软包电池崛起势头莫要小觑，“三高一低”，软包电池优势明显
软包电池崛起势头莫要小觑，“三高一低”，软包电池优势明显
“软包电池能量密度高、安全性好、散热性能优，同时在快充、电池系统集成、低温性能等方面也有优势，是新能源乘用车的优先选择。”在近日召开的第二届新能源汽车及动力电池国际交流会上，中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙指出，近两年，戴姆勒、通用等多家车企锁定的订单均以软包电池为主，同时，国内软包电池企业产能也处于投建扩充和快速释放期。可以预见的是，需求端和供应端双向发力，将推动我国软包电池市场崛起。
“三高一低”，软包电池优势明显
软包电池，直观理解就是软性包装的电池，这种电池与圆柱电池、方形电池最大的区别是前者采用了铝塑复合膜外壳，后两者采用金属外壳。在电池正极、负极、隔膜和电解液的关键材料上，三者之间区别并不大。
据了解，1990年索尼公司率先研发出锂离子电池，1994年便开始了软包电池研发，2000年软包电池在汽车上进行示范应用。迄今为止，软包电池已在3C（计算机类、通信类和消费类电子产品）领域占据主导地位，在汽车领域也有超过20年发展历史。
根据EV Sales（美国新能源汽车销量统计网站）的数据显示，2020年欧洲销量排前20名的电动汽车中，有15款采用软包电池，包括戴姆勒、日产、大众、现代、奥迪、沃尔沃等企业均有软包电池车型。
软包电池在日韩、欧美市场颇受青睐，孚能科技董事长王瑀将其优势归纳为“三高一低”，即高安全、高能量、高灵活和低成本。首先，软包电池是长方形，传热面大，便于散热和热管理，即便在极端情况下，软质铝塑膜包装也只会胀气或起火，不会发生爆炸；其次，软包采用铝塑膜封装的方式，相同容量前提下节省更多装配组件，量产的软包电池能量密度已达到285Wh/kg，且还在进一步提升中；再者，软包电池具有高灵活性特点，形状可变、尺寸可调，重量较同等容量的钢壳电池轻40%，比铝壳电池轻20%，可以满足不同主机厂配套差异化需求；最后，相比其他形态，软包电池的理论材料成本最低。
市场规模小，发展存在诸多挑战
尽管各项成绩全优，但软包电池在我国并不占优势且市场份额出现下滑。动力电池应用分会数据显示，2020年我国新能源汽车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。2020年，软包电池市场份额较2019年的8.85%下降至6.1%，装机量减少近1.6GWh。
王瑀认为，软包电池在国内占比较少，原因是受制于产能。“我国软包电池厂家数量确实较少，其生产工艺复杂，难度较高。”
软包既是优势所在，也存在安全隐患。软包电池可塑性强，意味着产品一致性较差，伴随着漏液和胀气问题。“很多车企选硬壳而不是软包电池，重要原因就是尺寸控制不住。”同济大学汽车学院副院长魏学哲进一步指出，软包电池在尺寸控制、电池密封性等方面还需进一步改善。
除主观原因外，客观上软包电池也有生不逢时的遗憾。蜂巢能源董事长杨红新指出，我国动力电池的市场格局是历史造成的。“欧洲比我国先做电动汽车，当时能找到的电池只有LG、SK生产的软包电池，后来我国企业比亚迪、宁德时代把方形电池做起来了，因此我国新兴车企多选择方形电池，选择面多、规模大，抗风险能力也强，即使想用软包电池，选择面有限，这是供给决定的。”
在我国以方形电池为主的市场格局下，软包电池的原材料、生产设备供应方较为单一，尤其在核心技术上仍有一层“膜”的距离。明冠新材料股份有限公司董事长闫洪嘉坦言，铝塑膜是锂电池材料领域技术难度最高、产业链中唯一尚未完全国产化的材料，长期被外企“卡脖子”。
企业快速放量，未来将三分天下
尽管目前软包电池在我国装机量并不高，但结合其本身优势、材料加速国产化及技术瓶颈的突破，仍被寄予厚望。“车企对电池类型并无偏好，只要能满足要求即可。”业内人士普遍认为，软包电池将更多搭载于中高端车型上，其市场份额将提升至1/3，与方形和圆柱电池三分天下。另有研究机构预测，2030年软包电池在新能源汽车市场的渗透率将达45%。
据了解，从2020年开始，戴姆勒、大众、通用、现代等主流车企纷纷锁定软包电池长单，今年也将是亿纬锂能、孚能科技、多氟多等国内软包动力电池企业投产放量的重要年份，产能释放将给车企提供更多选择。
亿纬锂能董事长刘金成介绍，公司2020年软包电池交付在3GWh左右，今年将实现10GWh产能满产满销，已研发出能量密度超过300Wh/kg、循环寿命大于1800次的产品。
岚图汽车新能源技术总监黄敏也透露，岚图正与合作伙伴在软包电池方面进行深度合作，搭载软包技术的整车将在明年投放市场。
“未来5年，动力电池需求将进入TWh（亿千瓦时）时代，亟需推动我国软包电池技术、供应链及市场发展。”刘彦龙指出，从全球各主流车企电动化时间表来看，接下来的几年将是车企推出电动车型的重要时间节点。目前国内软包电池企业的产能规模仍相对较小，为配合主流车企电动化目标，软包电池企业需做好优质产能规划。同时，行业要高度重视电池安全，通过技术创新、提升供应链国产化水平等措施进一步降低成本。
软包还有前景吗？
要判断软包电池前景，就要了解下软包的优势、短板的解决情况，以及国内电池企业的态度。毕竟大部分企业没有技术路线方面的偏好，只要能做好，对软包也并不排斥。
（1）能量密度高、安全性好、内阻小及设计灵活
首先能量密度高，GGII数据显示，目前动力电池行 业内 量 产 的 三 元 软 包 动 力 电 池 平 均 电 芯 能 量 密 度 已 达240-250Wh/kg，但同材料体系的三元方形动力电池能量密210-230Wh/kg。三元软包动力电池单体电芯能量密度比三元方形动力电池平均高10%-15%。
以孚能科技为例，其目前已实现285Wh/Kg软包锂离子动力电池的产业化。
其次，安全性能好。同材料体系下，三元软包动力电池在铝塑膜软包封装下，如果发生电池热失控，一般胀气释放热量；而方形、圆柱电池由于采用硬壳包装，热量无法释放，内部压力较大，则会引起爆炸。
另外，采用卷绕生产工艺的方形、圆柱电池，随着电池使用时间增加，更容易出现电池内部温度不一、应力分布不均匀，尤其是卷绕弯曲处，从而产生安全隐患。
第三，三元软包动力电池具备容量大、内阻小的电化学性能优势。三元软包动力电池由于内阻较小，可以极大的降低电池的自耗电，提升电池倍率性能、循环寿命，产热量小。
第四，电芯层面，三元软包动力电池电芯的尺寸以及形状设计灵活，企业可以依据自身产品设计、客户需求进行定制。在模组和电池包层面，三元软包动力电池的空间布局更为灵活，可以呈矩形或 T 字形布局，能够满足更多车型对动力电池的空间要求。
（2）成组效率优化、铝塑膜供应国产化
首先，在组成效率提升、轻量化以及工艺方面，奇瑞新能源汽车技术有限公司电池系统部部长曾祥兵提出了一些建议。
成组效率方面，曾祥兵认为，应该把电芯的排布空间和整车的空间边界做得更加的规范，不要有一些浪费的空间放在那里，这是我们应该要做的工作。还有集成化的大模组技术。如果把电池能量密度提高，整体效率会有大的提升。
轻量化会方面，可以从设计、工艺、材料入手，设计优化方面，例如做平板或者是挖空的板，重量就会有一些变化。用的复合材料，采用更轻、强度更高的PCM材料。下壳体采用镁铝合金强度会上升，这也是突破。
还有工艺上，所有工艺的连接都是鞣酸和激光焊接的状态，还可以用到粘胶的结构。例如小蚂蚁的车身，铝合金的状态都是用胶粘的，架构的密度比金属轻，这都可以提升材料的性质。
在铝塑膜方面，中国供应商也在迅速崛起。
近年来国产铝塑膜在设备、技术工业、材料等方面都在持续更新和完善，产品一致性、质量和耐电解液性能都取得了较大发展。
以明冠新材料股份有限公司为例，其在2010年就获得了铝塑膜产品的专利，目前专利有100项。
出货方面，明冠自2017年开始出货至今，铝塑膜造成的事故是0。
不过，明冠在铝塑膜产能不多，且在扩产方面非常谨慎。闫洪嘉对此解释道，“我们产品要考虑一致性的问题，就是说你能做几万平米，任何一个产品没有连续做过几百万平米，我们是连续这么多年做了几百万平米。如果没有连续做几百万平米的数据，你的一致性是没有办法保证的。”
在明冠认为技术足够成熟后，便开始大规模扩产。目前明冠正在进行IPO，募资中的一项，就是拟募资8000万元，进行1,000万平方米锂电池铝塑膜扩建项目。
随着参与铝塑膜制造的企业逐渐增多，技术不断成熟，供应问题有望得到快速解决。
（3）中国电池供应商布局软包电池
要看这个路线有没有前景，还要看是否有人布局，以及布局企业的地位如何？
目前看，中国动力电池龙头企业宁德时代，以及二线领头企业国轩高科都在布局软包电池。
宁德时代方面，其自2019年开始配套软包电池，装机量一直在稳步增长，并在2020年6月跃升至中国市场软包装机量第一。
去年，宁德时代凭借380.5MWh的装机量，排名中国软包装机第五名，超过万向一二三等老牌软包企业。
资料来源：根据公开资料整理
前不久，戴姆勒又与宁德时代达成合作协议，从目前业内人士了解的信息来看，未来双方的合作技术路线以软包电池为主。
此外，国轩高科也有软包电池产能布局，主要供应大众。
据了解，国轩产能软包电池产能正在加紧建设，例如为配套五菱，国轩建设了5GWh的磷酸铁锂软包电芯生产线；为大众配套的软包生产线也将在2022年投产。
虽然很难确定软包电池未来的市场占比情况，但是可以肯定的是，随着越来越多方形电池企业入局软包，软包电池的技术成熟度将会越来越高， 其市场占比将会大幅提升，或许未来市场份额将仅次于方形，成为第二大动力电池封装形式。
本文原文来自贤集网