軟包電池為何國外開花國內(nèi)不香？

時間:2020-06-18 09:17來源:電動汽車觀察家 作者:王凌方
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軟包動力電池
 
       軟包電池在中國，似乎越來越不受待見。
 
       2020年前5月，中國軟包動力電池累計市場份額低至4.3%。
 
       而2018年，中國軟包動力電池市場占有率還在13%以上。
 
       從裝機量上來看，2020年軟包電池的裝機量下滑速度超過動力電池整體市場。根據(jù)整車出廠合格證數(shù)據(jù)，2020年前5月，軟包電池裝機543.89MWh，累計同比下滑74.5%，遠(yuǎn)超過整體裝機量45.4%下滑幅度。前5月方形電池裝機量同比下滑49.7%，也明顯小于軟包的下滑幅度。
資料來源：整車出廠合格證數(shù)據(jù)
 
       與此相對的是，軟包電池在國際市場上蓬勃發(fā)展。2019年，全球銷量排名前十的新能源乘用車中，軟包電池配套上升至 4 款。全球軟包動力電池 企業(yè) LGC、SKI、AESC等已為大眾、奧迪、日產(chǎn)、現(xiàn)代起亞、通用、雷諾等車企配置了多款主流車型，其中，日產(chǎn) Leaf 車型使用軟包動力電池，該車型自2010年12月上市至今，總銷量已經(jīng)突破47萬輛，是全球首款總銷量突破50萬輛的純電動新能源汽車。
 
國外采用軟包電池的車企和車型
資料來源：根據(jù)公開資料整理
 
       從上述車型可以看出，國際車企對軟包電池還是青睞有加的。
 
       唯獨中國市場軟包電池的裝機市場占有率下滑明顯。是軟包技術(shù)路線問題，車企不認(rèn)可？還是中國軟包電池供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量問題？
 
       首先來了解下軟包電池。
 
       1
 
       軟包電池的優(yōu)劣勢
 
       所謂軟包電池，是相比圓柱和方形這兩種硬殼電池的一種叫法，其內(nèi)部組成(正極、負(fù)極、隔膜、電解液)與方形、圓柱鋰電池的區(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。
 
       軟包電池的優(yōu)劣勢都有哪些呢？孚能科技在招股說明書中總結(jié)了軟包電池的四大優(yōu)勢，三大劣勢。
 
       優(yōu)勢主要集中在能量密度高、安全性好、內(nèi)阻小及設(shè)計靈活方面。
 
       首先能量密度高，GGII數(shù)據(jù)顯示，目前動力電池行業(yè)內(nèi)量產(chǎn)的三元軟包動力電池平均電芯能量密度已達(dá)240-250Wh/kg，但同材料體系的三元方形動力電池能量密度為210-230Wh/kg。三元軟包動力電池單體電芯能量密度比三元方形動力電池平均高10%-15%。
 
       其次，安全性能好。同材料體系下，三元軟包動力電池在鋁塑膜軟包封裝下，如果發(fā)生電池?zé)崾Э兀话忝洑忉尫艧崃�；而方形、圓柱電池由于采用硬殼包裝，熱量無法釋放，內(nèi)部壓力較大，則會引起爆炸。
 
       另外，采用卷繞生產(chǎn)工藝的方形、圓柱電池，隨著電池使用時間增加，更容易出現(xiàn)電池內(nèi)部溫度不一、應(yīng)力分布不均勻，尤其是卷繞彎曲處，從而產(chǎn)生安全隱患。
 
       第三，三元軟包動力電池具備容量大、內(nèi)阻小的電化學(xué)性能優(yōu)勢。三元軟包動力電池由于內(nèi)阻較小，可以極大的降低電池的自耗電，提升電池倍率性能、循環(huán)壽命，產(chǎn)熱量小。
 
       第四，電芯層面，三元軟包動力電池電芯的尺寸以及形狀設(shè)計靈活，企業(yè)可以依據(jù)自身產(chǎn)品設(shè)計、客戶需求進(jìn)行定制。在模組和電池包層面，三元軟包動力電池的空間布局更為靈活，可以呈矩形或 T 字形布局，能夠滿足更多車型對動力電池的空間要求。
 
       劣勢則體現(xiàn)在工藝上更為復(fù)雜、成組效率低及成本高三方面。
 
       例如，封裝環(huán)節(jié)等較難控制，容易發(fā)生鼓脹等問題，使得產(chǎn)品一致性較差，對企業(yè)的技術(shù)水平、制造工藝等提出了更高的要求；相對于同材料體系的方形、圓柱動力電池，三元軟包動力電池成組效率相對較低；三元軟包動力電池電芯的自我保護(hù)性較差，在出現(xiàn)極端情況時容易被刺穿，因而在電池包環(huán)節(jié)需要加入金屬防護(hù)層等給予更多的保護(hù)，會帶來成本提升的問題。
 
       那么是這些劣勢，導(dǎo)致軟包電池市場占比不斷下滑的么？
 
       恐怕沒那么簡單。從數(shù)據(jù)上看，近幾年，中國搭載軟包電池的車型有明顯增加，2016-2019年配套軟包動力電池的新車型數(shù)目分為67、72、95和103款。
 
       這說明車企對軟包電池的接受度在提升，但是配套的規(guī)模卻沒有顯著提升。同時也說明車企對軟包電池仍抱有疑慮。
 
       車企的疑慮到底是什么？
 
       2
 
       車企、系統(tǒng)集成商對軟包有疑慮
 
       《電動汽車觀察家》在采訪中發(fā)現(xiàn)，車企有兩種態(tài)度，一種企業(yè)對技術(shù)路線有偏好，例如長安習(xí)慣采用方形電池、江淮更喜歡采用圓柱電池；另一類企業(yè)對技術(shù)路線沒有特殊偏好，只要能符合要求即可，這類車企比較多。
 
       （1）某傳統(tǒng)車企：中國品牌軟包電池安全、一致性不滿足需求
 
       “在軟包電池上吃過虧。”某車企動力技術(shù)副總工程師張先生對《電動汽車觀察家》說，之前軟包質(zhì)量情況并不好，電池會出現(xiàn)鼓脹、漏液情況，一致性、安全性都不好，車企采用存在一定風(fēng)險。
 
       “我們現(xiàn)在習(xí)慣采用方形電池。”張先生坦言。“就我們?nèi)ミ^國內(nèi)一些軟包企業(yè)來看，他們質(zhì)量控制的水平比方形電池還是低一些。”
 
       張先生認(rèn)為，LG化學(xué)、遠(yuǎn)景AESC和SKI做軟包電池的基礎(chǔ)更扎實，他們對軟包的控制更加嚴(yán)格，產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)該會更好一些，不過這些企業(yè)還沒有在國內(nèi)推這些產(chǎn)品，比中國品牌的企業(yè)好多少還不清楚。
 
       （2）合眾：方形、軟包都喜歡用
 
       合眾汽車就是典型方形軟包都能接納的車企。合眾汽車研究院院長鄧曉光表示，他們方形和軟包電池都喜歡用。不過隨著國內(nèi)CTP（cell to pack）電池包使用的逐漸增多，軟包電池的短板就暴露出來了。軟包電芯的結(jié)構(gòu)強度不夠，因此模組不能完全省掉。
 
       此外，電芯的發(fā)展趨勢也是在逐漸做大。軟包電池厚度上受到鋁塑膜限制，因此只能在長度和寬幅上不斷延伸，才能將電池容量做大；或者是采用鎳含量更高的正極材料，增加化學(xué)活性來提升單體容量。
 
       軟包電池采用疊片技術(shù)，對對齊和毛刺的工藝要求很高，“稍微對不齊或者有毛刺，就會造成內(nèi)短路。”
 
       鄧曉光告訴《電動汽車觀察家》，他了解的幾家軟包企業(yè)，電芯長度做到500-600mm就已經(jīng)到極限了，再長一些，生產(chǎn)工藝就算不過來賬了，直通率就會大幅下降。
 
       因此，在集成效率和電芯厚度方向上，方形硬殼電池完勝。因此，車企對方形電池更加偏愛。
 
       （3）江淮：軟包電池不能滿足熱失控和壽命要求
 
       江淮是一家典型的以圓柱電芯為主的企業(yè)，并有少量的方形硬殼電池。談起為何不采用軟包電芯，江淮汽車新能源汽車研究院電動車平臺總監(jiān)秦李偉告訴《電動汽車觀察家》，江淮對電池的熱失控要求比較高，“我們的目標(biāo)是一顆電芯爆炸，不引發(fā)電池?zé)崾Э�，只有圓柱電池可以做到。”
 
       其次，他對軟包電芯的壽命也有疑慮。一般來說，電動汽車的整車壽命是十年以上，軟包電池鋁塑膜的壽命還沒有得到驗證，成組后能不能達(dá)到整車壽命時間是不確定的。
 
       第三，軟包電芯的供應(yīng)鏈不完善，對供貨穩(wěn)定性存在疑慮。
 
       由于軟包路線和中國主流路線有所差異，部分原材料、生產(chǎn)設(shè)備的采購渠道仍較為單一，主要包括鋁塑膜、鋰電池生產(chǎn)設(shè)備、少量輔材等，相關(guān)供應(yīng)商一旦出現(xiàn)問題，將對電池企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營及產(chǎn)線建設(shè)，以及整車企業(yè)供貨穩(wěn)定性上產(chǎn)生一定的不利影響。
 
       這里所指的原材料應(yīng)該是鋁塑膜。根據(jù)公開資料顯示，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的鋁塑膜進(jìn)展總需求量的7%—8%，絕大部分依賴進(jìn)口。中國市場幾乎被日本DNP（約50%）、日本昭和電動（20%）、日本T&T（10%—15%）韓國栗村（約9%）化學(xué)四家瓜分。
 
       2016年，新綸科技斥資95億日元收購T&T涉足鋁塑膜業(yè)務(wù)，獲得T&T在日本三重縣的鋰電池鋁塑膜工廠及相關(guān)資產(chǎn)，并獲得制造及銷售鋁塑膜軟包產(chǎn)品的全部專利和專有技術(shù)在中國的獨占許可及在日本的非獨占許可。
 
       目前，新綸科技已經(jīng)在常州建立了兩條生產(chǎn)線，合計產(chǎn)能500萬㎡/月，根據(jù)規(guī)劃將在建設(shè)兩條生產(chǎn)線，達(dá)產(chǎn)后，產(chǎn)能將進(jìn)階1.5億㎡/年。
 
       也就是說，能夠獲得軟包電池企業(yè)認(rèn)可并在中國有產(chǎn)能的鋁塑膜企業(yè)并不多，這在整車企業(yè)看來，電池上游原材料的供應(yīng)是存在風(fēng)險的。
 
       在電池系統(tǒng)集成商來看，軟包電池的問題也很大。
 
       （4）某電池系統(tǒng)集成商：軟包不好用
 
       談到軟包電池，某電池系統(tǒng)集成商負(fù)責(zé)人劉先生直言，軟包電池不好用。
 
       劉先生表示，從成組角度看，軟包電池比較軟，所以要在電芯外面裝好多塑料支架，很浪費空間，成組效率比較低。
 
       軟包電芯容量不能做太大，由于鋁塑膜的閑置，電芯的厚度不會太大，只能在長寬上進(jìn)行彌補，太長太寬的電芯很難擺放進(jìn)電池包。
 
       所以軟包電芯容量相對較小，因此電池包內(nèi)需要并聯(lián)很多電芯，導(dǎo)致中間需要的結(jié)構(gòu)支架、匯排流等，電池包的成本就高了很多。
 
       劉先生認(rèn)為，對成本要求較高的車企大多不會采用軟包電池。
 
       3
 
       體量、成本、補貼政策
 
       制約軟包發(fā)展
 
       對于為何抓不住市場份額，軟包電池企業(yè)有自己的看法。
 
       國內(nèi)某軟包電池企業(yè)戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人陳女士對此略感無奈，她認(rèn)為這是市場環(huán)境使然。“中國市場寧德時代市場占有率最高，與整車企業(yè)綁定關(guān)系較強，軟包電池企業(yè)體量小，只能和車企談二供，因此所占市場份額較小。”陳女士說。
 
       大多作為二供，也與軟包電池企業(yè)體量較小有關(guān)。陳女士告訴《電動汽車觀察家》，由于寧德時代的體量大，產(chǎn)品供應(yīng)穩(wěn)定性較強，“選他家不會出大問題，選其他家就有可能會有風(fēng)險。”
 
       這個風(fēng)險指的是能否穩(wěn)定供貨。
 
       其實在原材料成本相同的情況下，軟包電芯的成本會更低。但是由于企業(yè)進(jìn)貨量的差別，原材料的價格很難做到與寧德時代這種體量的廠家做到完全一致。
 
       對于成組效率，陳女士認(rèn)為并不一定方形的就比軟包的高，這主要根據(jù)車企平臺情況，不同的包絡(luò)成組效率差別較大，成組率在60%—76%之間。“成組率較高的情況下，不比方形電池的差。”
 
       在業(yè)內(nèi)人士看來，軟包的質(zhì)量做好，工藝層面需要耗費非常多的時間，而這方面的知識和資源儲備比方殼電芯要差一些。
 
       三元軟包動力電池在生產(chǎn)工藝上更為復(fù)雜，例如封裝環(huán)節(jié)等較難控制，容易發(fā)生鼓脹等問題，使得產(chǎn)品一致性較差，對企業(yè)的技術(shù)水平、制造工藝等提出了更高的要求。
 
       除了規(guī)模和工藝難度，政策變化對軟包電池產(chǎn)生間接影響。前述傳統(tǒng)汽車企業(yè)工程師張先生表示，2019年財政補貼下降較快有關(guān)，軟包電池成本相對還是貴一些，大容量的方形電池的優(yōu)勢更加凸顯。方形電池的大踏步前進(jìn)，進(jìn)一步擠壓了軟包電池市場份額。
 
       4
 
       前景：PHEV、HEV以及合資車企
 
       軟包電池在中國沒希望了嗎？
 
       并不是。
 
       前述電池集成商負(fù)責(zé)人劉先生認(rèn)為，軟包電池的應(yīng)用完全可以揚長避短，例如用在對成本不那么敏感的PHEV、HEV車型上。
 
       劉先生解釋說，PHEV、HEV車型需要的電池容量相對較小，采用容量較小的方形電池成本并不低，而軟包電池的散熱性較好，安全性的優(yōu)勢得以體現(xiàn)。
 
       合資、外資車企的發(fā)展也為軟包電池帶來希望。
 
       在國際市場，采用軟包電池的車企不在少數(shù)，這類車企對技術(shù)路線都有自己的想法和規(guī)劃，例如，大眾、通用、戴姆勒、現(xiàn)代、日產(chǎn)等企業(yè)LG化學(xué)的大客戶，將會大規(guī)模采用軟包電池；在中國市場上，這些企業(yè)往往也會采用自己熟悉的電池路線。
 
全球各整車企業(yè)新能源汽車戰(zhàn)略
資料來源：《中國傳統(tǒng)燃油汽車退出時間表研究》和公開資料整理
 
       張女士認(rèn)為，隨著上述車企的產(chǎn)銷放量，軟包電池企業(yè)的機會不可小覷。
 
       可以看到，國際市場上，車企對軟包電池的認(rèn)可度并不差。中國軟包電池市場份額較低，是行業(yè)發(fā)展自身特殊性使然：中國方形電池市場份額較大，留給軟包企業(yè)市場不多，導(dǎo)致企業(yè)規(guī)模、技術(shù)成長過慢或許是主因。
 
       如何突破這一瓶頸，像孚能科技和國軒高科這樣，抱住一顆大樹，在品牌和產(chǎn)品質(zhì)量、性能上更上一步或許是個不錯的選擇。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 鋰電池 動力電池 軟包電池
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