锂电池三大封装技术总览：方形、圆柱、软包
朴小烯
电池隔膜
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聚焦锂电新材料
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从目前单体电芯的技术分类来看，主要包括圆柱、软包以及方形电池。其中，圆柱的优势在于较高的生产效率/较低生产成本（vs.软包较高的单体电芯能量密度与安全性，方形较长的使用周期），而圆柱的劣势则主要包括相对较低的单体电芯能量密度与安全性（vs. 软包与方形较低的生产效率/较高生产成本，方形相对较低的单体电芯能量密度与安全性）。
方形电池：
封装可靠度高、系统能量效率高、能量密度较高、结构较为简单、扩容相对方便、可以通过提高单体容量来提高能量密度、稳定性相对好。但由于方形电池可以根据产品的尺寸进行定制化生产，所以市场上型号太多，工艺很难统一；且生产自动化水平不高、单体差异性较大，在大规模应用中，存在系统寿命远低于单体寿命的问题。
圆形电池：
与方形都属于硬壳封装，圆柱型电池工艺成熟，PACK 成本较低，电池产品良率以及电池组的一致性较高;由于电池组散热面积大，其散热性能优于方型电池，但后期依然要面对成组后散热设计难度大、能量密度低等问题。
软包型电池：
采用铝塑膜包装、安全性好、重量较钢壳和铝壳电池轻、具有较高的质量比能量、内阻小、循环寿命更长，但是由于型号众多自动化程度低、生产效率低、成本高、高端铝塑膜严重依赖进口、一致性较差。
预计未来方形电池为封装形式主流。根据高工锂电数据显示，2020年，软包、圆柱、方形三类封装形式的市场分别为：9.50%、9.70%、80.80%；预计 2025年，软包、圆柱、方形三类封装形式占比将分别达到：15.0%、25.0%、60.0%。我们预计2025年软包、圆柱、方形电池三者全球出货量将分别达到：180GWh、300GWh、718GWh。
目前从份额占比来看：方形占大头；而回溯历史份额来看：国内国外还有所不同，并且在各个阶段也有所差异。（1）2017年之前
：我国与海外三种类型电池市场份额变化趋势相同，方形60%以上、软包10%左右，剩余的圆柱。
（2）2017年之后：
国内和海外就表现出完全不同的变化趋势。其中，
国内：
2017-2019年随着宁德和比亚迪的崛起，带动方形电池占比提升，2019年达到近85%；2020年随着国产特斯拉的放量，圆柱电池占比有所回升，反观软包则持续受到挤压。
国外：
2017-2019年松下伴随特斯拉全球崛起，圆柱占比从28%提升至51%；2020年欧洲电动车渗透率快速提升，LG软包放量（欧洲市场更青睐软包），但到了21年，出现电池安全召回事情，叠加大众开始选择方形电池，软包遇冷。
方形电池：
性能适应市场需求，安全性较高适合搭载于中高端车型
方形电池在性能方面更加适合市场需求。
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、系统能量相对高等优势，凭借这些优势，方形电池在目前阶段更加能适应市场需求。但其也具备一些劣势包括：型号多，工艺难统一，生产自动化水平不高，单体差异大等。
方形电池的结构较为简单，铝壳体为主流。
不像圆柱电池采用强度较高的镀镍钢作为壳体，因此整体附件重量要轻，相对能量密度较高。
方形电池安全性高，适合中高端车型。
方形锂离子电池由于安全性高，能够通用于乘用车和商用车，无论纯电动还是混合电动。主机厂在中高端车型上也更倾向于采用方形电池。
方形电池结构较为简单。
铝壳体为主流，典型的方形锂电池主要包括：顶盖，壳体，正极板、负极板、隔膜、绝缘件和安全组件等。
宁德 CTP 和比亚迪“刀片”各有千秋。
比亚迪刀片电池把单个电芯宽度无限拉长，厚度做薄，然后直接把电芯放在整个 PACK 里面进行安装，尽可能简化模组。宁德时代 CTP 在模组和模组间采用一种套筒的连接方式紧贴在一起，同时套筒下游固定装置和整车相连，从而简化了结构。宁德 CTP 功率密度更高，成组效率更高，对大多数整车厂成本控制更为友善；而比亚迪“刀片”电池在空间利用率上表现更好，结构灵活性和耐久性上更具有价值和想象空间。
方形电池市场占比逐步爬升，占据绝大部分市场。
方形电池市场占比从2018年的74%提升到了2021年的87%。
圆柱电池：
能量密度、成组效率低但一致性、安全性较好
圆柱电池能量密度相对较低。
目前圆柱关键以磷酸铁锂电池为主导，其容量高、输出电压高、优异的充放电循环安全性能、输出电压比较稳定、能大电流量放电、操作安全稳定、对环境无污染。
圆柱电池封装的优势有：其生产工艺成熟；单个一致性较好；电池包成本低，使用范围广；耐高温，不易爆炸，安全性较好；内阻小，不易自耗电，有望替代镍氢电池的企业产品。其劣势包括：整体重量重；空间利用率低；成组效率低；能量密度低；径向导热差；单位容量较小；电池管理复杂度较大。
圆形电池结构与方壳类似，PTC 热敏电阻为独有。
常规的圆柱电池除形状外，结构与方壳电池类似。典型的圆柱电池结构包括外壳、盖帽、正极、负极、隔膜、电解液、PTC 元件、垫圈和安全阀等。一般电池外壳为电池的负极，盖帽为电池的正极。
4680为最新突破：全极耳设计主要为了过流和热扩散。
极耳的主要作用是作为极片与极柱的导电通路，决定了电池内阻和电池发热量。与立式极耳相比，全极耳设计把导电通路从局部小块，变成了整个平面的线形焊接，使发热量减少同时强化了快充性能。性能突破。
4680 大幅提升了电池功率（6 倍于 2170 电池），降低了电池成本（14%于 2170 电池），优化了散热性能、生产效率、充电速度、能量密度、循环性能等。
2021年，全球圆柱锂离子电池出货量达到121.7亿颗，同比增长21.0%。
2021年全球圆柱锂离子电池出货量增长较快的细分应用领域主要包括新能源汽车、储能和电动工具等，而电动两轮车用圆柱锂离子电池则因为共享电动车需求大幅度减少以及部分圆柱电池被方形和软包替代，其出货量在2021年出现较大幅度的同比下滑。
2021-2025年，全球圆柱锂离子电池市场规模预计将增长98.1亿美元，期间市场年复合增长率为6.79%。
软包电池电容量和能量密度均较高。
软包电池容量大都在 30Ah-70Ah，其能量密度大多在220V-300V，并且能量密度上最大的优势就是轻，即便是运用了相同的电芯，三元软包电池的能量密度也会比钢壳三元锂电池高出 40%。
软包电池优势还包括：其安全性能好；重量轻，比能量高；内阻小，从而降低电池的自耗；电池容量大，充放电倍率高；外观设计灵活。其劣势包括：成本较高，国内多为进口；一致性差，标准化程度低，生产效率低；成组效率低；容易漏液；壳体机械强度低。
软包电池结构：
外壳为铝塑膜且无顶盖，软包电池的基本结构与圆柱和方形类似，包括正极、负极、隔膜、绝缘材料、正负极极耳和壳体，但软包电池的壳体是铝塑膜，且没有顶盖。
加压工艺是软包电池成型工艺中独特环节。
铝塑膜封装结构决定了极片不能紧密排列，极片之间容易出现空隙，从而影响电池性能，所以在化成两次充电之间采用滚压工艺将极片之间的气体排除。
软包电池由 AESC 开创，由 LG 化学发扬光大。2007 年，动力电池公司 AESC（日产与 NEC 合资公司）将用于手机产品的软包电池做到了车规级标准。2010 年后，搭载 AESC 软包电池的纯电动车日产聆风广受欢迎。2009 年，LG 化学与现代共同推出首款现代 Avante 以及 Forte 电动车，正式迈入汽车电动化时代。2009-2015 年，LG 化学动力电池客户先后囊括通用、福特、科勒莱斯美国三大主流车企，顺利拿下雷诺、沃尔沃、奥迪、戴姆勒等欧洲客户，并通过雷诺-日产-三菱联盟逐渐进入日系车供应链。
圆柱电池：
优点是一致性好、生产效率高、单体成本低，但能量密度较低，模组需要电芯较多，成组后成本优势削弱，寿命较差，电池管理复杂度大;
方形电池：
是国内的主流封装形式，能量密度优于圆柱，优点是对电芯保护强、成组效率高，不足是大电池对制造工艺挑战大;
软包电池：
外形设计灵活，单体的能量密度较高，封装工艺长期可靠性有挑战、铝塑膜加工和使用成本高。
单体性能上，1）能量密度：软包>方形>圆柱，主要考虑机械件重量在质量中的占比，随电池尺寸变大，差异变小；2）散热能力：软包、方形>圆柱；圆柱电池的散热能力在系统层级，因为电池间隙更大得到改善；3）循环寿命：软包>方形>圆柱，圆柱的电解液量相对少；4）安全性：圆柱>软包>方形；此时大圆柱需要使用镀镍钢，此处安全是个相对概念。安全阈值的绝对值在电池热失控的峰值能量下，差异不明显；5）充放电倍率：圆柱>方形>软包；6）成本优势：圆柱>方形>软包。
系统性能上，1）成组效率：圆柱、方形>软包，圆柱、方形、软包模组/系统成组效率分别为 87%/65%、89%/70%、85%/60%；2）可靠性:方形>圆柱>软包；软包封口边漏液是主要的市场失效表现；3）生产效率：圆柱>方形>软包；4）一致性：圆柱>方形>软包；5）成本优势：模块、电池包成组后圆柱成本优势逐渐削弱。
在能量密度方面，
软包电池具有优势。该维度上国内领先的软包电池有宁德时代、孚能科技等，圆柱电池有力神、比克等，方形电池有宁德时代、亿纬锂能等。国内外产品在能量密度的差距上，圆柱、软包电池较大，方形电池基本没有差距，该维度上国外第一梯队多为日韩企业，如 LG 化学、三星 SDI、松下、远景动力等。
在循环寿命上，
方形、软包电池远优于圆柱电池。圆柱电池的寿命可靠性较低与内阻较大、散热能力较弱有关。圆柱卷绕式电池在使用过程中的一种老化失效形式是卷绕极片发生翘曲，翘曲发生的来源可能是电极各层在循环中的体积变化步调不一致。下图存储、低倍率循环、高倍率循环后的电极形态对比中可以明显看到高倍率下的翘曲现象。在卷绕中心处加销轴能一定程度上抑制卷芯的形变，但销轴的引入会增加成本、重量等。
一是看好特斯拉们；二是大圆柱确实有一些突出的性能优势！
特斯拉是全球电动车的领导者，也一直是圆柱电池应用的领导者。
如今的特斯拉毋庸置疑是全球电动车的领导者，尤其在技术创新上更是全球新能源车的“风向标”，因此对其技术创新应尤为重视，从而把握其中确定性的产业趋势。
就电池而言，十年以前，市场上没有一款“十全十美”的动力电池，发展初期的特斯拉为其第一代车Roadster选择电池方案时，即是在比较中选择了“安全性、一致性好的18650圆柱电池”，从而正式开启了圆柱电池应用于纯电动车的时代。
2020年底，特斯拉发布新一代电池4680。
4680大圆柱相较于21700，在规格、成本、安全、使用寿命等方面又实现了全新的突破：续航里程提升16%，充放电功率提升6 倍、容量提升5倍，度电成本可以下降14%。
在特斯拉的极力推动下，随着46大圆柱的产能爬坡，预计也会在较短的年限内完成渗透（类比21700替代18650的速度）。
单独看4680是一项重大创新，而打包“4680+CTC+一体化压铸”更是一项“极限制造”的系统创新，1+1+1＞3。
在整车内卷加剧的情况下，成本将是车企竞争力的关键，而特斯拉通过“4680+CTC+一体化压铸”一套组合拳的技术创新，实现了极致降本。从这个层面去理解，就更不得感慨特斯拉的厉害，也不难理解特斯拉大力推4680大圆柱的必要性。
宝马是46大圆柱的积极推进者。
宝马将从2025年起在“新世代”车型中使用46大圆柱电芯（包括4695和46120两种不同型号）。目前宝马已经给宁德、亿纬、远景各自定点40GWh的46大圆柱订单。
通用汽车希望在未来的电动车型中从软包电池转向大圆形电池。
蔚来汽车：23年2月，据消息人士称蔚来计划在合肥新建电池工厂，规划产能40GWh，将投产自研的46系列大圆柱电池。
此外，包括保时捷、江淮、东风岚图等多家主流车企也在跟进大圆柱电池，对大圆柱上车表达了强烈的意愿。
国内外主流企业均在布局。
国内有宁德、亿纬、远景动力、比克、国轩；国外有LG、松下、三星SDI等多家头部电池企业均已经规划布局、扩产46大圆柱。
特斯拉们为什么大力发展46大圆柱？——本质：大圆柱具有一些突出的性能优势
①做圆柱电池的好处（圆柱电池相较于方形、软包的优势）
在文章的最开头部分，我们已经比较过圆柱、方形和软包3种封装形式的优劣，其中圆柱电池绝对优势就是生产效率和一致性最高，进而能带来产能的快速效应和成本的摊薄；其次，相对优势上，比方形更高的安全性，比软包更高的成组效率等，这些优势都是特斯拉们簇拥圆柱电池的理由。
②把圆柱电池做大的好处（46大圆柱相较于21/18圆柱的优势）
为什么是46？——这是特斯拉经过数据论证，得出46 mm 是续航提升和降本的最优解。而对于高度，目前业界并没有定论，像宝马46大圆柱有高度90和120的两个型号。
把电芯变大最直接的好处就是降低电池包BMS难度
，单车带电量70多度的车18650需要7000+个、2170需要4000+个，庞大的数量对电池系统的连接和热管理提出极高要求，这也是之前较少有车企选择圆柱路线的主要原因之一，但如果是4680单体数量下降到1000个以下，BMS大
大简化。
此外，46大圆柱电池除了用在市场认知的电动车、皮卡等动力领域，还有望应用于储能领域，且已有其他公司规划了储能大电芯，如此大圆柱的天花板不再局限于动力，而是动力+储能。
各有关单位：
大力发展新能源产业，是落实我国碳减排目标、构建双循环发展格局的有力支撑。近年来随着全球新能源开发利用规模不断扩大，应用成本快速下降，以风电、光伏、电动汽车和氢能为代表的新能源产业已成为世界能源版图中最为热门的竞争领域。2022年新能源产业逆势而上，新能源车迎来爆发式增长，新能源乘用车累计批发销量为649.8万辆，同比增长96.3%。在新能源汽车的强劲需求的带动下，动力电池产业迎来了快速发展，成为近年来增长最快的产业赛道之一，正极、负极和隔膜、电解液等新能源材料领域同样进入高速扩产期。
为促进锂电行业新能源材料产业的交流与合作，搭建企业之间交流对接平台，朴烯晶拟定于在宁德召开“2023全国锂电材料行业峰会暨首届宁德论坛”，诚邀新能源汽车、动力电池、正极、负极、电解液、隔膜等新能源材料上下游产业链的国内外技术顶尖教授、资深领袖、行业精英、实战专家、龙头企业与终端工厂技术专家齐聚上海，共同探讨新能源材料的现状、进展、未来以及合作机会，促进上下游产业资源衔接与合作共赢。
（一）会议名称：2023全国锂电材料行业峰会暨首届宁德论坛
（二）会议主题：新材料 新技术 新发展 新方向
（三）会议时间：2023年8月21 - 8月22
（四）会议地点：福建宁德
（五）主办单位：朴烯晶新能源材料（上海）有限公司
（六）承办单位：上海聚朴新材料科技有限公司
（七）会议议程：全体大会及参观宁德时代
（八）宣传平台：
1. 技术交流：为我国从事新能源产业科学研究、开发和产业化的专家、学者、政府有关的管理部门和领导、企业家及其它相关人员搭建一个交流平台，交流和共享研究的最新成果，达到互相促进、共同提高的目标。
2. 产业对接：新能源汽车、动力电池、储能电池、正极材料、负极材料、电解液材料、隔膜材料、新能源电池封装材料、设备等专项对接。
3. 参会代表：新能源汽车生产企业、动力电池企业、正极材料、负极材料、电解液材料、隔膜材料、新能源电池封装材料等新能源材料企业、国内外技术顶尖教授、加工设备厂商等。
1、面向全球的中国锂电产业链机会与挑战
2、新能源汽车、锂电池行业相关国家政策解读
3、新势力主机厂对动力电池的需求
4、锂电池及隔膜行业情况与发展趋势探讨
5、锂电行业发展变局中的隔膜材料趋势与展望
6、高容量电芯正负极材料的研究与进展
7、磷酸铁锂材料迭代与产业化应用
8、富锂锰基正极材料的可控制备与性能研究
9、新能源汽车电池负极材料的技术发展与成本趋势
10、负极石墨化现状及工艺升级突破方向——降本增效
11、添加剂在锂电电解液中的应用
12、动力锂电池隔膜工艺技术与专用料开发情况探讨
13、特种膜技术助力新能源材料产业节能降耗
14、锂电池隔膜生产线维修保养与节能技术交流
15、锂电池隔膜最新涂覆技术探讨
16、粘合剂产品在高性能锂电池（组）中 的应用
17、新能源电池封装材料创新及应用
18、锂电池软包装用铝塑封装膜市场与工艺技术探讨
……
议题持续更新中
2588元/人（含参会费、资料费、会议期间用餐费，不包含酒店及差旅费）
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户名：上海聚朴新材料科技有限公司
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纳税人识别号：91310104MA1FR77Y1Q
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开户行：交通银行股份有限公司上海漕河泾支行
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银行帐号：310066632018800043686
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大会报名及酒店预订请联系：
江女士：18917389576
王女士：18916907923
微信：wenlong113818 / longpu-66（微信）
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