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)品還是其他領域的應用，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，從而更好地適應車輛的設計布局。

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不同的工作溫度和環(huán)境條件，擴大了其應用范圍。成組相對簡單，系統(tǒng)能量效率高，使得方形電池在大規(guī)模應用中能夠更好地發(fā)揮其性能優(yōu)勢。

二、方形電池的應用領域

1. 新能源汽車領域

方形電池在新能源汽車領域有著廣泛的應用。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商較多，技術(shù)難度相對較低，國內(nèi)大部分電池供應商也選擇開發(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用的電池設計。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. 便攜式設備領域

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，為便攜式充電設備提供持久可靠的電力支持。

在充電寶領域，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域的廣泛應用。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，預計到 2025 年全球疊片機需求將超 300 億元，2022 - 2025 年均復合增速達 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)能設備投入成本低、設備占地面積小。光大激光主要做單片 Z 型疊和多片 Z 型疊，多片 Z 型疊對應效率提升非常有利。同時，行業(yè)機構(gòu)預計，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)新和應用，疊片工藝未來在方形電池中有望得到大規(guī)模應用，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