软包、方形、大圆柱，谁是固态电池封装“最优解”？

将方形、大圆柱应用于固态电池的探索也正在进行。

固态电池量产节点正在靠近，关乎技术路线的争议，也不断从固态电解质向正负极材料、封装形式、制造工艺等方面扩散。产业力求在无数的搭配组合中寻找一个兼具性能与成本、既能解决基础科学问题又便于量产突破的“最优解”。

其中在封装形式上，“叠片+软包”一直被认为最适合固态电池。然而，从国内外固态电池团队的产业化尝试来看，方形与大圆柱的形式也正在实践中得到检验。

从固态电解质出发，目前氧化物、硫化物分别是半固态、全固态电池研发的相对主流选择，由于它们柔韧性较弱，更需要采用叠片工艺来降低变形、弯曲或断裂的概率。同时,软包封装可为充放电过程中的体积变化提供空间。一旦内部发热,软包电池会出现鼓胀,从电池表面最薄弱的部位鼓开,不会产生剧烈爆炸,安全性相对较高。

此外，由于软包封装采用的是铝塑膜外壳，相比采用钢铝外壳的方形、圆柱封装更为轻巧，可降低材料成本，有利于电池能量密度的提升。

另据LG新能源表示，由于其团队选择基于硫化物电解质的全固态技术路线，在电芯成型、系统应用过程中均需施加额外压力，采用软包封装更为容易，从而有效促进离子的移动，提升电池的整体性能。相比之下，提高方形电池的压力不仅过程复杂，且成本昂贵。

据不完全梳理，宁德时代、孚能科技、国轩高科、赣锋锂电、卫蓝新能源、广汽昊铂等多家企业已将软包封装应用于部分半固态、全固态电池产品上。随着叠片效率的不断提高，叠片软包有望在成本上获得优势，进一步助力固态电池产业化。

不过，随着固态电池量产持续推进，方形封装普及率高的影响也开始显现，这种封装形式也并没有被完全舍弃。

三星SDI近期表示，虽然目前主要测试软包固态电池，但其计划在2027年实现的是方形铝壳全固态电池的批量生产。

一方面，其认为方形铝壳可提高电池安全性，对外部冲击具有较强抵抗力，有助于电动汽车降低火灾风险。

另一方面，由于方形电池在动力电池领域的普及率很高，在未来仍🧟‍将是主流选择，这也是三星SDI将重点放在方形固态电池上的重要原因之一。

在国内，蜂巢能源、清陶能源在初代半固态电池上，太蓝新能源在超快充半固态电池产品上均采用了方形封装形式。

有调研纪要指出，清陶能源最初进行固态电池规划时，拟全部采用软包封装。但或许是主机厂基于成本考量，要求改用方形铝壳方案。目前智己L6所搭载的光年固态电池便是采用方形铝壳方案。

从实验室角度来看，有文献指出，目前生产固态电池最合适的电池形状是平面形状，即方形或软包电池都可以，旨在保留固态电解质的结构完整性。至于哪种形式将被大规模应用于产线上,可能取决于解决技术瓶颈后的降本速度。

另值得注意的是，在电芯标准化的趋势之下，大圆柱+半固态的趋势正在显现。

卫蓝向蔚来汽车提供的第一代半固态电池，采用的是软包封装。但今年4月，卫蓝与江淮钇为签订固态电池合作协议，则将推进的大圆柱半固态电池在新能源车上的应用。

双方将联合开发4695大圆柱形态的半固态电芯，基于34Ah的电芯单体、实现超300Wh/kg的能量密度、支持整车600km-1000km的续航，计划于2025年进入批量生产。

江淮方面表示，此次合作是基于对标准化电池产品的需求，也纳入了大圆柱形态“成本最低”、半固态电池提高性能的综合考量。

正力新能在半固态电池技术研发上，也采取了与电芯标准化相结合进行正向开发的策略。其已推出半固态超长续航大圆柱电池，电芯能量密度达到306Wh/kg；相对应的正力骐龙电池系统，系统能量密度超245Wh/kg，整包电量可达170kWh。

此外，马车动力、创明新能源等的半固态电池产品也是基于大圆柱形态。

除了以上三种传统封装形式，也有如QuantumScape一类的企业推出方形软包结合的新封装形式，以应对锂金属负极的采用。

QS认为，圆柱形电池的卷绕结构不适合锂金属电池，方形和软包电池则需要额外的机制来适应负极膨胀，或对电池热管理和快充性能产生影响。

方形与软包结合，即由方形结构搭建框架、软包作为外层包裹，两者共同支撑起来的空间，便是锂金属在充放电过程中膨胀和收缩的空间，充满电时电池正面才会与框架齐平。

总的来看，无论是沿用旧有封装形式，还是开辟新的结构，固态电池封装路线在确定后都将为产线与相关设备的应用带来新的空间。业界仍在不断探索和优化，以期找到最适合固态电池的封装解决方案。