电池(包)制造工艺与生产规划

6
软包电池国内状态
在国家白名单中筛选出13家做软包电池单体的供应商，增加北京国联，共14家企业：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 厂家名称 上海卡耐新能源有限公司 万向A123系统有限公司 微宏动力系统有限公司 湖州天丰电源有限公司 浙江超威创元实业有限公司 珠海银隆新能源有限公司 中航锂电（洛阳）有限公司 中信国安盟固利 北京国能电池科技有限公司 天津力神电池股份有限公司 天津市捷威动力 骆驼集团新能源有限公司 妙盛动力科技有限公司 北京国联 现有合作伙伴 阿尔特，江淮，东风悦达起亚 海马、东风、广汽 公交大巴，金龙、福田、恒通、中通 吉利、知豆 南京金龙、国宏汽车、重庆中力 自主品牌 江南众泰、东风大巴、物流车 大巴、北汽、上汽 郑州日产、大巴、环卫车 北汽、大众、一汽、江淮、广汽 长安、东风、众泰、奇瑞 未找到合作伙伴资料 大巴 未找到合作伙伴资料
9.00 Weight
软包电芯单体能量密度最高，寿命可靠性较高，但工艺设备不够成 熟，成本较高。 圆柱电池工艺设备最成熟稳定，因此成本较低，但大功率充放电和寿 命较差。 方形电池各方性能居于圆柱电池和软包电池之间。
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圆柱、软包、方形模块比较
圆柱电池模块
软包电池模块
方形电池模块
集成效率
- 圆柱型几何结构的局限性， 考虑到散热和安全需要预留 空间，模块集成效率较低； - 虽然NCA体系18650圆柱电 池能量密度高，但由于集成 效率较低，空间利用率较 差，导致能量密度不是很理 想； - 圆柱结构导流散热能力 差，不适宜高功率快充/快 放； - 其圆柱结构散热导流能力 差，且连接点和焊点较多， 导致模块寿命可靠性一般；
密度，且空间利用率较高， 因此系统具有较高能量密 度； - 大容量电池，管理系统 （尤其是热管理系统）相 对简单；
○
- 小容量的18650电池，管 理系统（尤其是热管理系 统）的复杂度是大大增加 了； - 其圆柱结构散热导流能力差 些，导致模块寿命可靠性一 般； - 管理系统和结构较复杂，成 本较高；
7
软包电池国内状态
1、软包电池国 内外差距较大。 2、国内力神、 妙盛、盟固利、 超威、捷威、万 向在产品能量密 度方面占据第一 梯队。
8
方形电池简介
方形锂电池通常是指铝壳或钢壳方形电池，普及率在国内很高。方型电池有采用卷绕和叠 片两种不同的工艺。
9
方形电池简介
叠片式是将正负极极片、隔膜裁成规定尺寸的大小，随后将正极极片、隔膜、负极极片叠 合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来组成一个大电芯。
缺点
△Unsatisfactory ○: Good ○ : Better ◎: Superior
14
圆柱、软包、方形电芯比较
Consistency
9.0
9.00
Thermal Removal 8.00
8.0
8.50
7.50
9.00 Energy Density
8.00
7.0
8.00 8.00
7.00
△
- 软包方形结构利于集成，模 块集成效率较高；
◎
- 外壳为机械强度较高钢或铝 壳，且方形结构利于集成，模 块集成度较高；
◎
能量密度
○
- NCM体系软包电池能量密 度高，且集成效率高，空间 利用率较高，能量密度高；
- NCM体系方形电池能量密 度高，且集成效率高，空间 ◎ 利用率较高，能量密度高；
○
成本
9.0
8.50
8.0
8.00 7.50
7.0
集成效率
8.00 8.00 7.00
6.0
7.50 7.50
9.00 能量密度
5.0
Cylindrical 7.00 7.00 Stack in Pouch Jelly roll in Prismatic Can 8.00 8.00 寿命可靠性 8.00 快充/快放能力 8.00
快充 / 快放 能力
△
- 其较强的散热导Байду номын сангаас能力，可 以进行高功率快充/快放；
○
- 其较强的散热导流能力，可 以进行高功率快充/快放；
◎
寿命可靠性
○
- 导流散热能力强，但软包结 构需要机械固定，电芯连接 可激光焊或超声焊;
- 导流散热能力强，钢或铝壳机 械强度高 ，可超声波焊接，寿 ◎ 命可靠性高
○
成本
模切
堆叠
焊接
封装和注液体
叠片式工艺生产的电芯优点： 相当于多个小极片并联，降低了内阻，内阻较低，且因为内阻低极化小，放电平台高； 电芯极片隔膜之间受力面积一致，无明显应力集中点； 内部空间利用的较为充分，体积比容量和能量密度更高； 叠片式工艺相当于多极片并联，更容易在短时间内完成大电流的放电，倍率性能佳； 叠片式工艺生产的电芯缺点： 操作要求高，生产控制繁琐，次品率高；
- 较好; - 容易;
- 一般；
◎ ◎ ○
- 较好;
◎ ○
- 较难;
回收再利用
优点
- 难;
- 容易；;
◎
- 1、生产工艺最成熟，一致性好； - 形状可以多样化，占空间化比例小， - 1、容易模块化，标准化； - 2、成本低； 质量比能量和体积比能量好； - 2、易于固定，且热管理简单； - 1、内阻大，电芯内部不容易散热， - 1、不容易固定，容易鼓包； 寿命低； - 2、成本较高; - 2、Pack管理系统复杂， - 3、热管理复杂； - 1、安全防爆阀的设计要求高，一般 不能侧放或倒立; - 2、能量密度相对低；
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方形电池国内状态
在白名单中筛选方形动力电池单体生产企业共16家：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 厂家名称 惠州比亚迪电池有限公司 宁德时代新能源科技有限公司 合肥国轩高科动力能源有限公司 力神动力电池系统有限公司 中航锂电（洛阳）有限公司 江苏春兰清洁能源研究院有限公司 哈尔滨光宇电源股份有限公司 骆驼集团新能源电池有限公司 山东威能环保电源科技股份有限公司 山东衡远新能源科技有限公司 天津中聚新能源科技有限公司 芜湖天弋能源科技有限公司 河南锂动电源有限公司 东莞市迈科新能源有限公司 星恒电源股份有限公司 山东恒宇新能源有限公司 现有合作伙伴 自主品牌 大巴、上汽、吉利 大巴、北汽、上汽、江淮、众泰、新大洋 北汽、大众、一汽、江淮、广汽、康迪 江南众泰、东风大巴、物流车 一汽、东风等大巴示范车 大巴 未找到合作伙伴资料 大巴、众泰、一汽、福田、沂星 吉利、康迪 五洲龙、长江 比亚迪 大巴和物流车 公交、物流车、特种车 物流车、特种车 力帆、金华
◎
- 电芯容量大，其模组组合 性能一般； - 由于模块可以集成很高能量 密度，且空间利用率较高， 因此系统具有较高能量密 度； - 大容量电池，管理系统 （尤其是热管理系统）相 对简单； - 导流散热能力强，但软包 结构需要机械固定;
○ - 电芯容量大，其模组组合性能
一般；
○
○
◎ - 由于模块可以集成很高能量
电池（包）制造工艺与生产规划介绍
概述
目前，主流的锂电池封装形式主要有三种，即圆柱、软包和方形，不同的封装结构意味着 不同的特性，它们各有优缺点。
2
圆柱电池简介
圆柱形锂电池一般采用钢壳或铝壳封装，有诸多型号，比如18650、21700、26500等。 圆柱型锂电池采用相当成熟的卷绕工艺，自动化程度高，产品传品质稳定，成本相对较低。 目前，特斯拉已经启动了21700电池的规模化生产，或将在世界范围内引领一股“21700 风潮”。 NO PART
- 单体较多，因此为了保证温 度均一性和模块安全性，需 要增加额外成本；
○
- 软包结构需机械固定，增加 了额外成本；
○
-
集成效率高，机械性能好，且 易进行热管理，因此成本最 低；
◎
△Unsatisfactory ○: Good ○ : Better ◎: Superior
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圆柱、软包、方形模块比较
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 厂家名称 深圳市比克动力电池有限公司 惠州亿纬锂能股份有限公司 浙江超威创元实业有限公司 深圳沃特玛电池有限公司 天津力神电池股份有限公司 远东福斯特新能源有限公司 浙江天能能源科技有限公司 东莞市迈科新能源有限公司 东莞市振华新能源科技有限公司 江苏天鹏电源有限公司 苏州宇量电池有限公司 江苏海四达电源股份有限公司 上海德朗能动力电池有限公司 江苏智航新能源有限公司 中天储能科技有限公司 东莞市创明电池技术有限公司 广东天劲新能源科技股份有限公司 山西皇城相府中道能源有限公司 广西卓能新能源科技有限公司 孚能科技（赣州）有限公司 广州鹏辉能源科技股份有限公司 珠海市鹏辉电池有限公司 河南新太行电源有限公司 现有合作伙伴 一汽、众泰、奇瑞、大巴 南京东宇、欧鹏巴赫、物流车 南京金龙、国宏汽车、重庆中力 东风、一汽 北汽、大众、一汽、江淮、广汽、康迪、华泰 众泰、北汽、江淮、大巴 奇瑞 公交、物流车、特种车 未找到合作伙伴资料 东风、众泰 未找到合作伙伴资料 有起火事故 未找到合作伙伴资料 成立于2012年7月，以前主要是数码产品 南京金龙、绿地方舟 康迪、力帆、金龙、吉利 未找到合作伙伴资料 公交、物流车、特种车 未找到合作伙伴资料 未找到合作伙伴资料 主要为数码产品 未找到合作伙伴资料 大巴、日产、东南、新大洋
1 2 3 4 Cap-up 顶壳 PTC 热敏电阻 CID 电流阻断器 Vent 防爆阀
5
6 7 8 9 10
Gasket 密封圈
Top Insulator 顶部绝缘圈 Can 钢/铝壳 Bottom Insulator 顶部绝缘圈 Jelly Roll 卷芯 Tab 极耳
3
圆柱电池国内状态
在白名单中筛选圆柱动力电池单体生产企业共23家：
△
○
◎
寿命可靠性
○
◎ - 导流散热能力强，钢或铝壳机
械强度高 ，寿命可靠性高
○
成本
○
- 模组结构较复杂，高性能液 冷系统较复杂，成本较 高；
○ - 模组结构简单，且易进行热管
理，因此成本最低；
◎
△Unsatisfactory ○: Good ○ : Better ◎: Superior
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圆柱、软包、方形电池包比较
软包电池模块能量密度最高，集成效率较高，寿命可靠性较高， 但成本较高。 方形电池模块可以同时满足低成本，快充及集成效率，但能量密 度最低。 圆柱电池模块成本较低，但其他特性较弱。
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圆柱、软包、方形电池包比较
圆柱电池包 软包电池包 方形电池包
组合性 能量密度
管理系统
- 电芯容量小，其模组组合性 更高； - 由于模块能量密度低，导致 系统能量密度不是很理想；
6.0
Life 9.00
8.50
8.00 6.00
5.0
7.00
9.00 Energy Cost Cylindrical
6.00 7.00 8.50 9.00 Safety 8.00
6.00 Stack in Pouch 8.00 8.00 Power Cost Jelly roll in Prismatic Can
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方形电池简介
卷绕式是将分条后的极片固定在卷针上随着卷针转动将正极极片、负极极片以及隔膜卷成 电芯的工艺方式。 NO
1 2 3 4 5 6
PART
正极片送料机构 隔膜放卷机构 负极片送料机构 轧压辊 卷绕机构 封贴及切断机构
卷绕式工艺生产的电芯虽然在电化学性能上略差于叠片式电芯，但优势在于生产自动化程 度高，制成容易，适合大规模生产。因此市场上的方形电池一般都为卷绕式工艺生产。
4
圆柱电池国内状态
1、圆柱电池国 内外差距较大。 2、国内比克、 力神在产品能量 密度方面占据第 一梯队。
5
软包电池简介
软包锂电池所用的关键材料—正极材料、负极材料及隔膜—与传统的钢壳、铝壳锂电池之 间的区别不大，最大的不同之处在于软包装材料(铝塑复合膜)。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)。软包电池一般采用叠片工艺。
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方形电池国内状态
1、方形电池国 内外基本没有差 距。 2、国内CATL在 产品能量密度方 面一枝独秀。
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圆柱、软包、方形电芯比较
圆柱电芯 软包电芯 ◎ ○ ○ ◎ ○
- 一般;
方形电芯 ○ ◎
- 好;
一致性 散热能力 倍率特性 组装难度
- 较好；
○ ◎
- 一般
- 较好;
- 较好;
- 一般 - 容易;