大众入股国轩高科有意稳定软包三元电池的供应; 戴姆勒投资9亿元进军国内软包电池巨头移动能源技术……近年来,随着全球电动汽车诉求的增加,汽车用动力电池产业发生了悄然的变化。 其中,国际汽车巨头纷纷“启动”软包电池,软包动力电池的快速发展受到产业的重视。

“大众、戴姆勒纷纷站队,软包电池今年或迎来拐点”

业内分析显示,随着大众、戴姆勒等国际车企加速在华电动化攻势,国内主流车企相继推出搭载软包电池的中高端车,软包电池制造商加速扩大生产,今年国内软包动力电池市场份额上升,拐点

软包动力电池到底是什么?

通常,车用动力电池根据封装形式分为方形、圆柱、软包等形式。 与圆筒型和方形电池相比,软包电池的内部构成要素差别不大。 最大的不同是,软包电池使用铝膜作为外装壳,圆筒型和方形的电池壳主要使用金属材料。

照片:亿纬锂能源官网

关于正极、负极、隔膜、电解液等电池最中心的4大部分,这3种形式的动力电池的差异不大。 但是,由于工艺的不同,软包装电池、圆筒电池和方形电池之间的技术优缺点依然不同。

因此,方形电池和圆筒型电池在汽车市场的渗透率远远高于软包电池。 那么,这是否意味着软包电池不如方形和圆柱呢? 显然不是。

事实上,软包电池的迅速发展历史并不短,早在1994年,软包锂离子电池就已提出,1996-1997年,许多日本企业开始了液态和凝胶锂离子软包电池产品的技术开发和应用,目前锂离子电池已 软包装电池逐渐广泛使用,2000年开始正式应用于汽车领域,至今已有近20年的汽车行业应用历史。

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就其特点,日前,美孚能源科技董事长兼首席执行官王圩在第二届新能源汽车及动力电池( cibf2021深圳)国际交流会上表示,软包电池的独特特点为“三高一低”,即高安全、高能量密度、高柔性

图片来源: cibf

具体来说,软包电池的形状为长方形,同时薄,传热面积大,散热和热管理非常容易,因此设计为可以在极端的情况下控制电池,安全性很高。

在高能量密度方面,软包电池采用铝膜封装的形式,在相同容量的前提下可以节约越来越多的组装部件,理论上可以提高能量密度。

在高柔性方面,软包电池的形状可变,尺寸可调,同时在重量方面比同容量的钢壳电池轻40%,比铝壳电池轻20%,可以满足汽车制造商的各种差异化诉求,从超跑开始跟进

另外,在价格方面,与其他电池形态相比,软包电池的理论材料价格最低,软包电池的内阻小,因此能够大幅降低电池的自身功耗,电池的循环寿命长也是价格的下降。 但是,目前软包电池设备方形电池设备不成熟,设备折旧价格还很高。

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冷热不均的国内外市场

如上所述,软包动力电池具备很多特点,在迅速发展的空期间必须非常广泛,但就市场份额而言,软包动力电池在国内市场的安装台数并不高。

具体来看,根据中国化学物理电源领域协会动力电池应用分会的数据,全年中国新能源汽车市场动力电池装机量约为64gwh,其中方形、圆柱和软包电池装机量分别为50.88gwh、9.20gwh和3.93gwh,对应市场份额分别为, 由此可见,国内动力电池装机主要以方形电池为主,软包电池的市场份额还不到10%。

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与国内市场相反,软包动力电池在欧洲市场应用广泛。 根据ev sales的数据,在欧洲全年销售的前20大车型中,15大车型使用的是戴姆勒、日产、雷诺、大众、现代、奥迪、沃尔沃等软包电池,市场占有率超过70% 向这些国际主流车企供应的电池供应商主要是lg化学、ski、远景aesc等,这些电池供应商主要生产软包电池。

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照片:盖世太保

对于目前形成的动力电池市场结构,蜂巢能源科技有限企业总裁杨红新认为,目前软包电池、方形电池、圆柱电池的市场结构是历史原因造成的。 他说:“特斯拉当初采用圆柱电池并不一定比其他电池好,因为电池供应商数量有限,可供选择的空间很小。 从地域上看,欧洲制造电动汽车比中国早,但当时欧洲汽车企业批量生产电动汽车时,可选的电池供应商也只有lg化学、ski、三星等。 ’在他看来,在电动汽车迅速发展之初,动力电池的选择是由供给决定的。

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但是,目前随着中国和欧洲加快电动汽车的快速发展,海外动力电池公司进入中国,国内动力电池公司进入海外的趋势越来越明显,这也使得动力电池市场的结构发生了悄然的变化,软包电池今年将迎来快速的发展机遇

中国化学物理电源领域协会秘书长刘彦龙在接受盖西汽车采访时表示,从诉求方面看,戴姆勒、大众、通用汽车、现代等国际主要汽车企业近两年来在中国扩大了电动汽车市场布局,这些汽车企业锁定的电池订单主要来自索尼。 此外,国内主流车企也纷纷推出搭载软包电池的中高端车,这些将推动中国软包电池市场的崛起。

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图片来源: cibf

据预测,到2030年世界市场,软包电池在新能源汽车市场的渗透率将达到45%,约占一半的江山。

国内的软包装电池迎风

基于软包电池的独特特点和市场预期,目前许多汽车企业和动力电池公司正在布局软包电池。

早些年,国内软包动力电池龙头公司美孚能源技术与戴姆勒签署了长达10年、累计超过170gwh的订单合同。 不仅如此,戴姆勒还参加了移动智能节能ipo战术销售,取得了该公司约3%的股份,成为移动智能节能的股东。

美孚能源科技董事长兼首席执行官王伟透露,目前美孚能源科技与戴姆勒的合作非常顺利,此前签约的长时间订单,将于今年进入批量生产。

除戴姆勒外,美孚还与吉利科技集团、江铃集团新能源、国机知骏、东风岚图等汽车制造商在动力电池供应方面进行了合作。 其中,美孚是与吉利科技集团共同建设的动力电池厂,总产能在120gwh以上,预计2021年开工产能将在20gwh以上。

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从供应方面来看,今年将是软包动力电池集中生产并投入使用的一年。 美孚能源科技镇江一期8gwh软包电池今年实现满产亿纬锂电池日前表示,目前软包电池产能10gwh,今年将满产。 lg新能源南京软包项目,以及与吉利汽车合资建设的10gwh软包项目将下线; 愿景aesc无锡20gwh软包电池的第一期项目也于今年投产。 此外,宁德时代,万向一二三、捷威动力、国轩高科等多家动力电池公司预计也将陆续投产软包电池项目。

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刘彦龙认为,软包动力电池产能的释放,也将赋予下游车企越来越多的选择,以满足高端轿车在国内外主机厂的诉求。

材料和安全问题仍然不可忽视

虽然软包动力电池市场前景广阔,但产业快速发展的道路上也充满了荆棘。

前几天,现代汽车和北汽新能源相关车型因搭载的软包电池存在安全隐患开始召回,这在一定程度上证明了软包电池首先应该重视的是安全问题。

同济大学汽车学院副院长魏学哲也表示,在汽车上使用软包电池有相当大的挑战。 挑战分为第四类,一类是尺寸和机械设计问题; 二是成组后受力的大小需要结合软包的全生命周期规律进行调节; 三是热管理系统设计困难;四是在多而复杂的情况下,难以掌握密封、热失控等安全性问题的规律。

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图片来源: cibf

王洸认为,车用动力电池的安全性问题可以从两个路径上提高。 一是从活性物质进行处理,例如在极端情况下发生热失控的问题时,如何处理锂合金化后的负极材料和sei膜的稳定性问题很重要。 二是电解液的方向。 软包电池在极端情况下也会发生热失控,业界认为固体电池是彻底处理目前锂离子电池热失控的最终方案。 但是现阶段,固体电解质还不成熟,离真正应用还有很长一段时间,所以快速的发展方向是先从液态过渡到半固态(凝胶),再过渡到半固态(固态电解质),最后过渡到全固态电池。

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除了电池自身性能的安全隐患外,软包电池目前也面临着上游材料的供应安全风险。 软包装电池区别于圆柱和方形电池的最大区别在于铝膜的外装构造。 动力锂电池上游部分的正极材料、负极材料、隔膜、电解液、封装材料等5种主要材料中,前4种材料已经国产化,铝膜封装材料作为锂电池材料行业技术难度最大的部分之一,是产业链中唯一没有完全国产化的材料, 由此可见,随着国内软包动力电池市场的扩大,铝膜国产化率的提高是不可避免的问题。

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信息显示,明冠新材料是目前国内铝膜制造的龙头公司,该企业铝膜制造10多年来,干式复合、热法制膜技术沉淀。 明冠锂膜技术部长李成利表示,截至目前,明冠新材料的动力、储能铝膜( cap153 ),除pa/pp材料外,其他材料均为国产或自行开发产品,pp和pa也已处于自研和国产化测试阶段,1~2年内,所有材料均为罗

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明冠新材董事长兼总经理闲洪嘉对盖西汽车表示,本来行业内关于铝膜最重要的是价格问题,但现在越来越考虑供应安全问题。 他分析说,铝膜今后一段时间处于爆炸期,技术完全国产化和产能提高是今后要处理的问题。

图片来源: cibf

据悉,明冠新材料上市前有300万平方米的铝膜生产能力,年产1000万平方米的铝膜征集项目目前正在建设中。 闵洪嘉表示,目前,铝塑项目进展顺利,明冠新材料将根据铝塑市场诉求情况统一安排,推进该产品的开发与生产,未来3-5年的技术储备,预计生产将于今年大幅释放。

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业界普遍认为,随着铝膜国产化,今年有了较大突破,国内的软包电池预计今年也将迎来拐点。 届时,国内动力电池搭载公司的排名和市场份额将发生怎样的变化,值得关注。

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