来源:编辑部 时间:2018-08-14
在高能量密度、高续航、轻量化等目标的驱使之下,软包电池在新能源汽车市场的渗透率及渗透速度正在逐步加快。软包电池已然成为众多新能源车企的“宠儿”,诸多电池企业开始在该领域展开积极的布局。
从市场需求来看,近几年尝试软包电池的新能源车企在不断增多。例如比亚迪、北汽新能源、东风、众泰等主流新能源车企,都有搭载软包电池车辆生产计划。市场终端需求的变化趋势带动着动力电池制造企业的变革,这也吸引着不少电池企业参与其中。
软包电池市占率稳步提升
从电池企业的布局来看,除了国能、卡耐、万向等电池企业在软包电池技术上面较早就有布局,随之而来包括孚能科技、微宏动力、天劲新能源、多氟多、鹏辉能源、桑顿新能源等动力电池企业,均在软包电池领域展开积极的扩张和布局。
从近几年动力电池产量增速和应用量来看,软包电池同比增速较快。从2018年1-5月份的数据来看,中国动力电池装机量达12.66Gwh,同比增长247.8%。其中软包动力电池装机量达1.43Gwh,同比增长71.98%,市场占比已达到11%。
在电池装机量排名前十五中,涉足软包电池的企业有五家,包括孚能科技、万向、国能电池、微宏动力、天劲新能源。与此同时,软包动力电池市场也在不断集中,前五家软包动力电池装机量达到79%,而孚能科技一家的装机量就已经占据软包电池装机量的34.14%。
软包电池优势明显 市占稳步提升
截止目前,性能、能量密度、安全性等成为了掣肘新能源汽车能否得到更大的市场的关键因素。因此研发性能更好、续航里程更高、更安全的动力电池成为了全行业的目标,各种技术路线不断推陈出新。
软包电池作为方形电池的一种,采用铝塑复合膜包装,在采用相同原材料情况下,相比圆柱电池、方壳电池而言,软包电池具备软包动力电池具有设计灵活、安全性高、能量密度高等特点,能在现有技术水平上提升动力电池的能量密度,在补贴上更有优势。
软包电池迎合新能源车长续航需求
北京国能电池技术中心产品总监王世强表示,软包电池具备以下七点优势:一是,软包电池的国际推荐尺寸规定了长度和宽度,但不规定厚度的方式,使得软包电池在匹配乘用车上同时满足标准化和灵活性要求;二是,软包电池排布方式更灵活,使其可以适配不同车企电池包的整体设计;
三是,软包电池安全性能好,因为软包电池在结构上采用的是铝塑膜包装,发生安全问题时,软包电池一般只会鼓气裂开,而不像钢壳或铝壳电芯那样会发生爆炸;四是,软包电池的内阻小,可以极大降低电池的自耗电,而采用多极片并联更适合大功率充放电;
五是,软包电池设计更灵活,外形可变任意形状,可以做到更轻、更薄;六是,软包电池能在现有技术水平上提升动力电池的能量密度,在补贴上更有优势;七是,软包电池技术日渐成熟,自动化程度大幅提升,产能利用率提升下降低软包电池成本,应用市场正从商用车进一步向乘用车领域延伸。
得益于上述诸多优势,软包电池目前已在美国通用、韩国现代等车企广泛采用,国内东风日产、上汽通用等企业也在积极推进国外软包车型本土化。值得关注的是,软包电池也应用于新能源客车和专用车,宇通客车、中通客车、东风特汽等龙头企业均有车型搭载软包电池。
毫不夸张的说,软包电池基本实现了对新能源汽车车型的“通吃”。由于需求拉动着市场持续增长,业内分析预计,预计到2018年底,在动力电池领域软包动力电池总产能将达到38GWh,同比增长65%,约占动力电池总产能20.9%。
不过话说回来,任何事物都具有两面性,软包动力电池也并非完美无缺,在其生产和使用过程中也面临着诸多问题,甚至制约着软包动力电池的市场化大规模应用。据业内人士介绍,软包电池的弊端主要有以下三点:
第一是标准化和成本的问题,由于软包电池具有非常多的型号,因此在中后段的自动化程度不如圆柱电池生产线上的自动化,这使得软包电池无法实现大规模生产,导致生产效率低下、成本高。
第二是高端铝塑膜严重依赖进口,目前国内的软包动力电池所使用的高端铝塑膜依旧依赖进口,造成了软包电池成本高昂,铝塑膜国产化成为了软包电池能否在电动汽车领域大规模应用的关键因素之一。
进口铝塑膜导致软包电池成本难降
第三是一致性的难题,就目前而言,软包电池的安全性相比硬壳和圆柱形电池相对而言更稳定,但是一致性问题仍然突出,这是由于软包动力电池在生产过程中自动化的程度比较低,造成电池的一致性较差,在动力电池充放电过程中安全性降低、易产生胀气等问题。
企业“变法” 剑指软包市场
软包技术作为电池轻量化高能化的重要手段,未来将在新扩产的产能中持续提高渗透率,从而实现拉动设备厂商需求量。数据显示,2017年动力软包电池需求量为6.5GWh,市场渗透率为12%。业内预计2018年动力软包电池需求达到10.9GWh,市场渗透率达14%。
有市场自然参与者众多,毕竟“蛋糕”这么大,谁也不想置若罔闻。在软包电池市场需求逐渐上升情况下,福斯特江苏决定将年产12GWh锂电池项目重点布局软包路线,其中一期项目将于年底投产,预计2020年底项目将全部投产。
今年四月,亿纬锂能(300014)1.5GWh软包三元电池工厂4月10日正式投产。亿纬锂能投产的软包三元电池,产品设计单体能量密度达到240Wh/kg以上,系统能量密度可以达到160Wh/kg。
亿纬锂能软包三元电池投产
另外有消息显示,国轩高科也正在加速其动力电池版图,公司已开发出三元材料体系的811软包电芯,能量密度到达302Wh/kg。目前,公司三元软包产线布局进展顺利,计划将于今年年底投产。
值得注意的是,如果没有较强的技术实力和技术积累,一般企业是不会冒然投入软包电池生产线。软包电池与方形电池的工艺在生产前段从搅拌到极片模切环节基本一致,工艺的差异主要是体现在中后段。
这其中最大的技术难点就在于封装环节,一旦封装不过关,产品的一致性不合格,容易发生电池鼓包等问题。不过,随着软包电池工艺的不断改进,未来软包电池的市占率还会不断的提升,同时也推动着材料、设备等领域发展提速。
从材料层面来看,封装材料铝塑膜则成了核心所在。据业内预计,2018年动力用铝塑膜需求将达到0.16亿平米,市场空间达5.2亿元,到2020年需求将达1.2亿平米,对应市场空间为35.7亿元。
明冠新材料特技研究员谢辉表示,目前国产铝塑膜在3C消费类产品运用比较多,动力电池的铝塑膜市场被进口企业垄断了,只是有一小部分的起量,不过随着工艺的进步,未来国产铝塑膜将会找到突破口。
另外据谢辉介绍,明冠铝塑膜凭借在高性能胶粘剂方面的多年积淀,独立研发了干热复合法,在吸取干法工艺优势的同时,兼顾了热法在耐电解液和抗水性方面的优势特点,使得铝塑膜在冲深成型、外观差、裁切性能差、耐电解液及阻水性能方面的综合性能得到了全面提升,在市场上也开始逐步被客户所接受。
软包电池未来市场前景可期
从设备层面来看,今年软包设备厂商新品亮相增多,尤其是在叠片机上,无论是效率还是稳定性、一致性等均取得长足进步。
“亿鑫丰针对软包电池自主研制的高速叠片机,实现了每分钟叠片180-200片,高度提升了叠片的效率,并且在稳定性、一致性、自动化等方面做了全面的提升。”广东亿鑫丰智能装备股份有限公司(以下简称“亿鑫丰”)董事长吴松彦表示,其中在自动化成面上亿鑫丰设备可减少人工50%以上,使客户的成本压力大大降低。
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