電池形態三分天下
目前,中國動力電池多元化技術路線基本成型,主流的鋰電池封裝形式有三種,涵蓋軟包、方形和圓柱,不同的封裝結構有著不同的特性,它們各有千秋。
圓柱形電池:
圓柱形電池分為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、鈷錳混合、三元材料不同體系,外殼分為鋼殼和聚合物兩種,不同材料體系電池有不同的優點。
圓柱形鋰電池有諸多型號,比如,14650、17490、18650、21700、26500等。圓柱形鋰電池生產工藝成熟,PACK成本較低,電池產品良率以及電池組的一致性較高;由於電池組散熱面積大,其散熱性能優於方型電池;圓柱形電池便於多種形態組合,適用於電動車空間設計的充分佈局。但圓柱形電池一般採用鋼殼或鋁殼封裝,會比較重,比能量相對較低。
方形電池:
方形鋰電池通常是指鋁殼或鋼殼方形電池,國內動力電池廠商多采用電池能量密度較高的鋁殼方形電池為主。因為方形電池的結構較為簡單,不像圓柱電池採用強度較高的不鏽鋼作為殼體及具有防爆安全閥的等附件,所以整體附件重量要輕,相對能量密度較高。所以方形電池的普及率在國內很高。
軟包電池:
軟包鋰電池是液態鋰離子電池套上一層聚合物外殼。在結構上採用鋁塑膜包裝,在發生安全隱患的情況下軟包電池只會鼓氣裂開。軟包裝材料通常分為三層,即外阻層(一般為尼龍BOPA或PET構成的外層保護層)、阻透層(中間層鋁箔)和內層(多功能高阻隔層)。與其他電池最大的不同就是採用鋁塑膜作為電池的電芯封裝材料,單片電池組裝後用鋁塑膜密封保護內容物,這是軟包鋰電池中最關鍵、技術難度最高的材料。
軟包電池在3C消費電子領域已應用成熟,隨著近年來新能源汽車的發展,逐步擴展至新能源汽車行業。
軟包電池發展潛力巨大
隨著新能源汽車市場的發展壯大以及政策的補貼滑坡,整車企業對動力電池在能量密度、製造成本、循環壽命和產品附加屬性等方面都提出了更高的要求,高能量密度和輕量化更是未來車用動力電池的發展方向。
軟包電池因其安全性能好、重量輕、容量大、內阻小、設計靈活等優點開始逐漸展現其優勢、地位凸顯,愈發得到國內車企的重視,被認為最有可能成為未來主流的技術發展路線。
據數據顯示,2018年1-5月份,中國動力電池裝機量達12.66GWh,同比增長247.80%。
其中軟包動力電池裝機量達1.43GWh,同比增長71.98%,市場佔比達11%,佔比同比去年1-5月份下降了12個百分點;方形電池裝機量達9.63GWh,同比增長373.36%,市場佔比達76%,佔比同比去年1-5月份上漲了20個百分點;圓柱電池裝機量達1.60GWh,同比增長106.84%,市場佔比13%,佔比同比去年1-5月份下降了8個百分點。
軟包電池市場份額相對2017年下降的主要原因是前五個月寧德時代和比亞迪裝機量增速較快,增大了方形電池的市場份額,而軟包和圓柱電池則有所下降。
雖然前五個月方形動力電池佔據著主要的市場份額,但補貼政策的退坡,對動力電池能量密度提出了更高的要求,這對於軟包動力電池是一個很大的利好。
業內分析預計,2018年底,軟包動力電池總產能將達產能38GWh,同比增長65%,約佔全行業動力電池總產能20.9%。到2020年,軟包電池總需求量有望達到67GWh,3年年複合增長率達35%,預計市場規模將超過500億。
國內軟包電池企業紛紛佈局發展
目前國內軟包電池企業有廣東天勁、北京國能、孚能科技、萬向A123、微宏動力、天津捷威、億緯鋰能、鵬輝能源、卡耐新能源、中航鋰電、盟固利、光宇、多氟多、潮州天豐、駱駝集團等。在動力軟包電池的配套供應中,北京國能、孚能科技、廣東天勁、微宏動力和天津捷威五家的裝機量之和為2622MWh,佔2017年軟包動力電池總裝機量的56%。
2017年純電動汽車軟包動力電池裝機量排名
目前,包括億緯鋰能、鵬輝能源、天勁股份、天津捷威、北京國能等多家生產軟包電池的企業,都明確了投擴產計劃。
天勁股份:
天勁股份在佛山4Gwh產能新基地已經開工建設,以軟包電池為主,一期工程將於年底投產,產能達2GWh。
北京國能:
北京國能軟包大容量磷酸鐵鋰電池125Wh/Kg問世。在工信部發布的293批和294批新能源汽車申報目錄中,分別有24款、54款車配套北京國能生產的軟包磷酸鐵鋰電池。
億緯鋰能:
億緯鋰能2017年產能大幅提升,目前,億緯鋰能的電池生產設備已經實現高度智能化,三元疊片軟包鋰電池單體能量密度在230Wh/kg左右。
鵬輝能源:
鵬輝能源軟包動力電芯產線現有產能1GWh,日產量達1萬支,未來將隨著市場規模的擴大穩步增長。
天津捷威:
據瞭解,天津捷威已啟動動力電池三期工程建設,其軟包大容量鈦酸鋰電池規模化生產,壽命可達2萬次,6分鐘即可充滿,應用於電動大巴和儲能。
目前軟包動力電池在乘用車領域應用居多,在電動客車及物流車領域也呈增長趨勢。從車企配套情況來看,包括現代、福特、沃爾沃、戴姆勒等國際大廠,以及國內北汽、上汽、奇瑞、上海通用、江鈴控股、重慶長安、陝汽通家、奇瑞商用車、江西昌河等車企都發布了多款配套軟包動力電池的車型。
小結:在政策指導和市場發展的雙重作用下,軟包電池因其高能量密度以及安全性能好等優點,能夠較好滿足動力電池的要求,軟包電池的需求將會不斷增強,具備增長潛力。就目前軟包電池應用的領域和配套情況來看,預計未來軟包電池在市場的滲透率有望不斷攀升,未來可期。
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