2025 年锂离子电池袋电芯性能分析

2025 年，袋装锂离子电池因其轻质、灵活的设计和高能量密度而表现出强劲的性能。这些电池在消费电子产品、电动汽车和可再生能源储存等许多领域脱颖而出。袋装电池采用铝层压外壳，使电池更轻，并可定制形状。许多制造商选择袋装电池的原因在于其包装效率、适应性和安全性优势。下表显示了 每种锂离子电池芯形式的市场份额:

袋装锂离子电池芯的设计支持高性能、安全性和市场增长，因此继续受到欢迎。

邮袋电池的特点

轻型设计

袋式电池的突出特点是结构轻巧。制造商采用 柔性层压铝箔外壳 由多层铝和塑料制成。这种设计省去了棱柱形和圆柱形电池中常见的厚重金属外壳。因此，袋装锂离子电池芯的重量约为 1.5 千克。 40% 比钢壳锂电池轻，20% 比铝壳电池轻 相同容量的电池。内部结构将阴极、隔膜和阳极材料薄层堆叠在金属箔上，使电池结构紧凑、重量轻。没有坚硬的外壳意味着电池仓必须提供额外的支撑，但重量的减轻却有利于许多应用。

• 袋式电池使用的是柔性层压铝箔外壳。
• 这种设计既能减轻重量，又能保护电池。
• 其灵活的结构可实现各种形状和尺寸。
• 袋状细胞是 比棱柱形和圆柱形电池轻.

柔性包装

袋式电池的柔性包装为设计提供了极大的灵活性。制造商几乎可以制造出任何形状或尺寸的小袋，包括 超薄、弧形、圆形、三角形、六边形等等。这种适应性有助于 将电池装入狭小或不规则的空间这对无人机、电动汽车和便携式电子产品等设备非常重要。柔软、轻便的邮袋设计便于定制，以满足客户的特定需求。 实验测试证实 这种袋装锂离子电池芯可以生产成任何想要的形状，因此适用于各种应用。

高能量密度

袋装电池具有高能量密度，这意味着它们能以更小更轻的封装储存更多能量。2025 年，领先的袋装锂离子电池的重力能量密度可达 450 Wh/kg，体积能量密度可达 1150 Wh/L。一些下一代型号甚至接近 500 Wh/kg 和 1300 Wh/L。这种较高的能量密度使袋装电池成为电动汽车和便携式电子产品的理想选择，因为在这些产品中，空间和重量是最重要的。

袋状电池在以下方面也优于棱柱电池和圆柱电池 系统级能量密度.灵活的设计可以更好地利用空间，从而提高电池组的总存储能量。

空间效率

袋式电池的特点包括出色的空间效率。灵活的无套管设计使小袋电池可以压缩并密集排列，从而提高电池组的体积能量密度。与圆柱形电池不同，圆柱形电池因其圆形而留有空隙，而小袋电池可以堆叠，浪费的空间极小。棱柱形电池也能很好地利用空间，但其较厚的壁和复杂的装配增加了重量和成本。

注：虽然袋式电池可提供 更高的能量密度和更好的空间效率他们 需要外部支持结构 以应对压力和膨胀。这可能会降低电池组的部分空间效率，但灵活的设计仍为集成到紧凑型设备中提供了显著优势。

袋装电池的优点包括结构轻巧、能量密度高和设计灵活。这些特点使袋装锂离子电池芯成为要求有效利用空间和重量的应用的首选。

锂电池袋性能

周期寿命

循环寿命衡量的是袋式电池在容量下降到设定水平之前可以充放电多少次。2025 年，袋式电池的循环寿命有所提高，但仍落后于 棱柱和圆柱形电池.软边袋设计允许膨胀，这会限制深度循环和长期可靠性。制造商在贫电解液条件下测试循环寿命，以更好地反映实际使用情况。下表显示了 不同邮袋细胞类型的周期寿命:

在将袋式电池与其他格式进行比较时：

• 棱镜电池的循环寿命最长。其坚固的结构和更好的热管理有助于延长其使用寿命。
• 圆柱形电池的循环次数比袋装电池多，但比棱柱形电池少。它们性能可靠，易于制造。
• 袋式电池具有重量轻、成本低的优点，但由于膨胀和结构不牢固，其循环寿命最短。

请注意： 棱柱形磷酸铁锂袋装电池 但对于重量和空间要求较高的应用场合，袋式电池仍然是首选。

快速充电

快速充电是 2025 年袋式电池发展的一个关键领域。新型材料和设计有助于这些电池在不降低性能或安全性的情况下加快充电速度。一些最新进展包括

• 正极中的单壁碳纳米管提高了导电性，降低了过电位，有助于防止快速充电过程中出现锂镀层。
• 负极上的激光烧蚀可降低电阻，改善锂离子运动，使充电更快更安全。
• 具有不同颗粒大小的双层负电极可减少极化并提高充电率。
• 高镍 NMC 阴极在高充电速率下可提高导电性并降低过电位。
• 先进的电解质和多孔分离器进一步提高了快速充电性能。

DESTEN 等制造商开发的袋式电池可以 充电速率高达 10C在 10-15 分钟内即可充满电。即使在数百次快速充电后，这些电池仍能保持高容量。独立测试证实，这些 lifepo4 袋装电池性能良好，在高温和挤压等极端条件下也能保持安全。

• 快速充电速率：4C 至 10C（10-15 分钟充满电）
• 高容量保持率：在 5C 下循环 800 次后，容量保持率为 ~84%
• 经第三方测试验证的安全性和可靠性

安全方面

电池安全是袋装电池的重中之重。制造商使用多种安全功能来防止热失控、起火和膨胀等危险。其中一个重要特征是 安全加固层（SRL）位于铝集流器和阴极之间。这一层在正常使用时保持导电，但如果温度升至 100°C 以上或发生短路，电阻会迅速增大。这种作用可阻止电流流动，防止过热。

SRL 占阴极重量不到 0.5%，因此不会影响电池性能。测试表明，SRL 可将爆炸率降低 50% 以上，并将热失控时间延迟约 300 分钟。它还能降低故障时的峰值温度，有助于减少火灾损失。其他安全功能包括

• 电解质和隔膜中的热响应聚合物，在加热时可阻断离子流动。
• 正温度系数（PTC）材料，可在过热时中断电流。
• 外部装置，如压力阀和灭火器，尽管这些装置不如内部装置有效。

袋式电池常见的安全事故包括 膨胀、排气、低压爆裂和热失控。这些问题通常发生在过充电或短路时。与圆柱形电池不同，袋装电池没有内置安全装置，因此需要依靠外部保护和精心的系统设计。Lifepo4 袋装电池不容易起火，但如果被滥用，仍会膨胀或排气。

袋式电池的安全性取决于内部安全功能和精心的系统集成。定期监控和保护电路有助于防止大多数事故的发生。

热管理

热管理可使袋装电池保持在安全、高效的温度下。良好的热控制可提高性能、电池安全性和循环寿命。袋式电池采用主动和被动两种冷却方法：

• 主动冷却： 采用特殊流道的水冷系统 快速散热。这种方法在电动汽车中很常见。它能使电池温度保持稳定，防止出现热点。
• 被动冷却 相变材料（PCM） 它们在融化时会吸收热量，从而保持温度均匀。PCM 在紧凑型系统中运行良好，不需要额外的能源。
• 混合动力系统:将液体冷却、PCM 和蜂窝状散热片结合在一起，可增加热传导并保持温度均匀。

工程师还使用热管和 标签冷却 以管理高需求应用中的热量。片式冷却针对电池最热的部分，可提高冷却效率并延长电池寿命。下表比较了不同的热管理方法：

热管辅助冷却 混合冷却系统可保持最高温度稳定并减少热梯度，从而有助于保持性能和可靠性。混合冷却系统，如同时使用热管和 PCM 的系统，即使在极端环境下也能很好地工作。Lifepo4 袋式电池得益于这些先进的热管理策略，有助于防止过热和延长循环寿命。

有效的热管理对于袋式电池的安全性、性能和长期可靠性至关重要，尤其是在电动汽车和大功率设备中。

袋形与棱形与圆柱形

能量密度

能量密度衡量的是电池在一定重量或体积内存储的能量。袋装电池通常在能量密度方面领先，因为其灵活的设计减少了额外的材料。这意味着每个电池内部可容纳更多的活性材料。棱柱电池的密度也很高，但其金属外壳会增加重量。圆柱形电池由于其圆形和较厚的外壳，能量密度较低。高能量密度有助于延长设备的运行时间，并使电动汽车更轻便。对于空间和重量要求较高的项目，许多工程师会选择袋式电池。

安全比较

安全仍然是每种锂离子电池形式最关注的问题。每种电池类型都有其独特的安全特性和风险。锂离子电池 下表比较了主要安全特性:

如果损坏或过度充电，袋装电池可能会膨胀。棱形电池的边角可能会变形。圆柱形电池能很好地承受压力，在恶劣条件下通常表现出最佳的安全记录。

成本因素

成本效益在选择锂离子电池形式时起着重要作用。 材料成本，尤其是 NMC811 和 LFP 等阴极的材料成本这占了大部分开支。制造电池的设备（如涂布机）也会增加成本，但增加的成本低于材料成本。袋式电池使用的外壳材料较少，可以降低成本。但是，如果袋式电池的面积负荷较低，则需要更多的无源部件和更多的设备，这可能会增加成本。地点、能源和劳动力对总成本的影响较小。政治支持或补贴可能有助于进一步降低成本。总的来说，袋式电池的成本因素与其他类型的锂离子电池相当。

适用性

每种电池类型都有不同的用途。袋式电池因其重量轻、形状灵活，在电动汽车、无人机和薄型电子产品中非常适用。棱柱电池适用于巴士和储能系统的大型电池组。圆柱形电池为工具、电动自行车和某些汽车提供动力，因为它们坚固且易于冷却。工程师在为每项工作挑选合适的电池时，都会考虑能量密度、安全性和成本效益。

小贴士选择最佳电池类型取决于设备的需求。袋装电池在重量和密度方面具有优势，而圆柱形电池则具有很强的安全性和可靠性。

锂离子电池的市场趋势

电动汽车和电子产品的采用

2025 年，汽车公司在电动汽车中更多地使用袋装锂离子电池.政府的规定和激励措施推动了这一趋势的发展。这些电池有助于汽车行驶得更远，充电得更快。目前，电动汽车拉动了对袋式电池的大部分需求。 到 2027 年，专家预计电动汽车使用的袋式电池将超过 60%.全球袋式电池的年产量约为 15 亿个，其中大部分用于电动汽车领域。

智能手机、笔记本电脑和可穿戴设备等消费电子产品仍在使用袋装锂离子电池。人们需要电池寿命长的轻便设备。然而，随着电动汽车和储能系统的发展，袋装电池在电子产品中的份额有所下降。亚太地区，尤其是中国，在制造和使用这些电池方面都处于领先地位。政府的大力支持和投资有助于这一增长。

2025 年的创新

2025 年，制造商将推出几种用于袋装锂离子电池的新技术：

• NEO 电池材料公司在硅阳极上使用一步法纳米涂层.这一过程有助于延长电池的使用寿命并加快充电速度。
• Batene 以羊毛电流收集器取代了传统的箔片。这一改变提高了能量密度和安全性。
• SONOCHARGE 采用声波技术改善锂离子运动，减少有害枝晶。
• Nanoloy 利用等离子打印技术制造出粘合力更强的电池，从而延缓电池老化。
• Vocai 增加了片上气体传感器，以实现更好的电池管理和安全性。

其他改进包括 尺寸灵活、结构轻巧、热量分布更均匀.这些变化使袋式电池更耐用、更高效。

区域市场动态

所有地区都将更多地使用 LFP 化学和更高能量密度的电池。电动汽车和储能解决方案项目的需求持续上升。企业还注重回收和二次利用，以提高可持续性。

电池制造面临的挑战

膨胀和叠加压力

制造商面临着锂离子电池电芯膨胀和叠片压力的重大挑战。Lifepo4 袋装电池可以 体积膨胀到 10% 在多次充电后，电池会膨胀。出现这种膨胀的原因是电池在充电和放电过程中会产生气体。膨胀会对电池部件（如焊接处）造成压力，从而导致损坏。为了控制这种情况，工程师使用弹簧或其他装置施加稳定的压力。他们必须将堆栈压力保持在 3 和 8 psi.如果压力过低，细胞可能会过度膨胀。如果压力过高，细胞可能会受损。随着时间的推移，细胞会增长 11-13%，因此压力系统必须进行调整。 恒压装置与固定板相比，弹簧或气动系统更有效。它们能保持压力稳定，有助于延长电池的使用寿命。但是，这些额外的部件会占用空间，降低 lifepo4 袋装电池的能量密度优势。此外，还需要导热板进行冷却，这进一步降低了空间利用率。

耐用性和损坏风险

耐用性是电池单元的关键问题。在制造过程中，微小的金属颗粒会进入电池内部。这些微粒可能会造成短路，从而导致热失控。 电池温度升至 130°C 以上时开始出现热失控现象.它可能导致电池排出热气，甚至起火。这种危险会扩散到附近的电池，并引起连锁反应。Lifepo4 袋装电池在以下情况下需要小心处理 真空抽空、电解液填充和加压.化学危险包括易燃溶剂和爆炸性粉尘。工厂使用防火材料和独立的储存区来提高安全性。目前还没有关于所有安全措施的完整的公共指南，因此每个公司都必须遵循最佳做法。

供应链问题

电池供应链面临着几个问题。锂和钴等原材料难以获得，价格昂贵。运输延误和短缺会导致生产放缓。回收和报废管理则增加了更多挑战。废旧电池必须安全地收集、测试和处理。这一过程需要成本和特殊设备。公司希望通过改进回收方法和使用更安全的材料来提高成本效益。Lifepo4 袋式电池具有更高的安全性和更长的使用寿命，随着时间的推移，有助于减少浪费和降低成本。

2025 年的袋式电池技术具有能量密度高、设计灵活、性能强大等特点，适用于多种应用。袋式电池的优点包括结构轻巧、易于定制。制造商和买家应考虑以下因素 化学类型、循环寿命、安全特性、电压和工作温度范围 在选择电池时。

袋式电池的市场将持续增长，其中包括 固态电池和智能能源系统等新型创新技术.这些变化将有助于满足对安全、高效和适应性强的电池日益增长的需求。

• 为需要轻质、高能和定制形状的设备选择袋式电池。
• 始终根据每种应用的需求匹配电池功能。

常见问题

袋装锂离子电池与其他类型电池有何不同？

袋式电池使用柔软的弹性外壳，而不是坚硬的金属外壳。这种设计使电池更轻，更容易成型。对于需要定制电池尺寸的设备，许多工程师都会选择袋装电池。

袋装锂离子电池的安全性如何？

袋式电池包括安全层和防止过热的特殊材料。电池损坏后会膨胀，但很少发生爆炸。工程师会添加保护电路并对电池进行监控，以确保用户的安全。

邮袋电池可以回收利用吗？

是的，公司可以回收袋装锂离子电池。它们可以去除锂、钴和镍等有价值的金属。回收有助于减少浪费和节约资源。许多国家现在都要求实施电池回收计划。

为什么眼袋细胞会随着时间的推移而膨胀？

在充电和放电过程中，电池内部会产生气体。这些气体会导致电池袋膨胀。工程师利用压力系统控制膨胀，使电池保持良好的工作状态。

人们在哪些地方最常使用袋装锂离子电池？

人们在电动汽车、智能手机、笔记本电脑和无人机中都能找到袋装电池。它们重量轻、形状灵活，是许多现代设备的首选。