www.188betkr.com 讯根据封装方式和形状不同,动力电池可分为方形电池、软包电池和圆柱电池。
三种结构电池对比(图片来源:GGII、招商证券)
近几年,刀片电池、弹匣电池、4680圆柱电池等等......如果关注最近的动力电池行业动态,这些概念或许有所耳闻。新能源汽车发展如火如荼,最为核心的动力电池领域也是暗流涌动,为了满足广大用户的需求,企业推出各类形态的动力电池,但关于软包电池的消息却很少。
何谓软包电池?
所谓软包电池,顾名思义就是采用了软性包装的电池,是相比圆柱和方形这两种硬壳电池的一种叫法,其所用的关键材料(正极材料、负极材料、电解液及隔膜)与方形、圆柱电池的区别不大,最大的不同之处在于软包电池采用铝塑复合膜作为外壳,方形和圆柱电池则采用金属材料作为外壳。
由于形状不同,圆柱电池主要采用卷绕工艺;方形电池可以采用卷绕和叠片工艺,目前以卷绕为主;软包电池以叠片工艺为主。
三种电池形式的电极配置的理想化横截面(图片来源:A Direct Comparison of Pilot-Scale Li-Ion Cells in the Formats PHEV1, Pouch, and 21700)
软包电池早在1990年就被索尼率先开发了出来,在1998年就已经被应用在了汽车之上。由此可见,软包电池并不是什么高科技的新技术,它在汽车领域也有着超过20年的发展历史。软包电池除了历史悠久之外,它还拥有高安全、高能量、高灵活、低内阻等四大优势。
在国内不受待见?
从国际市场来看,根据EV Sales的数据显示,2020年欧洲销量排前20名的电动车中,其中有15款采用的是软包电池,包括戴姆勒、日产、雷诺、大众、现代、奥迪、沃尔沃等企业均有软包电池的车型,当然,电池主要依靠日韩国厂商提供。2020年动力电池装机量中,方形、软包、圆柱市占率分别约49%、28%、23%。
尽管软包电池有着诸多优点,但是在中国市场的发展现状并不乐观。2021年的数据,从配套占比上来看,软包电池的总装机量占比还不到1/10,并且近几年总体是下滑的趋势。
中国动力电池三种结构占比(%)(数据来源:GGII)
国内前十动力电池生产商中,孚能科技是唯一一家坚持三元软包路线的企业,然而它只排第九。
(数据来源:中国汽车动力电池产业创新联盟)
软包电池在国内遭遇的尴尬状况,一方面与我国动力电池的支持政策相关。
2015年3月26日,工信部发布《汽车动力蓄电池行业规范条件》,明确要求自2015年5月1日起,动力电池企业需按照《规范条件》要求,通过“汽车动力蓄电池生产企业管理系统”进行在线申报,只有搭载“白名单”内的动力电池,才可以进入《新能源汽车推广应用推荐目录》,进而获得补贴。当然,日韩动力电池企业无缘补贴。
在补贴政策的大力支持下,以宁德时代、比亚迪为代表的动力电池企业发展迅速,占据国内电池装机量的大部分市场份额,而这些头部电池企业主要供应方形电池。主要供应软包电池的日韩动力电池企业,则在“白名单”主导之下逐步淡出中国市场,进一步导致了软包电池供应的收缩。
另一方面,软包电池生产成本较高,供应链在国内还不成熟。供应情况决定了三种类型电池的发展走向,宁德时代、比亚迪把方形电池的规模做的很大,客户也就更多地选择方形电池。有限的需求自然提不起设备等供应商的兴趣,进而使得软包电池没有完备的配套国产供应链链作支撑,长久以来,形成了负反馈。
软包电池成本结构中除传统的电池材料外还包括铝塑膜,其成本占比近二成,是软包电池生产不可或缺的重要部分。
国内铝塑膜主要依赖进口,日韩企业全球供应占比73%。铝塑膜源于日本,第一代铝塑膜产品由日本昭和电工与索尼公司在1999年合作研发生产,后续DNP也开始自主研发。目前日本DNP市占率50%,全球排名第一,其次是日本昭和电工和韩国栗村化学,国产替代进程较慢。因此,国内电池厂商选择国产化程度更高、技术链更成熟的方形电池路径。
未来可期?
首先,中国新能源补贴政策已经解除了对日韩系电池的限制,所以拥有先进软包电池技术的日韩系电池将会畅通无阻的进入中国市场。有竞争才会有压力,有压力才会有动力,事实上在软包电池逐渐得到车企们的认可之后,国内的电池厂商也已经加入了软包电池的研发行列。
再者,固态电池被认为是未来电池的发展方向,传统的折叠,卷绕等电池排列方式已经不再使用,没有液态电解液的限制,硬质壳体也并非电池必需品,软包电池将是最适合固态电池的封装方式。
最后,软包电池的需求放量同样引发了国内企业的重视,纷纷加大了推进步伐。此前一直制约软包的铝塑膜迎来转机,紫江企业、新纶科技等企业多年的追赶,已经形成突破。并且在电池厂商的扶持下,拿下订单,通过量产有望建立起精益生产模式。供给趋向稳定的话,电池厂商便愿意推进软包电池装机,车厂也愿意推向配套车型。
参考资料:
雷科技、GGII、华经产业研究、每日财报、中国汽车动力电池产业创新联盟、澎湃新闻
1、Thomas Waldmann, Stefan R?ssler, Markus Blessing, Robin Sch?fer, Rares-George Scurtu, Wolfgang Braunwarth and Margret Wohlfahrt-Mehrens, A Direct Comparison of Pilot-Scale Li-Ion Cells in the Formats PHEV1, Pouch, and 21700,J. Electrochem. Soc. 2021
(www.188betkr.com 编辑整理/长安)
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