钜大LARGE | 点击量:319次 | 2023年01月06日
动力锂电池谁称王?
刀片电池、弹匣电池、4860圆柱电池假如您关注最近的动力锂电池行业动态,这些概念或许有所耳闻。新能源汽车发展如火如荼,最为核心的动力锂电池领域也是暗流涌动,为了满足广大用户的需求,公司推出各类形态的动力锂电池。
而软包锂电池的价值似乎被我们低估了。那么,什么是软包锂电池?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锂电池(CIBF2021深圳)国际交流会上,行业人士围绕软包锂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。
何谓软包锂电池?
软包锂电池,最直观的理解就是软性包装。软包锂电池是差别于圆柱电池和方形电池的另一种叫法。假如说这三者之间最大的不同,那就是软包锂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,这三种形式的动力锂电池之间的差别并不大。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
当然,即使这三类电池之间的核心材料差别并不大,但是由于工艺上的不同,软包锂电池、圆柱电池和方形电池之间的技术优缺点依旧存在差异。
软包锂电池的发展历史并不短。软包锂电池技术诞生超过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电池。1994年,软包锂电池概念便被提出。1996-1997年,多家日本公司开展液态及凝胶锂离子软包锂电池产品技术开发及应用。1998-2000年,有公司开始开发车用软包锂电池。2000年,软包锂电池在汽车上进行示范应用。可见,软包锂电池在汽车上的应用已经长达20年的历史。
软包锂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王瑀总结了软包锂电池的四大优势,三高一低:高安全、高能量、高灵活和低成本。
高安全方面,软包锂电池传热面积大,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,软包锂电池在热失控过程中出现的气体,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锂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,软包锂电池形状可变,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,软包锂电池的理论材料成本低,同时软包锂电池的内阻较小,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,软包锂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,尽管软包锂电池有着诸多优点,但是在我国市场的发展现状并不乐观。
动力锂电池应用分会数据显示,2020年我国新能源汽车市场动力锂电池装机量约为64GWh。其中,方形、圆柱、软包锂电池装机量分别为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,软包锂电池市场份额较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,软包锂电池的总装机量占比还不到1/10,并且还有下降趋势。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,关于软包锂电池、方形电池、圆柱电池的市场格局,是由历史原因造成的。TSLA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,软包锂电池遭遇的尴尬状况,和我国动力锂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CATL、比亚迪为代表的动力锂电池公司发展迅速,占据国内电池装机量的大部分市场份额,而这些头部电池公司重要供应方形电池。重要供应软包锂电池的日韩动力锂电池公司,则在白名单主导之下逐步淡出我国市场,进一步导致了软包锂电池供应的收缩。
2015年三月二十六日,工信部公布《汽车动力蓄电池行业规范条件》,明确要求自2015年五月一日起,动力锂电池公司需按照《规范条件》要求,通过汽车动力蓄电池生产公司管理系统进行在线申报,只有搭载白名单内的动力锂电池,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,日韩动力锂电池公司无缘补贴。
供应情况决定了三种类型电池的发展走向,CATL、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,就目前我国动力锂电池市场而言,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。
软包锂电池会有一席之地?
发展至今,尽管在我国市场装机量不高,但是软包锂电池的前景逐步行业看好。
从国际市场来看,软包锂电池比方形电池应用更广泛。根据EVSales的数据显示,2020年欧洲销量排前20名的电动汽车中,其中有15款采用的是软包锂电池,包括戴姆勒、日产、雷诺、大众、现代、奥迪、沃尔沃等公司均有软包锂电池的车型。
我国化学和物理电源行业协会秘书长刘彦龙表示,今年会是我国软包动力锂电池投产、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、天劲股份等公司,其软包锂电池的产量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。
动力锂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,软包锂电池迎来重大发展机遇,这对软包锂电池相关材料、工艺技术、制造装备等提出更高的要求。
那么,软包锂电池会在我国市场会有怎么样的前景?
软包锂电池能量密度高、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锂电池长单,国内软包锂电池公司也进入产量扩增、技术创新和批量交付关键期。
此外,软包锂电池在我国市场装机量份额也还有提升空间。业内预测,未来软包锂电池在我国的市场份额将提升至1/3。而另据研究机构预测,2030年软包锂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,软包锂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锂电池的各大优势,不过,他也指出软包锂电池欲在新能源汽车领域大展手脚,还要克服诸多难题。
首先,软包锂电池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锂电池,重要的原因就是软包锂电池尺寸不好控制,这让车企对软包锂电池的尺寸误差提出很高的要求。魏学哲说。
其次,电池公司还需改善软包锂电池密封性差,电解液易泄露的问题。魏学哲认为,软包锂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,软包锂电池在厚度散热方面尚可,但其热传递方面偏弱,因此做软包锂电池的设计一定要站在适应快充的条件下考虑。
编辑总结:
关于动力锂电池行业而言,任何一条技术路线都并非完美无缺。软包锂电池、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,动力锂电池产业链上下游公司共同努力,不断优化各类电池的性能,规避不同路线的劣势和风险。动力锂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。
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