锂电池三大封装流程介绍

锂电池三大封装工艺介绍

锂离子电池根据封装工艺不同分为方形电池、软包电池、圆柱电池。目前市场上动力电池以方形电池为主，数码产品以软包电池为主，圆柱电池作为性价比高的产品填补市场份额。它们的特点是什么？

1、方形电池

方形硬壳电池外壳多采用铝合金、不锈钢等材质，内部采用卷绕或叠片工艺，对电芯的保护作用优于铝塑膜电池（即软包电池），电芯安全性也较圆柱电池有很大提升。但方形硬壳电池对散热系统的布置要求较高。方形电池在国内普及率很高，随着近年来汽车动力电池的兴起，车辆续航里程与电池容量的矛盾日益凸显，国内动力电池厂家主要采用电池能量密度更高的铝壳方形电池。

优点：方形电芯的封装外壳多为铝合金、不锈钢材质，电芯内部采用卷绕或叠片工艺，对电芯的保护效果优于软包锂电池，电芯的安全性也较圆柱锂电池有很大提升。方形电池结构相对简单，不像圆柱电池采用高强度不锈钢作为外壳，并配有防爆安全阀等配件，整体配件重量较轻，能量密度相对较高，单体数量自然减少，因此对BMS电池管理系统的要求较低。

缺点：由于方形电池组可以根据产品尺寸定制，因此市面上方形锂电池的种类繁多，锂电池种类过多会导致工艺难以统一，造成自动化程度低，单体差异大，还可能出现一组方形锂电池组寿命远低于单块锂电池的情况。

2、软包电池

软包锂电池所用材料及加工工艺与传统钢壳、铝壳锂电池差别不大，最大的区别在于软包材料（铝塑复合膜），软包材料是软包锂电池中的关键材料。软包材料通常分为三层，即外阻层（一般为尼龙BOPA或PET构成的外保护层）、阻隔层（中层铝箔）和内层（多功能高阻隔层）。

优点：安全性能好，软包电池采用铝塑膜结构封装，比硬壳包装更不容易爆炸；能量密度高，软包电池重量比同容量的钢壳锂电池轻40%，比铝壳锂电池轻20%；

缺点：软包电池目前需要解决标准化且成本较高、铝塑膜严重依赖进口、一致性较差等问题。

3、圆柱电池

优点：圆柱电池是最早成熟的产业化锂电池产品，经过20多年的发展，圆柱锂电池生产工艺成熟，生产效率高，成本相对较低，因此PACK成本也相对较低，锂电池良品率比方形锂电池和软包锂电池高，一致性和安全性也很好。

缺点：圆柱电芯一般采用钢壳封装，虽然安全性较高，但重量较大，使得锂电池组的比能量相对较低。圆柱的外形导致空间利用率较低，径向导热性差导致温度分布问题。由于圆柱电池径向导热性差，电池的卷绕数不能太多（18650电池的卷绕数一般在20左右），因此单电芯容量较小。在电动汽车上使用时，需要大量的单体电池组成电池模组、电池包，大大增加了连接损耗和BMS管理复杂度。

三种锂电池封装方式对比：

1.方形：工艺比较简单，电芯有保护，容易分组，能量密度比圆柱高。但是没有标准化，型号太多，工艺难以统一。以前方形电池主要以卷绕为主，现在比如刀片电池已经开始使用叠片技术。

2.软包：薄型化使得能量密度更大，但是强度低，制造工艺要求高，对分组的要求也更高。

3.圆柱：标准化比较好，只有1865、2170、4680。历史悠久，技术成熟，1992年由索尼发明（最早商用锂电池）；自动化程度高，产品一致性强，成本低。缺点是：径向导热性差，卷绕层数不能太多，所以单机容量小，需要几百上千个单电芯，对电池热管理技术要求较高。另外由于成组时空间利用率低，钢壳较重，导致成组时能量密度不高。

锂电池包装从另一个维度还可以分为卷绕和叠片两种。其中：圆柱只能卷绕，软包只能叠片，方块可以卷绕也可以叠片。这三种包装方式都有，也容易使用。企业一旦决定使用哪种包装方式，一般不会轻易改变，除非包装工艺模式发生很大变化。