消费类、动力类、储能类电芯的区别
锂离子电池按照下游应用不同可以将锂电池分为小型的消费类锂电池(3C)、动力型锂离子电池以及大型的储能电池领域。

一.动力电池
动力电池是提供动力给动力设备的电池,目前它是锂离子电池需求增长迅猛的应用领域。它广泛应用于新能源汽车、电动工具、电动自行车等。动力电池其实也是储能电池的一种,主要应用于电动汽车,由于受到汽车的体积和重量限制以及启动加速等要求,动力电池比普通的储能电池有更高的性能要求,如能量密度要尽量高,电池的充电速度要快,放电电流要大,但普通储能电池的要求没有这么高。
1.产品特点:
动力类锂离子电池需要更多考虑充电速度、续航里程、可靠性、一致性,毕竟要长时间(至少5~10年)等要求。能量密度:动力电池的电池包的重量占汽车重量约25%,电池重量的变化会直接影响电车行驶能耗。相同电量下,电池包更高的质量能量密度,拥有更长的续航里程。充电速度:目前的动力电池的充电速度也是十分重要的一个指标,动力电池目前各大电池厂家设计的倍率在4C-6C之间甚至更高,来减少用户的等待时间。安全性和一致性:动力汽车电池包是使用大量电池串并联配组使用。理想上要求动力电池出问题(安全、存储、循环等)的几率要在一亿分之一以下,如果一直较差,那么电池在使用过程中很容易造成过充和过放进而引发安全问题。
2.正极类型:
目前动力电池市场主要有三元锂电池、LiFePO4电池、LiMn2O4电池等。从动力电池整体配套的情况来看,三元锂电池和LiFePO4电池占据了动力电池的大部分市场。当然动力电池领域还有一个非常值得关注的正极材料:NCA镍钴铝(8:1.5:0.5),单体能量密度高,但门槛也非常高。
二、消费电池
消费电池是锂离子电池另一重要应用领域,消费型锂离子电池主要用于手机、便携式电脑、数码相机、数码摄像机、移动电源、电动玩具等消费电子产品,即所谓“3C产品”的锂电池电芯及模组,主要形态分为圆柱、方形和软包,电池。圆柱锂电池直径较大,限制了终端消费电子产品的厚度;方形锂电池外观设计较为固定,同时难以做到薄型化,因而以上两种锂电池均较难满足部分消费类电子产品对电池轻薄、尺寸多变的要求。聚合软包锂电池采用铝塑膜作为壳体,质量轻,安全性好,同时外形设计较为灵活,能量密度高,更为适配消费电子产品对电池轻薄、尺寸多变、安全等方面的要求。因此,消费锂电池当前多采用聚合物软包类锂电池。消费电池行业已趋于成熟,整体需求相对稳定。
1.产品特点:
消费类锂离子电池使用条件相对也没那么严苛,也无需长时间可靠性,通常是单独使用一般不需要配组,所以对一致性没有太大要求,但是由于消费类的手机、平板空间有限并且非常珍贵,因此消费类锂离子电池对于尺寸要求严格、容量、能量密度等要求很高。高端的消费类电池使用了最先进的技术和材料,而动力电池更多是需要先进的工艺控制、一致性控制和质量管理。消费类产品循环寿命要求没有动力电池和储能要求那么长,比如我们手机使用2-3年就会发现手机电池容量衰减到80%,主要是因为手机大部分都是一天1充或者2充,换算下来手机不到3年容量就将低于80%,这时候要么更换电池,要么更换手机。
2.正极类型:
消费电池中钴酸锂仍然占主导,三元NCM虽然有高克容量但是目前不容易代替LCO,主要是它会在高电压下的产气。钴酸锂正极材料原料虽然有成本高(钴价昂贵)、循环性能差、安全性能差等劣势。但由于其振实密度大、工作电压高等特点,目前在超薄电子产品领域仍有优势,目前在中高端智能手机、笔记本电脑、平板电脑等领域的应用需求保持稳定。同时,由于5G手机更新换代后,单台手机带电量增长以及消费无人机、TWS耳机和电子烟等新型消费电子产品的不断出现,均对钴酸锂正极材料带来一定的市场需求增长LCO压实密度最高,在消费电子有限的体积里具有最高的体积能量密度。优异的振实密度和体积能量密度、循环性能以及高低温性能,提高充电截止电位可以进一步提高LCO的能量密度,因此高电压、高压实钴酸锂材料将会是未来的方向。
三、储能电池
储能电池指电能的储存,能够将电能转化为化学能。目前在储能电池市场,主要有两大应用领域:电力储能、家用储能。电力储能电池即电力储能技术,储存电能的技术。应用场景:如抽水蓄能、电池蓄能、机械蓄能、压缩空气蓄能等,可以应用在工业各个领域。家用储电电池一般偏向于户外,比如现在家停电时或者出外露营时都需要一种大容量、高续航的储能电池以备不时之需求。
1.产品特点:
储能锂电池对于使用寿命有更高的要求。新能源汽车的寿命一般在5-8年,而储能项目的寿命一般都希望大于10年。动力锂电池的循环次数寿命在1000-2000次,而储能锂电池的循环次数寿命一般要求能够大于5000次。因为储能电池对体积能量密度和质量能量密度的要求并不突出,而是更强调安全和成本,从材料的本征特性来看,磷酸铁锂的热稳定性和材料成本都优于三元,循环次数也已能做到近万次,因而在全球储能市场的应用日趋广泛。
2.正极类型:
动力锂电池与储能锂电池有一些区别,但从电芯上看,好像都可以采用磷酸铁锂电池和三元锂电池。但是储能应用中基本上都是磷酸铁锂,主要是由于储能电站安全事故频发,储能专用锂电池对能量密度要求不高但安全性要求高,因为电化学储能系统内有上百至上万颗的电池,一旦起火延烧扩大,处理难度很高。在2022年6月29日,国家能源局发布《防止电力生产事故的二十五项重点要求《意见稿》中提出:大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池。所以储能电池基本上都是使用磷酸铁锂。
小结:
目前市面上消费类电池市场基本上已经形成了一定的稳定态,电池研发主要是追求更高的体积能量密度和更高的电池容量;动力电池的市场头部占有率基本上已经定型,小部份份额还在重新构建的阶段,目前动力电池追求方向主要是长续航和电池充电速度。储能电池目前也没有什么明显的新方向,主要是追求大容量,已经从280Ah到314Ah又到现在宁德和海辰587Ah或又是阳光的684Ah。
