片 + 長薄刀片電芯” 已經(jīng)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(tǒng)卷繞工藝相比，疊片電池具有更高的能量密度及更穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和更高的安全性，且循環(huán)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(xù)出現(xiàn)，為滿足續(xù)航、安全、壽命和成本需求，電池設(shè)計正在向著長薄化的方向發(fā)展，疊片工藝優(yōu)勢開始凸顯。得益于頭部電池企業(yè)在方形疊片工藝上的持續(xù)創(chuàng)新和應(yīng)用，疊片工藝未來在方形電池中有望得到大規(guī)模應(yīng)用，并超越卷繞成為主流。此外，儲能市場的快速爆發(fā)也驅(qū)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