CIBF丨双登集团孙全：软包电池在通信领域的应用研究

2021年3月19日，由中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会联合电池中国网共同举办的第二届新能源汽车及动力电池（CIBF深圳）国际交流会在深圳隆重召开。大会期间，双登集团股份有限公司研发副总监孙全以《软包电池在通信领域的应用研究》为题发表了主题报告。

以下为演讲实录：

各位嘉宾，大家上午好，我报告的题目是软包电池在通信行业的应用。软包电池在国内的出货量越来越小，大家都往方形铝壳方向上走，铝壳和软包我们都做，下面我讲一下软包电池在通信行业的应用情况。我的报告有三个部分：1.公司的简单介绍；2.软包电池在通信应用发展方向；3.通信应用解决方案。

我开始第一个部分内容。在座的各位有的对我们公司比较了解，有的是不了解的，我简单介绍一下。我们公司主要做工业电池，在工业电池领域做到行业第一，在通信行业，市场占有率是30%以上，也是全行业第一。手机终端有华为、苹果、OPPO，给这些终端提供信号的、提供流量的就是通信设备，设备供应商有中兴、华为，但是给这些设备提供能源供给的就是双登。虽然大家对我们公司不太了解，但是我们一直默默为大家服务。

由于产品使用场景的原因，产品应用异常的分散，分布于全球各地。同时我们的客户也在全球各地，所以销售和服务网络遍布全球，公司有4个海外交付中心，满足产品全球交付的需求。

（图）这是6大基地，铅酸电池有2大基地，锂电池目前只有江苏，安徽锂电生产基地在推进当中。现在产能2GWh，到6月份之后就会翻番，实现4GWh产能，另外还有回收和线缆的公司。公司有5个研发中心，北京储能系统研发、深圳5G产品研发、上海BMS管理系统研发、南京集成产品研发，还有锂电池和先进电池产品的研发工作，国内外的高校院所保持紧密合作，有30人的院士、专家团队给我们公司技术发展指明方向。

我们通信产品的主要客户是各大运营商，全球TOP50家的供应商我们进了30多家，服务170多个国家，比如说华为、中兴是设备的供应商，还有爱立信、沃达丰等顶级的运营商。我们公司是电池行业内唯一环境友好企业，对一家涉铅企业这个是非常难得的，我们在研发、制造、销售和应用、回收环节，完全构建了完整闭合的绿色产业链。

我们讲软包电池在通信行业的发展，产品的方向就是要解决客户的痛点，5G时代的来临，用电量、负载都会大幅提高。我们公司也做铅酸电池，铅酸电池的体积能量密度、放电的倍率已经不能完全满足5G对能耗的需求，而锂电池在性能上则可以完全匹配。另外是什么呢？成本。这方面我们是最有发言权的，2018年开始做通信用的锂电池，可以很自豪地说，第一块通信应用的锂电产品出自双登，那时做4810的产品，一组电池卖接近3000元，约5~6元/Wh。现在一组48100的电池也才这个价格，成本已经降了10倍。锂电池一是性能，二是成本，这两要素同时满足，奠定了锂电池在通信行业大规模应用的基础。大家看锂电池迎来了0.5元的时代，铅酸电池是0.4~0.5元Wh。锂电池产品是一个系统，但是铅酸电池单电池应用，锂电池全面替代铅酸是一个迟早的问题，但是铅酸有它的优点，在很长一段时间内，这两个产品都会长期并存，但是趋势是不可逆转。

下面讲我们锂电产品在通信行业的发展趋势，同时客户给我们提出的要求，就是机柜要装更多的电池。比如说原来48V50Ah产品是3U的高度，现在48V100Ah产品也可以做到3U高度，同样的机柜空间产品的容量增加一倍，可以看到体积能量密度提升的幅度是非常大的。软包电池主要的问题是什么？做大难、做小容易，做小是软包电池的优势，比如说蓝牙耳机电池、手机电池、穿戴产品电池等，做小是优势。但是做大和铝壳相比，外壳铝塑膜的强度不高，形状稳定性不好，这就是软包电池的最大劣势。但是作为通信行业应用，要求电池容量不断的增长，做大之后空间不断的压缩，成本不断的下降，这也是行业的发展方向。

做大有什么难处呢？在座的有铝塑膜厂家，也不敢保证铝塑膜10年以上寿命，但是我们产品客户要求5-8年质保，甚至有要求10年以上的。每个厂家工艺都有不一样，为了将电池做大，同时保证长期使用的可靠性。我们做了不同验证，最大做到了12mm，也通过了双85的测试，电池做大，软包电池是可以实现。

为什么要做大？现在C to P、G to M以及刀片电池是根据产品和应用定制电芯。软包电池在通信行业应用也根据机箱和机柜来设计产品，不断的压缩空间，节约连接的结构件，压缩成本，最后实现了体积变小、成本下降。虽然电芯是一个非标规格，但是性价比最高。短时间的非标品，但是长时间来看也可以作为通信行业的标准品。

最后分享一下通信应用各类场景的解决方案。大家知道铁塔公司招标，通信应用就是后备应用，对电池性能要求不高。但是真正做这个行业之后就知道，除了后备使用几百次的循环外，还有5G、高温、低温、离网、IDC高倍率应用，每一个场景对电池的要求都很高。先是5G的特点，覆盖面非常的广，但是使用环境复杂，我们的产品可以上天可以安装到路灯杆、塔上，还下地可以做到井盖上，安装非常的便捷，还可以室内外各类环境使用。

第二个是通信后备场景，电网条件好，如国内基站应用，虽然对产品循环要求不高，达到800~1000次就可以了。但要求电池耐浮充性能好，为此我们需要做3年以上模拟在线浮充性能验证。

离网应用，第三世界国家以及部分发展中国家电网条件差，部分站点没有市电接入，光伏、油机、电池供电，这一类场景电池使用频率高，一天甚至可以循环四次，6-8年的使用寿命，要循环6000-8000次，这对电池的要求非常高。

高温场景，在非洲、东南亚等低纬度地区夏天温度高达40摄氏度以上，机柜中的电池甚至要在50摄氏度环境下工作，电池的寿命衰减非常快，所以我们针对电池的高温性能做了针对性改善，55摄氏度循环，至少保证2000次。

低温场景应用难度最高，因为锂电池在低温下放电没有问题，但是无法充电。低温充电之后会析锂，容量不但会快速衰减，同时还会有安全的问题。我们通过负极功能性碳材料的添加，降低负极低温条件锂离子嵌入的阻抗，改善电池低温充电的性能。北京冬奥会非常适合此类产品的应用。

数据中心应用，要求10min~15min时间，要求电池达到4-6C放电倍率，产品的多级保护功能保证整个系统高可靠性的运行。

为了做好通信行业的应用，我们做了很多的长期而深入的研究，比如说浮充、均充的电压不同电池充电容量、充电一致性以及使用寿命的影响等。不同温度下浮充和间隙式充电方式对电池循环寿命的影响以及不同的荷电状态下充放电对电池寿命的影响。我们发往海外的产品从出厂到上站，前后甚至需要一年的时间，在这一年的时间以何种荷电态储运最佳我们都做了细致的研究。目的是为了电池在客户使用端如何能延长使用寿命，为客户创造更多的价值。

最后用一句话做个小结“没有人比我们更了解锂电池在通讯行业的应用”，谢谢大家。

（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅，仅作为参考资料，请勿转载！）

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