軟包動力電池究竟為何？2021-03-26 09:20
大眾入股國軒高科，意在穩(wěn)定軟包三元電池供應；戴姆勒斥資9億元入股國內軟包電池龍頭孚能科技……2020年以來，伴隨全球電動汽車需求增長，車用動力電池產業(yè)正悄然變化，其中，國際車企巨頭紛紛“站隊”軟包電池，使軟包動力電池發(fā)展進一步受到產業(yè)重視。
業(yè)內有分析認為，隨著大眾、戴姆勒等國際車企加速在華電動化攻勢，加上國內主流車企紛紛推出配套軟包電池的中高端車型，軟包電池廠商加速擴產，今年國內軟包動力電池市場份額將有望提升，迎來拐點。
軟包動力電池究竟為何？
一般來看，車用動力電池按照封裝形式分可分為方形、圓柱、軟包等形式。與圓柱和方形電池相比，軟包電池的內部構成要素差別不大，最大差異在于軟包電池采用鋁塑膜作為封裝外殼，而圓柱和方形電池外殼主要采用金屬材料。
而至于電池最為核心的四大部分，如正極、負極、隔膜、電解液，這三種形式的動力電池之間的區(qū)別并不大。但由于工藝上的不同，軟包電池、圓柱電池和方形電池之間的技術優(yōu)缺點依舊存在差異。
也正因如此，方形電池和圓柱電池在汽車市場滲透率中遠高于軟包電池。那么，這是否意味著軟包電池就比方形或是圓柱差呢？顯然并不是。
事實上，軟包電池的發(fā)展歷史并不短，早在1994年，軟包鋰離子電池就已被提出，1996－1997年多家日本公司開始了液態(tài)及凝膠鋰離子軟包電池產品技術開發(fā)及應用，目前鋰離子軟包電池已基本壟斷3C市場。隨著軟包電池逐漸得到廣泛應用，便于2000年正式開始被應用于汽車行業(yè)，至今也有近20年的汽車領域應用歷史。
對于其優(yōu)勢，日前，孚能科技董事長兼CEO王瑀在第二屆新能源汽車及動力電池（CIBF2021深圳）國際交流會上將軟包電池的獨特優(yōu)勢總結為“三高一低”，即高安全、高能量密度、高靈活性、低成本。
具體而言，由于軟包電池的形狀是長方形，并且很薄，傳熱面積大，非常便于散熱和熱管理，這樣的設計使得電池在極端的情況下能夠受控，所以安全性較高。
在高能量密度方面，軟包電池采用鋁塑膜封裝的形式，相同容量前提下能節(jié)省更多的裝配組件，理論上能量密度可以更高。
在高靈活性方面，軟包電池的形狀可變，尺寸可調，并且重量方面較同等容量的鋼殼電池輕40％，較鋁殼電池輕20％，可以滿足汽車廠商各種差異化需求，提供從超跑到越野車的底盤集成化方案，適合多種場景應用。
此外，在成本上，相較其他電池形態(tài)，軟包電池的理論材料成本最低，同時軟包電池的內阻較小，可以極大降低電池的自耗電，電池循環(huán)壽命更長也是成本的降低。不過從目前來看，軟包電池設備沒有方型電池設備成熟、設備攤銷成本還比較高。
冷熱不均的國內外市場
如上述所言，軟包動力電池具備多項優(yōu)勢，發(fā)展空間應非常廣泛，但就市場份額來說，軟包動力電池在國內市場裝機量占比并不高。
具體來看，中國化學與物理電源行業(yè)協會動力電池應用分會數據顯示，2020年中國新能源汽車市場動力電池裝機量約為64GWh，其中方形、圓柱和軟包電池裝機量分別為50．88GWh、9．20GWh和3．93GWh，對應市場份額分別為79．5％、14．4％和6．1％。由此來看，國內動力電池裝機主要以方形電池為主，軟包電池市場份額還不足10％。
與國內市場形成鮮明對比的是，軟包動力電池在歐洲市場的應用較為廣泛。EV Sales數據顯示，2020年歐洲銷量前20名的電動汽車中，有15款車型采用了軟包電池，包括戴姆勒、日產、雷諾、大眾、現代、奧迪、沃爾沃等，市場占比超過70％。而供應這些國際主流車企的電池供應商主要是LG化學、SKI、遠景AESC等，這些電池供應商主要生產軟包電池。
對于當前形成的動力電池市場格局，蜂巢能源科技有限公司總裁楊紅新認為，現今軟包電池、方形電池、圓柱電池的市場格局，是由歷史原因造成的。他舉例稱，“特斯拉當初使用圓柱電池，并不一定是圓柱電池優(yōu)于其他電池，而是電池供應商數量有限，可選擇的余地小。而從區(qū)域來說，歐洲做電動汽車比中國要早，但當時歐洲車企量產電動汽車時，可選的電池供應商也只有LG化學、SKI、三星等。”在他看來，電動汽車發(fā)展之初，動力電池的選擇是由供給決定的。
不過，隨著當前中國與歐洲都在加速電動汽車發(fā)展，國外動力電池企業(yè)進入中國、國內動力電池企業(yè)走向海外的趨勢愈發(fā)明顯，這也使動力電池市場格局在悄然變化，軟包電池有望在今年迎來發(fā)展機遇。
中國化學與物理電源行業(yè)協會秘書長劉彥龍在接受蓋世汽車采訪時表示，從需求端來看，戴姆勒、大眾、通用、現代等國際主流車企近兩年在華加大電動汽車市場布局，這些車企鎖定的動力電池訂單多以軟包動力電池為主；同時國內主流車企也紛紛推出配套軟包電池的中高端車型，這些都將推動中國軟包電池市場的崛起。
而在全球市場，此前有研究機構預測，到2030年軟包電池在新能源汽車市場滲透率將達45％，幾乎占據半壁江山。
國內軟包電池迎風口
基于軟包電池的獨特優(yōu)勢和市場預期，目前已有不少車企與動力電池企業(yè)布局軟包電池。
早在2018 年，國內軟包動力電池龍頭企業(yè)孚能科技就與戴姆勒簽署了長達10年、累計超過170GWh的訂單協議。不僅如此，2020年戴姆勒還參與了孚能科技IPO戰(zhàn)略配售，獲得該公司約3％股份，成為孚能科技股東。
孚能科技董事長兼CEO王瑀向蓋世汽車透露，目前孚能科技和戴姆勒的合作非常順利，此前簽約的長期訂單，今年會進入量產。
除了戴姆勒，孚能科技還與吉利科技集團、江鈴集團新能源、國機智駿、東風嵐圖等汽車廠商就動力電池供應達成合作，其中，孚能科技與吉利科技集團共同建設的動力電池工廠，預計合計產能不少于120GWh，2021年開工產能不少于20GWh。
據了解，從供給端方面來看，今年將是軟包動力電池集中投產、放量的一年。據悉，孚能科技鎮(zhèn)江一期8GWh軟包電池今年將實現滿產；億緯鋰能日前透露，其現有軟包電池產能為10GWh，今年將滿產滿銷；LG新能源南京軟包項目，以及其與吉利汽車合資建設的10GWh軟包項目將下線；遠景AESC無錫20GWh軟包電池一期項目也于今年投產。此外，寧德時代、萬向一二三、捷威動力、國軒高科等眾多動力電池企業(yè)預計也將有軟包電池項目陸續(xù)落地投產。
劉彥龍認為，軟包動力電池產能的釋放，也將給下游車企更多選擇，以滿足國內外主機廠中高端乘用車需求。
材料與安全問題仍不容忽視
盡管軟包動力電池市場前景廣闊，但其在產業(yè)發(fā)展的道路上同樣布滿荊棘。
日前，現代汽車和北汽新能源相關車型均因搭載的軟包電池存在安全隱患而啟動召回，這一定程度上說明，軟包電池首先要重視的還是安全問題。
同濟大學汽車學院副院長魏學哲亦表示，軟包電池要在汽車上用好，還存在相當多的挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)主要分四類，一是尺寸和機械設計問題；二是成組后所受預緊力大小需結合軟包全生命周期規(guī)律調節(jié)；三是難以設計熱管理系統(tǒng)；四是復雜工況下密封、熱失控等安全性問題規(guī)律不易掌握。
王瑀認為，車用動力電池安全性問題可從兩條路徑去提升，一是從活性材料上解決，比如在極端情況下出現熱失控問題，如何解決鋰化后負極材料及SEI膜穩(wěn)定性的問題比較關鍵。二是電解液方向。軟包電池在極端情況下也會出現熱失控，業(yè)內普遍認為固態(tài)電池是徹底解決目前鋰離子電池熱失控的最終方案。但就現階段而言，固態(tài)電解質還不成熟，距離真正的應用還有很長時間，所以發(fā)展方向應先從液態(tài)到半固態(tài)（凝膠），然后再到半固態(tài)（固體電解質），最后過渡到全固態(tài)電池。
除了電池本身性能的安全隱患，軟包電池目前也面臨上游材料供應安全的風險。軟包電池區(qū)別于圓柱和方形電池的最大差異在于鋁塑膜的封裝結構。據悉，動力鋰電池上游環(huán)節(jié)正極材料、負極材料、隔膜、電解液、封裝材料等五大關鍵材料中的前四種材料均已實現國產化，鋁塑膜封裝材料作為鋰電池材料領域技術難度最高的環(huán)節(jié)之一，是產業(yè)鏈中唯?尚未完全國產化的材料，當前車用電池鋁塑膜市場主要被日本企業(yè)所壟斷。由此來看，國內軟包動力電池如若拓寬市場，提高鋁塑膜國產化率是繞不過去的問題。
據了解，明冠新材是目前國內鋁塑膜制造的龍頭企業(yè)，該公司制造鋁塑膜已有十余年干法復合、熱法制膜的技術沉淀。據明冠鋰膜技術總監(jiān)李成利介紹，截至目前，明冠新材的動力、儲能鋁塑膜（CAP153），除PA／PP材料外，其他材料均為國產或自我開發(fā)產品，PP及PA也已處于自研及國產化測試階段，預計1～2年內全部材料將實現本土化，徹底解開鋁塑膜的所有技術封鎖。
明冠新材董事長兼總經理閆洪嘉向蓋世汽車表示，原來業(yè)內對鋁塑膜考慮的主要是成本問題，而現在考慮的更多是供應安全問題。據他分析，鋁塑膜將在未來一段時間處于爆發(fā)期，技術的完全國產化與產能提升將是接下來需要解決的問題。
據悉，明冠新材在上市前已有300萬平米鋁塑膜產能，年產1000萬平米鋁塑膜募投項目目前正在建設中。據閆洪嘉透露，當前鋁塑膜募投項目進展順利，明冠新材將根據鋁塑膜市場需求狀況統(tǒng)籌安排推進相應產品的研發(fā)和生產，并做好未來3－5年的技術儲備，預計產能將在今年得到大幅度釋放。
業(yè)內有觀點認為，隨著鋁塑膜國產化今年將有重大突破，國內軟包電池今年也有望迎來拐點。屆時，國內動力電池裝機企業(yè)排名和市場份額又將發(fā)生怎樣的變化，值得關注。
＊版權聲明：本文為蓋世汽車原創(chuàng)文章，如欲轉載請遵守 轉載說明 相關規(guī)定。違反轉載說明者，蓋世汽車將依法追究其法律責任！
來源：蓋世汽車
深圳市恒創(chuàng)興電子科技有限公司是一家專業(yè)從事BMS電源管理系統(tǒng)、鋰電池保護板、儲能電池的開發(fā)、集成、測試、銷售及相關電子產品的生產，混合集成電路的技術開發(fā)、生產、測試及銷售一體的高新科技企業(yè)，電池保護板定制廠家。
業(yè)內有分析認為，隨著大眾、戴姆勒等國際車企加速在華電動化攻勢，加上國內主流車企紛紛推出配套軟包電池的中高端車型，軟包電池廠商加速擴產，今年國內軟包動力電池市場份額將有望提升，迎來拐點。
軟包動力電池究竟為何？
一般來看，車用動力電池按照封裝形式分可分為方形、圓柱、軟包等形式。與圓柱和方形電池相比，軟包電池的內部構成要素差別不大，最大差異在于軟包電池采用鋁塑膜作為封裝外殼，而圓柱和方形電池外殼主要采用金屬材料。
而至于電池最為核心的四大部分，如正極、負極、隔膜、電解液，這三種形式的動力電池之間的區(qū)別并不大。但由于工藝上的不同，軟包電池、圓柱電池和方形電池之間的技術優(yōu)缺點依舊存在差異。
也正因如此，方形電池和圓柱電池在汽車市場滲透率中遠高于軟包電池。那么，這是否意味著軟包電池就比方形或是圓柱差呢？顯然并不是。
事實上，軟包電池的發(fā)展歷史并不短，早在1994年，軟包鋰離子電池就已被提出，1996－1997年多家日本公司開始了液態(tài)及凝膠鋰離子軟包電池產品技術開發(fā)及應用，目前鋰離子軟包電池已基本壟斷3C市場。隨著軟包電池逐漸得到廣泛應用，便于2000年正式開始被應用于汽車行業(yè)，至今也有近20年的汽車領域應用歷史。
對于其優(yōu)勢，日前，孚能科技董事長兼CEO王瑀在第二屆新能源汽車及動力電池（CIBF2021深圳）國際交流會上將軟包電池的獨特優(yōu)勢總結為“三高一低”，即高安全、高能量密度、高靈活性、低成本。
具體而言，由于軟包電池的形狀是長方形，并且很薄，傳熱面積大，非常便于散熱和熱管理，這樣的設計使得電池在極端的情況下能夠受控，所以安全性較高。
在高能量密度方面，軟包電池采用鋁塑膜封裝的形式，相同容量前提下能節(jié)省更多的裝配組件，理論上能量密度可以更高。
在高靈活性方面，軟包電池的形狀可變，尺寸可調，并且重量方面較同等容量的鋼殼電池輕40％，較鋁殼電池輕20％，可以滿足汽車廠商各種差異化需求，提供從超跑到越野車的底盤集成化方案，適合多種場景應用。
此外，在成本上，相較其他電池形態(tài)，軟包電池的理論材料成本最低，同時軟包電池的內阻較小，可以極大降低電池的自耗電，電池循環(huán)壽命更長也是成本的降低。不過從目前來看，軟包電池設備沒有方型電池設備成熟、設備攤銷成本還比較高。
冷熱不均的國內外市場
如上述所言，軟包動力電池具備多項優(yōu)勢，發(fā)展空間應非常廣泛，但就市場份額來說，軟包動力電池在國內市場裝機量占比并不高。
具體來看，中國化學與物理電源行業(yè)協會動力電池應用分會數據顯示，2020年中國新能源汽車市場動力電池裝機量約為64GWh，其中方形、圓柱和軟包電池裝機量分別為50．88GWh、9．20GWh和3．93GWh，對應市場份額分別為79．5％、14．4％和6．1％。由此來看，國內動力電池裝機主要以方形電池為主，軟包電池市場份額還不足10％。
與國內市場形成鮮明對比的是，軟包動力電池在歐洲市場的應用較為廣泛。EV Sales數據顯示，2020年歐洲銷量前20名的電動汽車中，有15款車型采用了軟包電池，包括戴姆勒、日產、雷諾、大眾、現代、奧迪、沃爾沃等，市場占比超過70％。而供應這些國際主流車企的電池供應商主要是LG化學、SKI、遠景AESC等，這些電池供應商主要生產軟包電池。
對于當前形成的動力電池市場格局，蜂巢能源科技有限公司總裁楊紅新認為，現今軟包電池、方形電池、圓柱電池的市場格局，是由歷史原因造成的。他舉例稱，“特斯拉當初使用圓柱電池，并不一定是圓柱電池優(yōu)于其他電池，而是電池供應商數量有限，可選擇的余地小。而從區(qū)域來說，歐洲做電動汽車比中國要早，但當時歐洲車企量產電動汽車時，可選的電池供應商也只有LG化學、SKI、三星等。”在他看來，電動汽車發(fā)展之初，動力電池的選擇是由供給決定的。
不過，隨著當前中國與歐洲都在加速電動汽車發(fā)展，國外動力電池企業(yè)進入中國、國內動力電池企業(yè)走向海外的趨勢愈發(fā)明顯，這也使動力電池市場格局在悄然變化，軟包電池有望在今年迎來發(fā)展機遇。
中國化學與物理電源行業(yè)協會秘書長劉彥龍在接受蓋世汽車采訪時表示，從需求端來看，戴姆勒、大眾、通用、現代等國際主流車企近兩年在華加大電動汽車市場布局，這些車企鎖定的動力電池訂單多以軟包動力電池為主；同時國內主流車企也紛紛推出配套軟包電池的中高端車型，這些都將推動中國軟包電池市場的崛起。
而在全球市場，此前有研究機構預測，到2030年軟包電池在新能源汽車市場滲透率將達45％，幾乎占據半壁江山。
國內軟包電池迎風口
基于軟包電池的獨特優(yōu)勢和市場預期，目前已有不少車企與動力電池企業(yè)布局軟包電池。
早在2018 年，國內軟包動力電池龍頭企業(yè)孚能科技就與戴姆勒簽署了長達10年、累計超過170GWh的訂單協議。不僅如此，2020年戴姆勒還參與了孚能科技IPO戰(zhàn)略配售，獲得該公司約3％股份，成為孚能科技股東。
孚能科技董事長兼CEO王瑀向蓋世汽車透露，目前孚能科技和戴姆勒的合作非常順利，此前簽約的長期訂單，今年會進入量產。
除了戴姆勒，孚能科技還與吉利科技集團、江鈴集團新能源、國機智駿、東風嵐圖等汽車廠商就動力電池供應達成合作，其中，孚能科技與吉利科技集團共同建設的動力電池工廠，預計合計產能不少于120GWh，2021年開工產能不少于20GWh。
據了解，從供給端方面來看，今年將是軟包動力電池集中投產、放量的一年。據悉，孚能科技鎮(zhèn)江一期8GWh軟包電池今年將實現滿產；億緯鋰能日前透露，其現有軟包電池產能為10GWh，今年將滿產滿銷；LG新能源南京軟包項目，以及其與吉利汽車合資建設的10GWh軟包項目將下線；遠景AESC無錫20GWh軟包電池一期項目也于今年投產。此外，寧德時代、萬向一二三、捷威動力、國軒高科等眾多動力電池企業(yè)預計也將有軟包電池項目陸續(xù)落地投產。
劉彥龍認為，軟包動力電池產能的釋放，也將給下游車企更多選擇，以滿足國內外主機廠中高端乘用車需求。
材料與安全問題仍不容忽視
盡管軟包動力電池市場前景廣闊，但其在產業(yè)發(fā)展的道路上同樣布滿荊棘。
日前，現代汽車和北汽新能源相關車型均因搭載的軟包電池存在安全隱患而啟動召回，這一定程度上說明，軟包電池首先要重視的還是安全問題。
同濟大學汽車學院副院長魏學哲亦表示，軟包電池要在汽車上用好，還存在相當多的挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)主要分四類，一是尺寸和機械設計問題；二是成組后所受預緊力大小需結合軟包全生命周期規(guī)律調節(jié)；三是難以設計熱管理系統(tǒng)；四是復雜工況下密封、熱失控等安全性問題規(guī)律不易掌握。
王瑀認為，車用動力電池安全性問題可從兩條路徑去提升，一是從活性材料上解決，比如在極端情況下出現熱失控問題，如何解決鋰化后負極材料及SEI膜穩(wěn)定性的問題比較關鍵。二是電解液方向。軟包電池在極端情況下也會出現熱失控，業(yè)內普遍認為固態(tài)電池是徹底解決目前鋰離子電池熱失控的最終方案。但就現階段而言，固態(tài)電解質還不成熟，距離真正的應用還有很長時間，所以發(fā)展方向應先從液態(tài)到半固態(tài)（凝膠），然后再到半固態(tài)（固體電解質），最后過渡到全固態(tài)電池。
除了電池本身性能的安全隱患，軟包電池目前也面臨上游材料供應安全的風險。軟包電池區(qū)別于圓柱和方形電池的最大差異在于鋁塑膜的封裝結構。據悉，動力鋰電池上游環(huán)節(jié)正極材料、負極材料、隔膜、電解液、封裝材料等五大關鍵材料中的前四種材料均已實現國產化，鋁塑膜封裝材料作為鋰電池材料領域技術難度最高的環(huán)節(jié)之一，是產業(yè)鏈中唯?尚未完全國產化的材料，當前車用電池鋁塑膜市場主要被日本企業(yè)所壟斷。由此來看，國內軟包動力電池如若拓寬市場，提高鋁塑膜國產化率是繞不過去的問題。
據了解，明冠新材是目前國內鋁塑膜制造的龍頭企業(yè)，該公司制造鋁塑膜已有十余年干法復合、熱法制膜的技術沉淀。據明冠鋰膜技術總監(jiān)李成利介紹，截至目前，明冠新材的動力、儲能鋁塑膜（CAP153），除PA／PP材料外，其他材料均為國產或自我開發(fā)產品，PP及PA也已處于自研及國產化測試階段，預計1～2年內全部材料將實現本土化，徹底解開鋁塑膜的所有技術封鎖。
明冠新材董事長兼總經理閆洪嘉向蓋世汽車表示，原來業(yè)內對鋁塑膜考慮的主要是成本問題，而現在考慮的更多是供應安全問題。據他分析，鋁塑膜將在未來一段時間處于爆發(fā)期，技術的完全國產化與產能提升將是接下來需要解決的問題。
據悉，明冠新材在上市前已有300萬平米鋁塑膜產能，年產1000萬平米鋁塑膜募投項目目前正在建設中。據閆洪嘉透露，當前鋁塑膜募投項目進展順利，明冠新材將根據鋁塑膜市場需求狀況統(tǒng)籌安排推進相應產品的研發(fā)和生產，并做好未來3－5年的技術儲備，預計產能將在今年得到大幅度釋放。
業(yè)內有觀點認為，隨著鋁塑膜國產化今年將有重大突破，國內軟包電池今年也有望迎來拐點。屆時，國內動力電池裝機企業(yè)排名和市場份額又將發(fā)生怎樣的變化，值得關注。
＊版權聲明：本文為蓋世汽車原創(chuàng)文章，如欲轉載請遵守 轉載說明 相關規(guī)定。違反轉載說明者，蓋世汽車將依法追究其法律責任！
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