消费锂电池行业发展趋势分析：双电芯、异形电芯、SIP为产品升级方向

发布时间：2023-05-15　　来源：立鼎产业研究网　点击量： 1675　

目前主流的锂电池封装形式主要有三种：圆柱、方形和软包。（1）圆柱锂电池：主要以钢壳圆柱磷酸铁锂电池为主，其特点是电池容量高、输出电压高、具有优良的充放电循环性能、工作温度范围宽、对环境友好等，广泛应用于太阳能灯具、草坪灯具、后备能源、电动工具、玩具模型等。圆柱锂电池生产工艺成熟，PACK成本较低。（2）方形锂电池：指的是外表为铝壳或钢壳、形状为方形的电池。相较于圆柱锂电池，方形锂电池的空间利用率更高、单体容量和体积更大、定制化程度更高，因此更适用于做动力电池。近年来随新能源汽车发展，方形电池需求大幅上升。（3）软包电池：采用铝塑膜作为外壳，其具有高能量密度、质量轻、内阻小、设计灵活等特点，适用于智能手机、平板电脑、可穿戴设备等消费类电子产品，份额占比超90%。在新能源汽车对电池的续航、轻量化要求逐步升高的趋势下，大型动力电池制造商也开始研发测试软包动力电池。

软包、方形、圆柱电池对比

资料来源：公开资料

消费锂电池PACK是将BMS（电源管理系统）、电芯（或由电芯组成的电池组）、结构件组装在一起形成的电池包。电芯是PACK的核心部件，是电池包的充放电单元，消费锂电池中通常包含1-2只电芯；电芯不能独立工作，需要搭配BMS才可以成为能使用的电池。BMS相当于电池包的大脑，对发挥电池整体性能至关重要。BMS通过对电压、电流、温度、SOC（State of Charge）等参数的采集和计算，实现对锂电池的充放电管理。

电芯、BMS、PACK功能与应用

资料来源：公开资料

智能手机中双电芯和异形电芯方案使用率提升，高效利用内部空间提升电池容量；笔代记本电脑中软包电池逐步替代 18650 电池。随着 5G、高刷新率的逐渐普及、高耗能软件增加推动用户对智能手机电池续航需求的提升。近年来，随智能手机屏幕逐渐增大以及对轻薄型的追求，工业设计上体积已接近上限。目前智能手机终端厂商主要采用双电芯和异形电芯方案充分利用机身内部空间，在整体体积不变的前提下提升电池容量。例如 A 客户iPhone XS Max使用了双电芯结构，iPhone 11Pro/iPhone 13Pro 系列使用了异形（L 型）电芯结构。从电池容量上看，iPhone11Pro Max（3969mAh）和 iPhone 13Pro Max（4352mAh）相较于采用普通电池形态的 iPhone 12Pro Max（3687mAh）分别提升了8%/18%。此外，折叠屏手机的普及和放量也带动单机电芯数量提升，例如三星 Galaxy Fold使用两块电池，分布于折叠屏的两侧以保证多屏续航需求。认为，异形电芯和双电芯方案技术要求更高将带动移动终端BMS/PACK价值量提升，其中双电芯还将带动BMS 使用数量提升。智能可穿戴设备更多采用异形电芯方案，例如在圆形智能手表中使用圆形电池，相对方形电池可以利用更多手表内部空间，提升电池容量；智能手环则采用超窄电池。笔记本电脑方面，随用户对轻薄、便携的需求日益增强，中高端笔记本电脑已逐步从 18650电池转向软包电池降低厚度和重量，预计未来软包电池在笔记本电脑渗透率将进一步提升。价值量方面，根据产业调研，估算苹果手机锂电 PACK 价值量约 60-70 元，安卓端手机锂电 PACK 价值量约 30-40 元，笔记本电脑锂电 PACK 价值量约100-200元。

iPhone手机电池的三种方案

资料来源：iFixit

三星Galaxy Fold采用双电池方案

资料来源：JerryRigEverything

SIP封装成为行业发展主流，BMS SIP逐渐普及，未来看行业微创新。SIP（System In Package，系统级封装）是一种功能电子系统（或子系统），包括两个以上异构半导体芯片（通常来自不同的技术节点，针对各自的功能进行优化），通常搭载无源元器件。SIP可包含逻辑芯片、存储器、集成无源器件（IPD）、射频滤波器、传感器、散热片、天线、连接器和电源芯片，SIP 工艺具有尺寸小、散热快、高可靠性等优点，在智能手机、TWS

耳机、智能手表中的触控模组、WiFi 模组、AiP模组等封装中率先得到广泛应用。目前BMS SIP 工艺在可穿戴设备上渗透率较高，智能手机方面，多家一线厂商如苹果、小米等已经在手机锂电池BMS上使用SIP封装，通过减小 BMS PCB 板的面积节省机身内部空间，其他国内安卓厂商正在逐渐跟进，我们预计智能手机端 BMS SIP工艺渗透率将快速提升。认为，消费锂电 BMS/PACK 技术较为成熟，在未来智能手机形态不发生较大变化的前提下，BMS/PACK将在微创新驱动下持续更新迭代，整体价值量将保持稳定。

SIP封装可以大幅节约设备内部空间