軟包電池為何國外開花國內不香？

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。根據整車出廠合格證數據，2020年前5月，軟包電池裝機543.89MWh，累計同比下滑74.5%，遠超過整體裝機量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：整車出廠合格證數據
 
       與此相對的是，軟包電池在國際市場上蓬勃發展。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 LGC、SKI、AESC等已為大眾、奧迪、日產、現代起亞、通用、雷諾等車企配置了多款主流車型，其中，日產 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。是軟包技術路線問題，車企不認可？還是中國軟包電池供應商產品質量問題？
 
       首先來了解下軟包電池。
 
       1
 
       軟包電池的優劣勢
 
       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，其內部組成(正極、負極、隔膜、電解液)與方形、圓柱鋰電池的區別不大，最大的不同之處在于軟包電池采用鋁塑復合膜作為外殼，方形和圓柱電池則采用金屬材料作為外殼。
 
       軟包電池的優劣勢都有哪些呢？孚能科技在招股說明書中總結了軟包電池的四大優勢，三大劣勢。
 
       優勢主要集中在能量密度高、安全性好、內阻小及設計靈活方面。
 
       首先能量密度高，GGII數據顯示，目前動力電池行業內量產的三元軟包動力電池平均電芯能量密度已達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，如果發生電池熱失控，一般脹氣釋放熱量；而方形、圓柱電池由于采用硬殼包裝，熱量無法釋放，內部壓力較大，則會引起爆炸。
 
       另外，采用卷繞生產工藝的方形、圓柱電池，隨著電池使用時間增加，更容易出現電池內部溫度不一、應力分布不均勻，尤其是卷繞彎曲處，從而產生安全隱患。
 
       第三，三元軟包動力電池具備容量大、內阻小的電化學性能優勢。三元軟包動力電池由于內阻較小，可以極大的降低電池的自耗電，提升電池倍率性能、循環壽命，產熱量小。
 
       第四，電芯層面，三元軟包動力電池電芯的尺寸以及形狀設計靈活，企業可以依據自身產品設計、客戶需求進行定制。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。
 
       劣勢則體現在工藝上更為復雜、成組效率低及成本高三方面。
 
       例如，封裝環節等較難控制，容易發生鼓脹等問題，使得產品一致性較差，對企業的技術水平、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性較差，在出現極端情況時容易被刺穿，因而在電池包環節需要加入金屬防護層等給予更多的保護，會帶來成本提升的問題。
 
       那么是這些劣勢，導致軟包電池市場占比不斷下滑的么？
 
       恐怕沒那么簡單。從數據上看，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、系統集成商對軟包有疑慮
 
       《電動汽車觀察家》在采訪中發現，車企有兩種態度，一種企業對技術路線有偏好，例如長安習慣采用方形電池、江淮更喜歡采用圓柱電池；另一類企業對技術路線沒有特殊偏好，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。”某車企動力技術副總工程師張先生對《電動汽車觀察家》說，之前軟包質量情況并不好，電池會出現鼓脹、漏液情況，一致性、安全性都不好，車企采用存在一定風險。
 
       “我們現在習慣采用方形電池。”張先生坦言。“就我們去過國內一些軟包企業來看，他們質量控制的水平比方形電池還是低一些。”
 
       張先生認為，LG化學、遠景AESC和SKI做軟包電池的基礎更扎實，他們對軟包的控制更加嚴格，產品質量應該會更好一些，不過這些企業還沒有在國內推這些產品，比中國品牌的企業好多少還不清楚。
 
       （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。軟包電芯的結構強度不夠，因此模組不能完全省掉。
 
       此外，電芯的發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，增加化學活性來提升單體容量。
 
       軟包電池采用疊片技術，對對齊和毛刺的工藝要求很高，“稍微對不齊或者有毛刺，就會造成內短路。”
 
       鄧曉光告訴《電動汽車觀察家》，他了解的幾家軟包企業，電芯長度做到500-600mm就已經到極限了，再長一些，生產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，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，“我們的目標是一顆電芯爆炸，不引發電池熱失控，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，成組后能不能達到整車壽命時間是不確定的。
 
       第三，軟包電芯的供應鏈不完善，對供貨穩定性存在疑慮。
 
       由于軟包路線和中國主流路線有所差異，部分原材料、生產設備的采購渠道仍較為單一，主要包括鋁塑膜、鋰電池生產設備、少量輔材等，相關供應商一旦出現問題，將對電池企業生產經營及產線建設，以及整車企業供貨穩定性上產生一定的不利影響。
 
       這里所指的原材料應該是鋁塑膜。根據公開資料顯示，國內企業生產的鋁塑膜進展總需求量的7%—8%，絕大部分依賴進口。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涉足鋁塑膜業務，獲得T&T在日本三重縣的鋰電池鋁塑膜工廠及相關資產，并獲得制造及銷售鋁塑膜軟包產品的全部專利和專有技術在中國的獨占許可及在日本的非獨占許可。
 
       目前，新綸科技已經在常州建立了兩條生產線，合計產能500萬㎡/月，根據規劃將在建設兩條生產線，達產后，產能將進階1.5億㎡/年。
 
       也就是說，能夠獲得軟包電池企業認可并在中國有產能的鋁塑膜企業并不多，這在整車企業看來，電池上游原材料的供應是存在風險的。
 
       在電池系統集成商來看，軟包電池的問題也很大。
 
       （4）某電池系統集成商：軟包不好用
 
       談到軟包電池，某電池系統集成商負責人劉先生直言，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，只能在長寬上進行彌補，太長太寬的電芯很難擺放進電池包。
 
       所以軟包電芯容量相對較小，因此電池包內需要并聯很多電芯，導致中間需要的結構支架、匯排流等，電池包的成本就高了很多。
 
       劉先生認為，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
 
       制約軟包發展
 
       對于為何抓不住市場份額，軟包電池企業有自己的看法。
 
       國內某軟包電池企業戰略負責人陳女士對此略感無奈，她認為這是市場環境使然。“中國市場寧德時代市場占有率最高，與整車企業綁定關系較強，軟包電池企業體量小，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，也與軟包電池企業體量較小有關。陳女士告訴《電動汽車觀察家》，由于寧德時代的體量大，產品供應穩定性較強，“選他家不會出大問題，選其他家就有可能會有風險。”
 
       這個風險指的是能否穩定供貨。
 
       其實在原材料成本相同的情況下，軟包電芯的成本會更低。但是由于企業進貨量的差別，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，陳女士認為并不一定方形的就比軟包的高，這主要根據車企平臺情況，不同的包絡成組效率差別較大，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。”
 
       在業內人士看來，軟包的質量做好，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工藝上更為復雜，例如封裝環節等較難控制，容易發生鼓脹等問題，使得產品一致性較差，對企業的技術水平、制造工藝等提出了更高的要求。
 
       除了規模和工藝難度，政策變化對軟包電池產生間接影響。前述傳統汽車企業工程師張先生表示，2019年財政補貼下降較快有關，軟包電池成本相對還是貴一些，大容量的方形電池的優勢更加凸顯。方形電池的大踏步前進，進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。
 
       前述電池集成商負責人劉先生認為，軟包電池的應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，安全性的優勢得以體現。
 
       合資、外資車企的發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，這類車企對技術路線都有自己的想法和規劃，例如，大眾、通用、戴姆勒、現代、日產等企業LG化學的大客戶，將會大規模采用軟包電池；在中國市場上，這些企業往往也會采用自己熟悉的電池路線。
 
全球各整車企業新能源汽車戰略
資料來源：《中國傳統燃油汽車退出時間表研究》和公開資料整理
 
       張女士認為，隨著上述車企的產銷放量，軟包電池企業的機會不可小覷。
 
       可以看到，國際市場上，車企對軟包電池的認可度并不差。中國軟包電池市場份額較低，是行業發展自身特殊性使然：中國方形電池市場份額較大，留給軟包企業市場不多，導致企業規模、技術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，在品牌和產品質量、性能上更上一步或許是個不錯的選擇。
 
(責任編輯：子蕊)
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