动力电池谁称王?软包电池“当有为”

2021-03-22 12:48:07来源:作者: 网络阅读量:

  [汽车网 行业]  刀片电池、弹匣电池、4680圆柱电池……如果您关注最近的动力电池行业动态,这些概念或许有所耳闻。新能源汽车发展如火如荼,最为核心的动力电池领域也是暗流涌动,为了满足广大用户的需求,企业推出各类形态的动力电池。


  而软包电池的价值似乎被我们低估了。那么,什么是软包电池?能满足新能源汽车配套需求吗?市场前景如何?日前,在深圳召开的“第二届新能源汽车及动力电池(CIBF2021深圳)国际交流会”上,行业人士围绕软包电池产业链技术创新、供应链及市场前景进行交流,为我们解开了诸多疑惑。

何谓软包电池?

  软包电池,最直观的理解就是软性包装。软包电池是区别于圆柱电池和方形电池的另一种叫法。如果说这三者之间最大的不同,那就是软包电池采用铝塑复合膜外壳,而圆柱电池和方形电池都采用金属外壳。

  而至于电池最为核心的四大部分,如正极、负极、隔膜、电解液,这三种形式的动力电池之间的区别并不大。

  当然,即使这三类电池之间的核心材料区别并不大,但是由于工艺上的不同,软包电池、圆柱电池和方形电池之间的技术优缺点依旧存在差异。

三类电池优缺点对比
类型 优点 缺点
软包电池 封装成本低、重量轻、能量密度高 PACK复杂、设备成本高、一致性较差
圆柱电池 产线、设备容易标准化、工艺成熟 单体容量小、循环差、PACK加工复杂
方形电池 封装可靠性高、PACK加工简单 封装成本高、单体电芯能量密度低(相比软包)
信息来源:网络;制表:汽车网 行业频道

  软包电池的发展历史并不短。软包电池技术诞生超过30年,如今在3C领域(即计算机类、通信类和消费类电子产品三者统称)已占据主导地位。

  1990年,索尼公司率先开发商业化的锂离子电池。1994年,软包锂离子电池概念便被提出。1996-1997年,多家日本公司开展液态及凝胶锂离子软包电池产品技术开发及应用。1998-2000年,有企业开始开发车用软包电池。2000年,软包电池在汽车上进行示范应用。可见,软包电池在汽车上的应用已经长达20年的历史。

  软包电池除了发展历史悠久之外,也有着不少优点。孚能科技董事长兼CEO王�总结了软包电池的四大优势,“三高一低”:高安全、高能量、高灵活和低成本。


  高安全方面,软包电池传热面积大,便于散热和热管理,即使在极端状况下都能受控。相比于其他类型电池,软包电池在热失控过程中产生的气体,也很容易释放出来,从而能够迅速的降温,使得电池的破坏性降到最低。

  高能量密度方面,软包采用铝塑膜封装的形式,相同容量下可节省更多的装配组件,理论上能量密度可以更高。据悉,孚能科技量产的软包电池能量密度达到了285Wh/kg,目前还在持续提高过程中。

  高灵活性方面,软包电池形状可变,尺寸可调,在重量上较同等容量的钢壳电池轻40%,比铝壳电池轻20%,可以满足不同的主机厂的配套差异化需求,也很适合不同的场景应用。

  低成本方面,软包电池的理论材料成本低,同时软包电池的内阻较小,可以极大的降低电池的自耗电,循环寿命更长,也是成本的降低。当然,目前来看,软包电池设备没有方型电池设备成熟、设备摊销成本还比较高。

历史原因造成尴尬局面?


  不过,值得一提的是,尽管软包电池有着诸多优点,但是在中国市场的发展现状并不乐观。

  动力电池应用分会数据显示,2020年中国新能源汽车市场动力电池装机量约为64GWh。其中,方形、圆柱、软包电池装机量分别为50.88GWh、9.20GWh和3.93GWh,对应市场占比分别为79.5%、14.4%和6.1%。2020年,软包电池市场份额较2019年的8.85%下降至6.1%,装机量也减少了接近1.6GWh。

  从配套占比上来看,软包电池的总装机量占比还不到1/10,并且还有下滑趋势。为何会出现这样的市场局面?

  蜂巢能源科技有限公司总裁杨红新认为,对于软包电池、方形电池、圆柱电池的市场格局,是由历史原因造成的。“特斯拉当初使用圆柱电池,并不一定是圆柱电池更优于其他电池,而是但是电池供应商数量有限,可选择的余地小。”


  业内人士认为,软包电池遭遇的“尴尬”状况,与我国动力电池的支持政策相关。

  众所周知,在补贴政策的大力支持下,以宁德时代、比亚迪为代表的动力电池企业发展迅速,占据国内电池装机量的大部分市场份额,而这些头部电池企业主要供应方形电池。主要供应软包电池的日韩动力电池企业,则在“白名单”主导之下逐步淡出中国市场,进一步导致了软包电池供应的收缩。

  2015年3月26日,工信部发布《汽车动力蓄电池行业规范条件》,明确要求自2015年5月1日起,动力电池企业需按照《规范条件》要求,通过“汽车动力蓄电池生产企业管理系统”进行在线申报,只有搭载“白名单”内的动力电池,才可以进入《新能源汽车推广应用推荐目录》,进而获得补贴。当然,日韩动力电池企业无缘补贴。

  “供应情况决定了三种类型电池的发展走向,宁德时代、比亚迪把方形电池的规模做的很大,客户也就更多地选择方形电池。”杨红新认为,就目前中国动力电池市场而言,不必纠结采用何种类型的电池,只要能满足市场需求,“电量、电压、成本达到要求,便可以自由选用。”


软包电池会有一席之地?

  发展至今,尽管在中国市场装机量不高,但是软包电池的前景逐步行业看好。

  从国际市场来看,软包电池比方形电池应用更广泛。根据EV Sales的数据显示,2020年欧洲销量排前20名的电动车中,其中有15款采用的是软包电池,包括戴姆勒、日产、雷诺、大众、现代、奥迪、沃尔沃等企业均有软包电池的车型。

  中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙表示,今年会是中国软包动力电池投产、放量的重要年份,亿纬锂能、孚能科技、多氟多、捷威动力、远景AESC、万向一二三、天劲股份等企业,其软包电池的产能均处快速释放的关键期,这也将给下游车企更多选择,以满足国内外主机厂中高端乘用车需求。

  动力电池应用分会秘书长张雨也认为,随着近几年新能源汽车、储能、消费电子及通信等应用领域的不断发展,软包电池迎来重大发展机遇,这对软包电池相关材料、工艺技术、制造装备等提出更高的要求。


  那么,软包电池会在中国市场会有怎样的前景?

  软包电池能量密度高、安全性好、内阻小、散热性能优异,同时在快充、电池系统集成、低温性能等方面均有优势,被认为是新能源乘用车的重要选项之一。初步统计,2020年开始,戴姆勒、大众、通用、现代等主流车企纷纷锁定软包电池长单,国内软包电池企业也进入产能扩增、技术创新和批量交付关键期。

  此外,软包电池在中国市场装机量份额也还有提升空间。业内预测,未来软包电池在中国的市场份额将提升至1/3。而另据研究机构预测,2030年软包电池在新能源汽车市场渗透率将达45%,几乎达半壁江山。

  当然,软包电池的发展还存在诸多挑战。同济大学汽车学院魏学哲教授也赞扬了软包电池的各大优势,不过,他也指出软包电池欲在新能源汽车领域大展手脚,还需要克服诸多难题。


  首先,软包电池需要在尺寸控制能力方面进行改善。“不少主机厂没有选择软包电池,重要的原因就是软包电池尺寸不好控制,这让车企对软包电池的尺寸误差提出很高的要求。”魏学哲说。

  其次,电池企业还需改善软包电池密封性差,电解液易泄露的问题。魏学哲认为,“软包电池在新能源汽车使用环境下,会频繁遇到高低温的变化,在这种特殊情况下,想保证10-15年的使用寿命,良好的密封效果非常关键”。

  此外,魏学哲还表示,新能源汽车补能方式逐渐趋向于快充,大倍率快充下,电池发热情况将会增多。在热管理方面,软包电池在厚度散热方面尚可,但其热传递方面偏弱,因此做软包电池的设计一定要站在适应快充的条件下考虑。


编辑总结:

  对于动力电池行业而言,任何一条技术路线都并非完美无缺。软包电池、圆柱电池、方形电池各有千秋,也有着各自的不足。在新能源汽车发展迅猛的当下,动力电池产业链上下游企业共同努力,不断优化各类电池的性能,规避不同路线的劣势和风险。动力电池应该是百花齐放的状态,给消费者更多的选择,而非一种技术路线独大。(文/汽车网 李争光)

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