[摘要]軟包電池具備設(shè)計靈活、重量輕、內(nèi)阻小、安全性高、長壽命、能量密度高等特點,能在現(xiàn)有技術(shù)水平上提升動力電池的能量密度,在補貼上更有優(yōu)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(xù)航、輕量化等目標(biāo)的驅(qū)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(yè)開始在該領(lǐng)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(fēng)、眾泰等主流新能源車企,都有搭載軟包電池車輛生產(chǎn)計劃。市場終端需求的變化趨勢帶動著動力電池制造企業(yè)的變革,這也吸引著不少電池企業(yè)參與其中。
軟包電池市占率穩(wěn)步提升
從電池企業(yè)的布局來看,除了國能、卡耐、萬向等電池企業(yè)在軟包電池技術(shù)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(yè),均在軟包電池領(lǐng)域展開積極的擴張和布局。
從近幾年動力電池產(chǎn)量增速和應(yīng)用量來看,軟包電池同比增速較快。從2018年1-5月份的數(shù)據(jù)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(yè)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(jīng)占據(jù)軟包電池裝機量的34.14%。
軟包電池優(yōu)勢明顯 市占穩(wěn)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(guān)鍵因素。因此研發(fā)性能更好、續(xù)航里程更高、更安全的動力電池成為了全行業(yè)的目標(biāo),各種技術(shù)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(fù)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(shè)計靈活、安全性高、能量密度高等特點,能在現(xiàn)有技術(shù)水平上提升動力電池的能量密度,在補貼上更有優(yōu)勢。
軟包電池迎合新能源車長續(xù)航需求
北京國能電池技術(shù)中心產(chǎn)品總監(jiān)王世強表示,軟包電池具備以下七點優(yōu)勢:一是,軟包電池的國際推薦尺寸規(guī)定了長度和寬度,但不規(guī)定厚度的方式,使得軟包電池在匹配乘用車上同時滿足標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計;
三是,軟包電池安全性能好,因為軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用的是鋁塑膜包裝,發(fā)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(fā)生爆炸;四是,軟包電池的內(nèi)阻小,可以極大降低電池的自耗電,而采用多極片并聯(lián)更適合大功率充放電;
五是,軟包電池設(shè)計更靈活,外形可變?nèi)我庑螤睿梢宰龅礁p、更薄;六是,軟包電池能在現(xiàn)有技術(shù)水平上提升動力電池的能量密度,在補貼上更有優(yōu)勢;七是,軟包電池技術(shù)日漸成熟,自動化程度大幅提升,產(chǎn)能利用率提升下降低軟包電池成本,應(yīng)用市場正從商用車進一步向乘用車領(lǐng)域延伸。
得益于上述諸多優(yōu)勢,軟包電池目前已在美國通用、韓國現(xiàn)代等車企廣泛采用,國內(nèi)東風(fēng)日產(chǎn)、上汽通用等企業(yè)也在積極推進國外軟包車型本土化。值得關(guān)注的是,軟包電池也應(yīng)用于新能源客車和專用車,宇通客車、中通客車、東風(fēng)特汽等龍頭企業(yè)均有車型搭載軟包電池。
毫不夸張的說,軟包電池基本實現(xiàn)了對新能源汽車車型的“通吃”。由于需求拉動著市場持續(xù)增長,業(yè)內(nèi)分析預(yù)計,預(yù)計到2018年底,在動力電池領(lǐng)域軟包動力電池總產(chǎn)能將達到38GWh,同比增長65%,約占動力電池總產(chǎn)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(chǎn)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(guī)模應(yīng)用。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,軟包電池的弊端主要有以下三點:
第一是標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)線上的自動化,這使得軟包電池?zé)o法實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),導(dǎo)致生產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)化成為了軟包電池能否在電動汽車領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。
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進口鋁塑膜導(dǎo)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(wěn)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(chǎn)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(chǎn)生脹氣等問題。
企業(yè)“變法” 劍指軟包市場
軟包技術(shù)作為電池輕量化高能化的重要手段,未來將在新擴產(chǎn)的產(chǎn)能中持續(xù)提高滲透率,從而實現(xiàn)拉動設(shè)備廠商需求量。數(shù)據(jù)顯示,2017年動力軟包電池需求量為6.5GWh,市場滲透率為12%。業(yè)內(nèi)預(yù)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(chǎn)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(chǎn),預(yù)計2020年底項目將全部投產(chǎn)。
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(chǎn)。億緯鋰能投產(chǎn)的軟包三元電池,產(chǎn)品設(shè)計單體能量密度達到240Wh/kg以上,系統(tǒng)能量密度可以達到160Wh/kg。
億緯鋰能軟包三元電池投產(chǎn)
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(fā)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(chǎn)線布局進展順利,計劃將于今年年底投產(chǎn)。
值得注意的是,如果沒有較強的技術(shù)實力和技術(shù)積累,一般企業(yè)是不會冒然投入軟包電池生產(chǎn)線。軟包電池與方形電池的工藝在生產(chǎn)前段從攪拌到極片模切環(huán)節(jié)基本一致,工藝的差異主要是體現(xiàn)在中后段。
這其中最大的技術(shù)難點就在于封裝環(huán)節(jié),一旦封裝不過關(guān),產(chǎn)品的一致性不合格,容易發(fā)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(shè)備等領(lǐng)域發(fā)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(jù)業(yè)內(nèi)預(yù)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(yīng)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(chǎn)鋁塑膜在3C消費類產(chǎn)品運用比較多,動力電池的鋁塑膜市場被進口企業(yè)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(chǎn)鋁塑膜將會找到突破口。
另外據(jù)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(fā)了干熱復(fù)合法,在吸取干法工藝優(yōu)勢的同時,兼顧了熱法在耐電解液和抗水性方面的優(yōu)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(shè)備層面來看,今年軟包設(shè)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(wěn)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(xiàn)了每分鐘疊片180-200片,高度提升了疊片的效率,并且在穩(wěn)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(shè)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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