中國粉體網(wǎng)訊 根據(jù)封裝方式和形狀不同,動力電池可分為方形電池、軟包電池和圓柱電池。
三種結(jié)構(gòu)電池對比(圖片來源:GGII、招商證券)
近幾年,刀片電池、彈匣電池、4680圓柱電池等等......如果關(guān)注最近的動力電池行業(yè)動態(tài),這些概念或許有所耳聞。新能源汽車發(fā)展如火如荼,最為核心的動力電池領(lǐng)域也是暗流涌動,為了滿足廣大用戶的需求,企業(yè)推出各類形態(tài)的動力電池,但關(guān)于軟包電池的消息卻很少。
何謂軟包電池?
所謂軟包電池,顧名思義就是采用了軟性包裝的電池,是相比圓柱和方形這兩種硬殼電池的一種叫法,其所用的關(guān)鍵材料(正極材料、負極材料、電解液及隔膜)與方形、圓柱電池的區(qū)別不大,最大的不同之處在于軟包電池采用鋁塑復(fù)合膜作為外殼,方形和圓柱電池則采用金屬材料作為外殼。
由于形狀不同,圓柱電池主要采用卷繞工藝;方形電池可以采用卷繞和疊片工藝,目前以卷繞為主;軟包電池以疊片工藝為主。
三種電池形式的電極配置的理想化橫截面(圖片來源:A Direct Comparison of Pilot-Scale Li-Ion Cells in the Formats PHEV1, Pouch, and 21700)
軟包電池早在1990年就被索尼率先開發(fā)了出來,在1998年就已經(jīng)被應(yīng)用在了汽車之上。由此可見,軟包電池并不是什么高科技的新技術(shù),它在汽車領(lǐng)域也有著超過20年的發(fā)展歷史。軟包電池除了歷史悠久之外,它還擁有高安全、高能量、高靈活、低內(nèi)阻等四大優(yōu)勢。
在國內(nèi)不受待見?
從國際市場來看,根據(jù)EV Sales的數(shù)據(jù)顯示,2020年歐洲銷量排前20名的電動車中,其中有15款采用的是軟包電池,包括戴姆勒、日產(chǎn)、雷諾、大眾、現(xiàn)代、奧迪、沃爾沃等企業(yè)均有軟包電池的車型,當然,電池主要依靠日韓國廠商提供。2020年動力電池裝機量中,方形、軟包、圓柱市占率分別約49%、28%、23%。
盡管軟包電池有著諸多優(yōu)點,但是在中國市場的發(fā)展現(xiàn)狀并不樂觀。2021年的數(shù)據(jù),從配套占比上來看,軟包電池的總裝機量占比還不到1/10,并且近幾年總體是下滑的趨勢。
中國動力電池三種結(jié)構(gòu)占比(%)(數(shù)據(jù)來源:GGII)
國內(nèi)前十動力電池生產(chǎn)商中,孚能科技是唯一一家堅持三元軟包路線的企業(yè),然而它只排第九。
(數(shù)據(jù)來源:中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟)
軟包電池在國內(nèi)遭遇的尷尬狀況,一方面與我國動力電池的支持政策相關(guān)。
2015年3月26日,工信部發(fā)布《汽車動力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》,明確要求自2015年5月1日起,動力電池企業(yè)需按照《規(guī)范條件》要求,通過“汽車動力蓄電池生產(chǎn)企業(yè)管理系統(tǒng)”進行在線申報,只有搭載“白名單”內(nèi)的動力電池,才可以進入《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦目錄》,進而獲得補貼。當然,日韓動力電池企業(yè)無緣補貼。
在補貼政策的大力支持下,以寧德時代、比亞迪為代表的動力電池企業(yè)發(fā)展迅速,占據(jù)國內(nèi)電池裝機量的大部分市場份額,而這些頭部電池企業(yè)主要供應(yīng)方形電池。主要供應(yīng)軟包電池的日韓動力電池企業(yè),則在“白名單”主導(dǎo)之下逐步淡出中國市場,進一步導(dǎo)致了軟包電池供應(yīng)的收縮。
另一方面,軟包電池生產(chǎn)成本較高,供應(yīng)鏈在國內(nèi)還不成熟。供應(yīng)情況決定了三種類型電池的發(fā)展走向,寧德時代、比亞迪把方形電池的規(guī)模做的很大,客戶也就更多地選擇方形電池。有限的需求自然提不起設(shè)備等供應(yīng)商的興趣,進而使得軟包電池沒有完備的配套國產(chǎn)供應(yīng)鏈鏈作支撐,長久以來,形成了負反饋。
軟包電池成本結(jié)構(gòu)中除傳統(tǒng)的電池材料外還包括鋁塑膜,其成本占比近二成,是軟包電池生產(chǎn)不可或缺的重要部分。
國內(nèi)鋁塑膜主要依賴進口,日韓企業(yè)全球供應(yīng)占比73%。鋁塑膜源于日本,第一代鋁塑膜產(chǎn)品由日本昭和電工與索尼公司在1999年合作研發(fā)生產(chǎn),后續(xù)DNP也開始自主研發(fā)。目前日本DNP市占率50%,全球排名第一,其次是日本昭和電工和韓國栗村化學(xué),國產(chǎn)替代進程較慢。因此,國內(nèi)電池廠商選擇國產(chǎn)化程度更高、技術(shù)鏈更成熟的方形電池路徑。
未來可期?
首先,中國新能源補貼政策已經(jīng)解除了對日韓系電池的限制,所以擁有先進軟包電池技術(shù)的日韓系電池將會暢通無阻的進入中國市場。有競爭才會有壓力,有壓力才會有動力,事實上在軟包電池逐漸得到車企們的認可之后,國內(nèi)的電池廠商也已經(jīng)加入了軟包電池的研發(fā)行列。
再者,固態(tài)電池被認為是未來電池的發(fā)展方向,傳統(tǒng)的折疊,卷繞等電池排列方式已經(jīng)不再使用,沒有液態(tài)電解液的限制,硬質(zhì)殼體也并非電池必需品,軟包電池將是最適合固態(tài)電池的封裝方式。
最后,軟包電池的需求放量同樣引發(fā)了國內(nèi)企業(yè)的重視,紛紛加大了推進步伐。此前一直制約軟包的鋁塑膜迎來轉(zhuǎn)機,紫江企業(yè)、新綸科技等企業(yè)多年的追趕,已經(jīng)形成突破。并且在電池廠商的扶持下,拿下訂單,通過量產(chǎn)有望建立起精益生產(chǎn)模式。供給趨向穩(wěn)定的話,電池廠商便愿意推進軟包電池裝機,車廠也愿意推向配套車型。
參考資料:
雷科技、GGII、華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究、每日財報、中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、澎湃新聞
1、Thomas Waldmann, Stefan Rössler, Markus Blessing, Robin Schäfer, 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
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安)
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