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        全球動力電池競爭“白熱化”,軟包電池如何突圍?
        文章來源: 發布時間:2022-12-29 閱讀:4785 次
        摘要相較于方形電池和圓柱電池,軟包電池的最大不同是,其電池外層只有一層鋁塑膜封裝,而沒有方殼電池外層的殼與其他配件,不僅在能量密度上有優勢,而且成本更低。

        動力電池領域的戰爭愈演愈烈。

        中汽協數據顯示,今年1-11月,新能源汽車產銷分別完成625.3萬輛和606.7萬輛,同比增長均達1倍,11月的新能源汽車市場占有率已經超過了30%,市場前景廣闊。作為新能源汽車的“心臟”,動力電池有望同步實現飛速發展,這也意味著該領域的競爭程度將加劇。

        中國科學院院士、清華大學車輛與運載學院教授歐陽明高也曾表達過類似觀點:未來三十年,動力電池體系還會經歷多次持續的技術變革。從目前行業發展來看,變革的核心就在于,到底哪種形態的動力電池能最大程度的符合產業鏈不斷追求的“三角平衡”——能用更低的成本實現更優越的性能、以及獲得更高的安全性。

        近幾年,諸多動力電池廠商開始試圖通過改變電池結構的方式實現“三角平衡”,命名形式也五花八門。比如比亞迪的刀片電池、寧德時代的麒麟電池、廣汽埃安的彈匣電池等。但本質上而言,這些動力電池仍大多屬于方形電池范疇。

        方形電池之外,也有部分動力電池廠商在圓柱電池和軟包電池領域探索,希望以不一樣的電池形態滿足未來新能源汽車的需求。

        形態之爭:軟包電池的優勢

        目前,由于成本高、研發周期長等原因,動力電池市場仍以方形電池、圓柱電池為主流形態路線。其中,方形電池的市場占有率最高。2021年,方殼電池的市場份額超過54%,預計2022年還將進一步上升達到61.9%。

        但從裝機量的上升趨勢角度來看,軟包電池的增速則十分迅猛。高工產業研究院(GGII)發布的《動力電池裝機量月度數據庫》顯示,今年上半年,軟包動力電池裝機量約6.03GWh,同比增速高達72%。


        在車企端,軟包電池也開始受到越來越多車企的青睞。大眾、奧迪、奔馳、現代、福特、沃爾沃、保時捷等車企配置多款主流車型都使用了軟包電池。

        究其原因,軟包電池有其獨特之處。相較于方形電池和圓柱電池,軟包電池的最大不同是,其電池外層只有一層鋁塑膜封裝,而沒有方殼電池外層的殼與其他配件,不僅在能量密度上有優勢,而且成本更低。

        雖然結構簡單,但鋁塑膜封裝卻更能保證動力電池的安全性。軟包電池外殼采用鋁塑膜形態包裝,即便帶電池發生熱失控,軟包電池也會通過放氣的方式減少內部壓力,防止電池發生自燃、爆炸。

        過去多年,安全性都是阻礙新能源汽車行業發展的“攔路虎”,諸多消費者曾因“電車電池自燃、爆炸”等新聞而對新能源汽車望而卻步。軟包電池的出現,滿足了整個新能源汽車行業對安全性的強需求,有望進一步推動行業發展。

        另一方面而言,軟包電池的設計靈活性更高。在電芯層面,軟包電池的厚度、形狀等,均可根據客戶對自身產品的設計需求進行定制,而在模組與電池包層面,軟包電池也可以根據不同車型需求,進行矩形或T字形等不同形態的空間布局,滿足更多車型對動力電池的空間要求。

        此外,絕大多數軟包電池都采用疊片式工藝,相較于卷繞電池,疊片電池的極耳數能多出近一倍,內阻相較于方形電池和圓柱電池顯著下降,因此產生的熱量也較小,電池自耗電明顯降低,電池的循環壽命會更強。

        最重要的是,軟包電池的能量密度比方形電池和圓柱電池更高。根據高工產業研究院數據,三元軟包單體電芯比三元方形平均高10%-15%。當前業內量產的三元方形動力電池平均電芯能量密度為210-230Wh/kg,而同材料體系的三元軟包動力電池能量密度達240-250Wh/kg,更能滿足未來動力電池輕量化、長續航需求。

        有業內人士分析稱,未來5-10年全固態電池有望實現明顯降本以及量產。在這技術路線的過渡期間,能量密度更高的軟包電池有望“脫穎而出”。

        當下,奔馳、北汽藍谷、東風等多家車企都有讓半固態電池、固態電池上車的計劃,促使動力電池相關企業均在該領域加大研發力度。

        隨著液態電池向固態電池的加速發展,具有“包羅萬象”特點的軟包電池即將實現快速上量——從制作工藝角度而言,軟包電池既能疊片,也能卷繞,從材料的選擇而言,軟包電池既可兼容磷酸鐵鋰、三元鋰,也可使用石墨、硅碳,其電解質也可以從液態組織到半固態再到固態。 

        雖然目前軟包電池仍是國外車企主要使用的技術方案,但如果軟包電池能與固態電池產線完成平滑過渡,未來在中國市場,軟包電池或許將實現對方殼電池的“超車”。

        軟包電池爆發前夜

        目前,新能源汽車市場呈高速發展態勢,動力電池出貨量也大幅增長。在2022世界動力電池大會上,中國科學院院士歐陽明高預測,2025年中國動力電池出貨量將超過1TWh,產值超過1萬億元。

        作為動力電池下一階段的發展路線,軟包電池市場即將進入爆發前夜。實際上,在國外,軟包電池路線已經成為海外車企主流選擇。IHS顯示,2022年,海外銷量排名前20的主流電動車型中,有大眾ID.4、大眾ID.3、奧迪e-tron、極星Polestar 2、福特Mustang Mach-E等11款車型都采用了軟包電池方案。

        與此同時,軟包電池領域在最近幾年出現了新工藝,進一步解決了其原本生產工藝復雜、成本居高不下等問題。

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