[摘要]軟包電池具備設計靈活、重量輕、內阻小、安全性高、長壽命、能量密度高等特點,能在現有技術水平上提升動力電池的能量密度,在補貼上更有優勢。同時軟包電池能夠提升整車輕量化水平,降低整車使用能耗,其市場競爭力日益增強。
在高能量密度、高續航、輕量化等目標的驅使之下,軟包電池在新能源汽車市場的滲透率及滲透速度正在逐步加快。軟包電池已然成為眾多新能源車企的“寵兒”,諸多電池企業開始在該領域展開積極的布局。
從市場需求來看,近幾年嘗試軟包電池的新能源車企在不斷增多。例如比亞迪、北汽新能源、東風、眾泰等主流新能源車企,都有搭載軟包電池車輛生產計劃。市場終端需求的變化趨勢帶動著動力電池制造企業的變革,這也吸引著不少電池企業參與其中。
軟包電池市占率穩步提升
從電池企業的布局來看,除了國能、卡耐、萬向等電池企業在軟包電池技術上面較早就有布局,隨之而來包括孚能科技、微宏動力、天勁新能源、多氟多、鵬輝能源、桑頓新能源等動力電池企業,均在軟包電池領域展開積極的擴張和布局。
從近幾年動力電池產量增速和應用量來看,軟包電池同比增速較快。從2018年1-5月份的數據來看,中國動力電池裝機量達12.66Gwh,同比增長247.8%。其中軟包動力電池裝機量達1.43Gwh,同比增長71.98%,市場占比已達到11%。
在電池裝機量排名前十五中,涉足軟包電池的企業有五家,包括孚能科技、萬向、國能電池、微宏動力、天勁新能源。與此同時,軟包動力電池市場也在不斷集中,前五家軟包動力電池裝機量達到79%,而孚能科技一家的裝機量就已經占據軟包電池裝機量的34.14%。
軟包電池優勢明顯 市占穩步提升
截止目前,性能、能量密度、安全性等成為了掣肘新能源汽車能否得到更大的市場的關鍵因素。因此研發性能更好、續航里程更高、更安全的動力電池成為了全行業的目標,各種技術路線不斷推陳出新。
軟包電池作為方形電池的一種,采用鋁塑復合膜包裝,在采用相同原材料情況下,相比圓柱電池、方殼電池而言,軟包電池具備軟包動力電池具有設計靈活、安全性高、能量密度高等特點,能在現有技術水平上提升動力電池的能量密度,在補貼上更有優勢。
軟包電池迎合新能源車長續航需求
北京國能電池技術中心產品總監王世強表示,軟包電池具備以下七點優勢:一是,軟包電池的國際推薦尺寸規定了長度和寬度,但不規定厚度的方式,使得軟包電池在匹配乘用車上同時滿足標準化和靈活性要求;二是,軟包電池排布方式更靈活,使其可以適配不同車企電池包的整體設計;
三是,軟包電池安全性能好,因為軟包電池在結構上采用的是鋁塑膜包裝,發生安全問題時,軟包電池一般只會鼓氣裂開,而不像鋼殼或鋁殼電芯那樣會發生爆炸;四是,軟包電池的內阻小,可以極大降低電池的自耗電,而采用多極片并聯更適合大功率充放電;
五是,軟包電池設計更靈活,外形可變任意形狀,可以做到更輕、更薄;六是,軟包電池能在現有技術水平上提升動力電池的能量密度,在補貼上更有優勢;七是,軟包電池技術日漸成熟,自動化程度大幅提升,產能利用率提升下降低軟包電池成本,應用市場正從商用車進一步向乘用車領域延伸。
得益于上述諸多優勢,軟包電池目前已在美國通用、韓國現代等車企廣泛采用,國內東風日產、上汽通用等企業也在積極推進國外軟包車型本土化。值得關注的是,軟包電池也應用于新能源客車和專用車,宇通客車、中通客車、東風特汽等龍頭企業均有車型搭載軟包電池。
毫不夸張的說,軟包電池基本實現了對新能源汽車車型的“通吃”。由于需求拉動著市場持續增長,業內分析預計,預計到2018年底,在動力電池領域軟包動力電池總產能將達到38GWh,同比增長65%,約占動力電池總產能20.9%。
不過話說回來,任何事物都具有兩面性,軟包動力電池也并非完美無缺,在其生產和使用過程中也面臨著諸多問題,甚至制約著軟包動力電池的市場化大規模應用。據業內人士介紹,軟包電池的弊端主要有以下三點:
第一是標準化和成本的問題,由于軟包電池具有非常多的型號,因此在中后段的自動化程度不如圓柱電池生產線上的自動化,這使得軟包電池無法實現大規模生產,導致生產效率低下、成本高。
第二是高端鋁塑膜嚴重依賴進口,目前國內的軟包動力電池所使用的高端鋁塑膜依舊依賴進口,造成了軟包電池成本高昂,鋁塑膜國產化成為了軟包電池能否在電動汽車領域大規模應用的關鍵因素之一。
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進口鋁塑膜導致軟包電池成本難降
第三是一致性的難題,就目前而言,軟包電池的安全性相比硬殼和圓柱形電池相對而言更穩定,但是一致性問題仍然突出,這是由于軟包動力電池在生產過程中自動化的程度比較低,造成電池的一致性較差,在動力電池充放電過程中安全性降低、易產生脹氣等問題。
企業“變法” 劍指軟包市場
軟包技術作為電池輕量化高能化的重要手段,未來將在新擴產的產能中持續提高滲透率,從而實現拉動設備廠商需求量。數據顯示,2017年動力軟包電池需求量為6.5GWh,市場滲透率為12%。業內預計2018年動力軟包電池需求達到10.9GWh,市場滲透率達14%。
有市場自然參與者眾多,畢竟“蛋糕”這么大,誰也不想置若罔聞。在軟包電池市場需求逐漸上升情況下,福斯特江蘇決定將年產12GWh鋰電池項目重點布局軟包路線,其中一期項目將于年底投產,預計2020年底項目將全部投產。
今年四月,億緯鋰能(300014)1.5GWh軟包三元電池工廠4月10日正式投產。億緯鋰能投產的軟包三元電池,產品設計單體能量密度達到240Wh/kg以上,系統能量密度可以達到160Wh/kg。
億緯鋰能軟包三元電池投產
另外有消息顯示,國軒高科也正在加速其動力電池版圖,公司已開發出三元材料體系的811軟包電芯,能量密度到達302Wh/kg。目前,公司三元軟包產線布局進展順利,計劃將于今年年底投產。
值得注意的是,如果沒有較強的技術實力和技術積累,一般企業是不會冒然投入軟包電池生產線。軟包電池與方形電池的工藝在生產前段從攪拌到極片模切環節基本一致,工藝的差異主要是體現在中后段。
這其中最大的技術難點就在于封裝環節,一旦封裝不過關,產品的一致性不合格,容易發生電池鼓包等問題。不過,隨著軟包電池工藝的不斷改進,未來軟包電池的市占率還會不斷的提升,同時也推動著材料、設備等領域發展提速。
從材料層面來看,封裝材料鋁塑膜則成了核心所在。據業內預計,2018年動力用鋁塑膜需求將達到0.16億平米,市場空間達5.2億元,到2020年需求將達1.2億平米,對應市場空間為35.7億元。
明冠新材料特技研究員謝輝表示,目前國產鋁塑膜在3C消費類產品運用比較多,動力電池的鋁塑膜市場被進口企業壟斷了,只是有一小部分的起量,不過隨著工藝的進步,未來國產鋁塑膜將會找到突破口。
另外據謝輝介紹,明冠鋁塑膜憑借在高性能膠粘劑方面的多年積淀,獨立研發了干熱復合法,在吸取干法工藝優勢的同時,兼顧了熱法在耐電解液和抗水性方面的優勢特點,使得鋁塑膜在沖深成型、外觀差、裁切性能差、耐電解液及阻水性能方面的綜合性能得到了全面提升,在市場上也開始逐步被客戶所接受。
軟包電池未來市場前景可期
從設備層面來看,今年軟包設備廠商新品亮相增多,尤其是在疊片機上,無論是效率還是穩定性、一致性等均取得長足進步。
“億鑫豐針對軟包電池自主研制的高速疊片機,實現了每分鐘疊片180-200片,高度提升了疊片的效率,并且在穩定性、一致性、自動化等方面做了全面的提升。”廣東億鑫豐智能裝備股份有限公司(以下簡稱“億鑫豐”)董事長吳松彥表示,其中在自動化成面上億鑫豐設備可減少人工50%以上,使客戶的成本壓力大大降低。
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