鉅大LARGE | 點擊量:575次 | 2021年06月10日
動力電池誰稱王?軟包電池“當有為”
刀片電池、彈匣電池、4680圓柱電池……如果您關注最近的動力電池行業動態,這些概念或許有所耳聞。新能源汽車發展如火如荼,最為核心的動力電池領域也是暗流涌動,為了滿足廣大用戶的需求,企業推出各類形態的動力電池。
而軟包電池的價值似乎被我們低估了。那么,什么是軟包電池?能滿足新能源汽車配套需求嗎?市場前景如何?日前,在深圳召開的“第二屆新能源汽車及動力電池(CIBF2021深圳)國際交流會”上,行業人士圍繞軟包電池產業鏈技術創新、供應鏈及市場前景進行交流,為我們解開了諸多疑惑。
何謂軟包電池?
軟包電池,最直觀的理解就是軟性包裝。軟包電池是區別于圓柱電池和方形電池的另一種叫法。如果說這三者之間最大的不同,那就是軟包電池采用鋁塑復合膜外殼,而圓柱電池和方形電池都采用金屬外殼。
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別并不大。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
當然,即使這三類電池之間的核心材料區別并不大,但是由于工藝上的不同,軟包電池、圓柱電池和方形電池之間的技術優缺點依舊存在差異。
軟包電池的發展歷史并不短。軟包電池技術誕生超過30年,如今在3C領域(即計算機類、通信類和消費類電子產品三者統稱)已占據主導地位。
1990年,索尼公司率先開發商業化的鋰離子電池。1994年,軟包鋰離子電池概念便被提出。1996-1997年,多家日本公司開展液態及凝膠鋰離子軟包電池產品技術開發及應用。1998-2000年,有企業開始開發車用軟包電池。2000年,軟包電池在汽車上進行示范應用。可見,軟包電池在汽車上的應用已經長達20年的歷史。
軟包電池除了發展歷史悠久之外,也有著不少優點。孚能科技董事長兼CEO王瑀總結了軟包電池的四大優勢,“三高一低”:高安全、高能量、高靈活和低成本。
高安全方面,軟包電池傳熱面積大,便于散熱和熱管理,即使在極端狀況下都能受控。相比于其他類型電池,軟包電池在熱失控過程中產生的氣體,也很容易釋放出來,從而能夠迅速的降溫,使得電池的破壞性降到最低。
高能量密度方面,軟包采用鋁塑膜封裝的形式,相同容量下可節省更多的裝配組件,理論上能量密度可以更高。據悉,孚能科技量產的軟包電池能量密度達到了285Wh/kg,目前還在持續提高過程中。
高靈活性方面,軟包電池形狀可變,尺寸可調,在重量上較同等容量的鋼殼電池輕40%,比鋁殼電池輕20%,可以滿足不同的主機廠的配套差異化需求,也很適合不同的場景應用。
低成本方面,軟包電池的理論材料成本低,同時軟包電池的內阻較小,可以極大的降低電池的自耗電,循環壽命更長,也是成本的降低。當然,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。
歷史原因造成尷尬局面?
不過,值得一提的是,盡管軟包電池有著諸多優點,但是在中國市場的發展現狀并不樂觀。
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、軟包電池裝機量分別為50.88GWh、9.20GWh和3.93GWh,對應市場占比分別為79.5%、14.4%和6.1%。2020年,軟包電池市場份額較2019年的8.85%下降至6.1%,裝機量也減少了接近1.6GWh。
從配套占比上來看,軟包電池的總裝機量占比還不到1/10,并且還有下滑趨勢。為何會出現這樣的市場局面?
蜂巢能源科技有限公司總裁楊紅新認為,對于軟包電池、方形電池、圓柱電池的市場格局,是由歷史原因造成的?!疤厮估敵跏褂脠A柱電池,并不一定是圓柱電池更優于其他電池,而是但是電池供應商數量有限,可選擇的余地小?!?/p>
業內人士認為,軟包電池遭遇的“尷尬”狀況,與我國動力電池的支持政策相關。
眾所周知,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發展迅速,占據國內電池裝機量的大部分市場份額,而這些頭部電池企業主要供應方形電池。主要供應軟包電池的日韓動力電池企業,則在“白名單”主導之下逐步淡出中國市場,進一步導致了軟包電池供應的收縮。
此前,工信部發布《汽車動力蓄電池行業規范條件》,明確要求自2015年5月1日起,動力電池企業需按照《規范條件》要求,通過“汽車動力蓄電池生產企業管理系統”進行在線申報,只有搭載“白名單”內的動力電池,才可以進入《新能源汽車推廣應用推薦目錄》,進而獲得補貼。當然,日韓動力電池企業無緣補貼。
“供應情況決定了三種類型電池的發展走向,寧德時代、比亞迪把方形電池的規模做的很大,客戶也就更多地選擇方形電池?!睏罴t新認為,就目前中國動力電池市場而言,不必糾結采用何種類型的電池,只要能滿足市場需求,“電量、電壓、成本達到要求,便可以自由選用。”
軟包電池會有一席之地?
發展至今,盡管在中國市場裝機量不高,但是軟包電池的前景逐步行業看好。
從國際市場來看,軟包電池比方形電池應用更廣泛。根據EVSales的數據顯示,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、雷諾、大眾、現代、奧迪、沃爾沃等企業均有軟包電池的車型。
業內人士表示,今年會是中國軟包動力電池投產、放量的重要年份,億緯鋰能、孚能科技、多氟多、捷威動力、遠景AESC、萬向一二三、天勁股份等企業,其軟包電池的產能均處快速釋放的關鍵期,這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。
動力電池應用分會秘書長張雨也認為,隨著近幾年新能源汽車、儲能、消費電子及通信等應用領域的不斷發展,軟包電池迎來重大發展機遇,這對軟包電池相關材料、工藝技術、制造裝備等提出更高的要求。
那么,軟包電池會在中國市場會有怎樣的前景?
軟包電池能量密度高、安全性好、內阻小、散熱性能優異,同時在快充、電池系統集成、低溫性能等方面均有優勢,被認為是新能源乘用車的重要選項之一。初步統計,2020年開始,戴姆勒、大眾、通用、現代等主流車企紛紛鎖定軟包電池長單,國內軟包電池企業也進入產能擴增、技術創新和批量交付關鍵期。
此外,軟包電池在中國市場裝機量份額也還有提升空間。業內預測,未來軟包電池在中國的市場份額將提升至1/3。而另據研究機構預測,2030年軟包電池在新能源汽車市場滲透率將達45%,幾乎達半壁江山。
當然,軟包電池的發展還存在諸多挑戰。同濟大學汽車學院魏學哲教授也贊揚了軟包電池的各大優勢,不過他也指出軟包電池欲在新能源汽車領域大展手腳,還需要克服諸多難題。
首先,軟包電池需要在尺寸控制能力方面進行改善。“不少主機廠沒有選擇軟包電池,重要的原因就是軟包電池尺寸不好控制,這讓車企對軟包電池的尺寸誤差提出很高的要求。”魏學哲說。
其次,電池企業還需改善軟包電池密封性差,電解液易泄露的問題。魏學哲認為,“軟包電池在新能源汽車使用環境下,會頻繁遇到高低溫的變化,在這種特殊情況下,想保證10-15年的使用壽命,良好的密封效果非常關鍵”。
此外,魏學哲還表示,新能源汽車補能方式逐漸趨向于快充,大倍率快充下,電池發熱情況將會增多。在熱管理方面,軟包電池在厚度散熱方面尚可,但其熱傳遞方面偏弱,因此做軟包電池的設計一定要站在適應快充的條件下考慮。