【图】动力电池谁称王?软包电池“当有为”

  [行业] 刀片电池、弹匣电池、4680圆柱电池……如果您注目最近的动力电池行业动态,这些概念或许有所耳闻。新能源发展如火如荼,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市场需求,企业发售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?能满足新能源设施需求吗?市场前景如何?日前,在深圳开会的“第二届新能源及动力电池(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、供应链及市场前景展开交流,为我们找出了诸多疑惑。

何谓软包电池?

  软包电池,最直观的理解就是软性纸盒。软包电池是区别于圆柱电池和方形电池的另一种叫法。如果说这三者间仅次于的不同,那就是软包电池使用铝塑复合膜外壳,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间的区别并不大。

  当然,即使这三类电池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、轻巧、能量密度高PACK复杂、设备成本高、一致性较差圆柱电池产线、设备更容易标准化、工艺成熟期单体容量小、循环劣、PACK加工复杂方形电池封装可靠性高、PACK加工简单PCB成本高、单体电芯能量密度较低(相比软包)信息来源:网络;制表:行业频道  软包电池的发展历史并不较短。软包电池技术问世多达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总称)已占有主导地位。

  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明确提出。1996-1997年,多日本公司积极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,有企业开始研发用软包电池。2000年,软包电池在上进行示范应用于。可见,软包电池在上的应用已经长达20年的历史。

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


  低安全方面,软包电池热传导面积大,便于风扇和热管理,即使在极端状况下都能可控。比起于其他类型电池,软包电池在热失控过程中产生的气体,也很容易释放出来,从而能够很快的降温,使得电池的破坏性降到最低。

  低能量密度方面,软包采用铝塑膜PCB的形式,相同容量下可节省更多的组装组件,理论上能量密度可以更高。据报,孚能科技量产的软包电池能量密度超过了285Wh/kg,目前还在持续提升过程中。

  低灵活性方面,软包电池形状星型,尺寸固定式,在重量上较同等容量的钢壳电池重40%,比铝壳电池重20%,可以符合不同的主机厂的配套差异化市场需求,也很合适有所不同的场景应用于。

  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量,循环寿命更长,也是成本的减少。当然,目前来看,软包电池设备没有方型电池设备成熟期、设备摊销成本还比较高。

历史原因导致尴尬局面?


  不过,值得一提的是,尽管软包电池具有诸多优点,但是在中国市场的发展现状并不悲观。

  动力电池应用于分会数据表明,2020年中国新能源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,对应市场占到比分别为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。

  从配套占到比上来看,软包电池的总装机量占比还将近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,是由历史原因导致的。“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受限,可选择的余地小。”


  业内人士认为,软包电池遭遇的“失望”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,占有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”主导下逐步退出中国市场,进一步造成了软包电池供应的膨胀。

  2015年3月26日,工信部公布《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》拒绝,通过“动力蓄电池生产企业管理系统”展开在线申报,只有搭载“白名单”内的动力电池,才可以进入《新能源推广应用推荐目录》,进而取得补贴。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南北,宁德时代、比亚迪把方形电池的规模做的很大,客户也就更多地自由选择方形电池。”杨红新指出,就目前中国动力电池市场而言,不必纠葛使用何种类型的电池,只要能符合市场需求,“电量、电压、成本超过要求,便可以自由选用。”


软包电池不会有一席地?

  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EVSales的数据表明,2020年欧洲销量排前20名的电动中,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型。

  中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙回应,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获释的关键期,这也将给下游企更多自由选择,以满足国内外主机厂中高端乘用市场需求。

  动力电池应用分会秘书长张雨也指出,随着近几年新能源、储能、消费电子及通信等应用领域的不断发展,软包电池迎来根本性发展机遇,这对软包电池相关材料、工艺技术、生产装备等明确提出更高的要求。


  那么,软包电池会在中国市场会有怎样的前景?

  软包电池能量密度低、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的最重要选项一。初步统计,2020年开始,戴姆勒、大众、通用、现代等主流企纷纷瞄准软包电池宽单,国内软包电池企业也转入生产能力扩增、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高空间。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,软包电池的发展还不存在诸多挑战。同济大学学院魏学哲教授也赞扬了软包电池的各大优势,不过,他也认为软包电池欲在新能源领域大展手脚,还需要解决诸多难题。


  首先,软包电池需要在尺寸控制能力方面展开提高。“不少主机厂没自由选择软包电池,重要的原因就是软包电池尺寸不好控制,这让企对软包电池的尺寸误差明确提出很高的拒绝。”魏学哲说。

  其次,电池企业还需改善软包电池密封性差,电解液不易泄露的问题。魏学哲认为,“软包电池在新能源用于环境下,不会频密遇到高低温的变化,在这种类似情况下,想保证10-15年的使用寿命,较好的密封效果非常关键”。

  此外,魏学哲还表示,新能源补能方式逐渐趋向于慢差使,大倍率慢充下,电池发热情况将不会激增。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车站在适应环境快充的条件下考虑。


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,也具有各自的严重不足。在新能源发展迅猛的当下,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,规避有所不同路线的劣势和风险。动力电池应当是百花齐放的状态,给消费者更多的自由选择,而非一种技术路线独大。(文/李争光)