探秘方形电池：应用领域尽显优势

1. 可定制化程度高
方形电池具有很强的可塑性，能够根据搭载产品的具体需求进行定制化设计，这使得其在尺寸上表现出灵活多样的特点。无论是新能源汽车、电子产品还是其他领域的应用，都可以根据实际空间和功率要求对方形电池进行定制，以实现最佳的性能和空间利用率。例如，在新能源汽车领域，车企可以根据车型的需要定制方形电池的尺寸，从而更好地适应车辆的设计布局。
2. 能量密度较高
方形电池的结构相对简单，附件重量轻，这为其带来了较高的能量密度。随着生产工艺的不断改进，外壳以铝壳为主，相比钢壳更加轻便且安全，进一步提升了电池的能量密度。一个典型的方形锂离子电池，主要组成部件包括顶盖、壳体、正极板、负极板、隔膜组成的叠片或者卷绕，绝缘件，安全组件等。其中针刺安全保护装置在卷芯的最外面加上了金属层，如铜薄片，当针刺发生时，能防止针刺位置局部过热，缓减电池热失控发生。过充安全保护装置一般是一个金属薄片，配合 fuse 使用，过充时电池内部出现的压力使得 OSD 触发内部短路，出现瞬间大电流，使 Fuse 熔断，切断电池内部电流回路。
3. 成本优势明显
方形电池的材料完全国产化，对材料技术要求低于软包电池。在相同容量下，整体材料成本比软包电池低 10% 左右。同时，方形电池成品加工相对简单，Pack 锂电池包可靠。国内方形电池技术非常成熟，对材料技术要求不高，业内不存在技术壁垒。这使得方形电池在成本控制方面具有明显优势，能够为企业降低生产成本，提高市场竞争力。
4. 性能优越
方形电池具有内阻小、循环寿命长、封装可靠度高、耐受性好、成组相对简单、系统能量效率高等优势。在性能方面，方形电池具有内阻小的特点，这意味着电池在充放电过程中的能量损耗较小，能够提高电池的使用效率。循环寿命长则使得方形电池在长期使用过程中能够保持稳定的性能，减少更换电池的频率，降低使用成本。封装可靠度高保证了电池在各种复杂环境下的安全性和稳定性。耐受性好使得方形电池能够适应不同的工作温度和环境条件，扩大了其应用范围。成组相对简单，系统能量效率高，使得方形电池在大规模应用中能够更好地发挥其性能优势。
二、方形电池的应用领域

1. 新能源汽车领域
方形电池在新能源汽车领域有着广泛的应用。国际传统厂商如奥迪、宝马等都采用方形硬壳电池解决方案。这是因为方形电池的供应商较多，技术难度相对较低，国内大部分电池供应商也选择开发方形硬壳电池。
车企可以根据车型的需要定制方形电池的尺寸，这一特点曾一度被认为是最适合新能源汽车应用的电池设计。例如吉利几何 A 新能源汽车就采用了宁德时代的方形电池，并且采用了 T 型分布，提升了安全性。方形电池在新能源汽车中具有诸多优势，如内阻小、循环寿命长、封装可靠度高、耐受性好、成组相对简单、系统能量效率高等。这些优势使得方形电池在新能源汽车领域能够更好地发挥其性能，为新能源汽车提供持久稳定的动力。
2. 便携式设备领域
方形电池在充电宝和户外电源中作用不可或缺。以其高能量密度和稳定性以及易堆叠的特点，为便携式充电设备提供持久可靠的电力支持。
在充电宝领域，移速 70000mAh 能量魔方移动电源就采用了方形电池。这款充电宝机身正面品牌、产品名称以及卖点等全部绿色配色，充满了科技风格。电源键、接口等也都全部设在正面上方。其内置的电池为铝合金外壳大单体电池，据介绍为汽车级锂电池，循环寿命更长。
在户外电源领域，ZESE 哲思 500W 便携式储能电源也采用了方形电池。电源主体为金属机身壳，足够坚固，金属外壳表面进行磨砂处理，产品顶部有提手设计，底端则是四个支撑支脚，方便携带。
此外，未来随着科技的不断进步，方形电池的能量密度、充放电速度以及安全性等方面将会得到进一步提升，从而更好地满足人们对便携式电力的需求。无论是在充电宝、户外电源还是其他便携式设备中，方形电池都将继续扮演着不可或缺的角色。
三、方形电池的发展趋势

目前方形电池已成为国内锂电池市场应用最为广泛、装机量最高的细分产品，随着新能源汽车产销规模快速增长，其装机量有望不断提高。
从市场数据来看，2021 年我国方形电池装机量已达 134GWh，同比增长 145.8%，其装机量占据国内锂电池总装机量比例已达 88%。2022 年 1 – 10 月我国新能源汽车产销规模分别完成 548.5 万辆和 528.0 万辆，同比分别增长 111.4% 和 105.4%。在新能源汽车产销规模快速增长的背景下，国内方形电池装机量有望不断提高。预计 2022 年，我国方形电池装机量将达到 163GWh，装机量占比有望接近 92%。前 8 月新能源汽车动力电池累计装机量 145.5GWh，同比增长 115.1%，从外形上看，前 8 月方形电池累计占比达到了 92.8%，其他电芯外形边缘化加剧。
方形电池在市场上的高占比主要得益于其在新能源汽车领域的广泛应用。国际传统厂商如奥迪、宝马等都采用方形硬壳电池解决方案，国内大部分电池供应商也选择开发方形硬壳电池。车企可以根据车型的需要定制方形电池的尺寸，为新能源汽车提供持久稳定的动力。
面对市场挑战，方形电池正朝着差异化、长薄化方向不断升级，国内多家企业积极布局长薄化方形电池赛道。
目前方形电池市场渗透率不断提升，但也面临着较大的替代者威胁挑战，当前大圆柱电池与大软包电池正在加速抢占方形电池市场份额。同时，新能源汽车对锂电池的安全性、续航能力、能量密度等提出了更高要求。为应对这些挑战，我国方形电池正朝着差异化、长薄化方向不断升级。
近年来，国内多家方形电池企业正在积极布局长薄化方形电池赛道。例如 2020 年 3 月比亚迪推出刀片电池、2021 年 9 月中航锂电推出 One-Stop Bettery、2021 年 10 月蜂巢能源推出短刀电池及 2022 年 2 月推出第二代短刀电池等。深圳市光大激光科技股份有限公司副总经理江洪道博士表示，随着方形电芯长薄化发展，预计到 2025 年全球叠片机需求将超 300 亿元，2022 – 2025 年均复合增速达 43%。
叠片机的未来发展方向是切叠一体机，其主要优势在于不产生重片、轻微掉粉、生产效率高、单位产能设备投入成本低、设备占地面积小。光大激光主要做单片 Z 型叠和多片 Z 型叠，多片 Z 型叠对应效率提升非常有利。同时，行业机构预计，到 2027 年采用叠片工艺制造的电池产能将达到 845GWh。
除了蜂巢能源，近两年弗迪电池、亿纬锂能、中创新航、欣旺达等电池企业在方形电池产品中也在大规模采用叠片工艺，“叠片 + 长薄刀片电芯” 已经成为方形电池的趋势主流。电池制造正加速进入 “叠片” 时代，与传统卷绕工艺相比，叠片电池具有更高的能量密度及更稳定的内部结构和更高的安全性，且循环寿命更长，更适合做大尺寸、高倍率和异型电池。
随着电动汽车的普及和电动汽车专用平台的陆续出现，为满足续航、安全、寿命和成本需求，电池设计正在向着长薄化的方向发展，叠片工艺优势开始凸显。得益于头部电池企业在方形叠片工艺上的持续创新和应用，叠片工艺未来在方形电池中有望得到大规模应用，并超越卷绕成为主流。此外，储能市场的快速爆发也驱动叠片电芯需求快速增长。