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撕下电池的“外衣”,了解动力电池封装

众所周知,动力电池作为纯电车型的核心部件,各方面的表现都与整车性能息息相关,今天我们讲一讲电池的“外衣”,同时也是在动力电池的制作中至关重要的一环——封装。良好的电池封装直接决定了电池使用的安全性及寿命,因此,选择一种最优的电池壳体材料,并根据壳体材料特性选择最优的封装工艺成为每一家动力电池制造厂商非常聚焦的课题。

 

电池,电池封装

 

首先来说,我们要弄清楚动力电池的封装需要满足哪些要求。结合汽车产品的使用场景,经得住跌落、耐撞击、耐振动、挤压穿刺等机械冲击是必要的第一步。此外,还需要满足化学方面的浸泡要求,温度方面的耐高低温、防火阻燃、热管理要求,以及设计方面的轻量化、走线布局等要求。所以不难看出,对于动力电池的封装工艺门槛其实并不低。

那么就目前情况而言,当下最主流的电池封装方式有三种,圆柱型、方壳型和软包型,优劣得所。软包型电池虽然有尺寸变化灵活、能量密度高、重量轻、内阻小的诸多优点,但是同样具有机械强度差、封口工艺难、成组结构复杂、设计难度大等缺点,甚至在成本、一致性和安全性方面都表现一般。

 

电池,电池封装

 

而圆柱与方形虽然都属于硬壳封装,但也有各自对应的特性。比如圆柱型封装尺寸小、成组灵活、成本低且工艺成熟。目前特斯拉的纯电车型所采用的封装方式便是硬壳圆柱型电池,但作为国际一线品牌来说,依然要面对圆柱封装的成组后散热设计难度大、一致性差、重量沉、能量密度低等问题。

 

电池,电池封装

 

方壳电池封装顾名思义是将单体电池做成方形,并且采用高强度铝合金作为封装材料,具有重量轻、硬度强等优势。另外,这种封装有利于让电池的内部材料卷覆得更加紧密,并在硬壳的高硬度限制下,电池不容易膨胀所以相对更加安全。例如在国内新能源领域首屈一指的比亚迪汽车,作为拥有电池、整车同步制造能力的车企,一直以来用产品技术实力塑造着新能源产业的风向标,比亚迪在动力电池封装方面便采用了硬壳方形的动力电池封装工艺,例如王朝系列的最新纯电车型秦Pro EV500就搭载了能量密度高达160.9Wh/kg的铝合金方形电池,并且,比亚迪的方壳型封装方式还在内部配备了防爆塞,如果有热失控的情况,会从防爆塞的固定方向释放膨胀空气,不容易影响其它电芯,大大增加了用车的可靠性和安全性。

 

电池,电池封装

 

从另一层面来讲,比亚迪采用方形封装工艺,相对于圆柱形封装缩小了电芯间的缝隙,让整体尺寸更加紧凑,再加上壳体采用了密度更小、重量更轻且强度更高的铝镁合金,让电池的能量密度和安全性做到更高。在续航方面的表现也会更加突出。

 

电池,电池封装

 

总的来说,随着纯电车型步入爆发期,电池领域相关的技术线路之战并不会画上句号。行业普遍认为,未来5年内,依然是三种电池并存的局面,相信软包、方形、圆柱等三种封装工艺电池也会凭借各自优势,在不断完善的道路上实现突破。而作为最终搭载的车型产品或车企品牌来说,像比亚迪这种已经具备全产业链优势的主机厂,势必会沿着现有方壳封装技术路线,更快实现技术突破,以低成本、高品质实现电池封装技术的进步。