消费电子叠加动力软包 铝塑膜大范围国产化替代启动

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锂电池根据封装形式不同,主要分为方形、圆柱、软包电池。软包电池与另外两种主要的区别在于封装形式不同。

由于软包电池外包装为铝塑膜 ,而另外两种形式的电池为金属材料,因此封装工艺有所区别,软包为热封装,其他两种均需要激光焊接。

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为什么要用软包?

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在市场最关注的安全性、能量密度、循环寿命方面,软包电池具有优势。

▶▷安全性方面,软包出现安全性问题时,一般是电池包鼓气裂开,但由于机械性能不强,因而不易发生爆炸。

▶▷能量密度方面,由于软包电池外包装采用更加轻薄的铝塑膜,因而电芯的能量密度更高。

▶▷循环寿命方面,软包电池循环寿命更长,100 次循环衰减比铝壳少4%-7%。

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中国政府重视电池能量密度进步,节能与新能源汽车技术路线图中提出2020 年单体

350wh/kg和系统250wh/kg 的能量密度要求,三元软包电池有望领先另外两种电池达

到这一要求。

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软包的不足之处

软包电池由于外包装较薄,在出现极端情况时容易被刺穿,因而在pack 环节需要加入金属防护层给予更多的保护,这也会带来成组效率低、成本提升的问题。

解决成组效率低的问题可以采用如下这些方法:

▶▷1)提升单体电芯容量以减少电芯使用量,从而降低pack 过程中的其他配件使用量;

▶▷2)提升模组和系统内部的空间利用率,可通过改进布局等方式实现;

▶▷3)使用轻量化材料等等。

软包电池低成组效率的短板逐渐弥补。目前看软包电池的成组效率逐渐提升,由前两年的不足60%提升至65%以上。从国际主流车型看,过去5 年软包电池的系统能量密度提升最高,并且最高系统能量密度已经接近特斯拉装配的松下圆柱电池。

2018 年即将上市的现代Kona 电动版,采用LGC 的NCM811 电池,单体电芯容量120/180Ah,预计系统能量密度将进一步提升。

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动力电池需求高增长,国内软包渗透率将持续攀升

我国锂电池需求持续增长,2017 年三种形态电池出货量约82GWh,同比增长28%。

其中软包电池2017 年出货量约29GWh,同比增长26%。

三种形态电池中,2017 年方形、软包、圆柱占比为37.8%、35.4%、26.8%,方形电

池出货量增长较快主要系动力电池出货量快速增长。

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锂电池国产化率持续提升。中国锂电池出货量占比不断提升,主要源于动力电池出货量持续高增长,2016 年占全球比重约49%。

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▌新能源汽车浪潮已至,动力电池需求旺盛

2017年中国新能源汽车销量达75.5 万辆,同比增长59.5%,下游销量高增长带动动力电池出货量约44.5GWh,同比增长44.4%。动力电池领域软包渗透率有望持续提升。

据OFweek,2016 年软包电池渗透率约12%,2017 年预计约15%。未来得益于政策持续引导动力电池向高能量密度发展,契合这一特性的软包电池渗透率有望持续提升至30%以上。

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软包封装技术契合未来固态电池的发展。

按照电解液物质状态的不同,软包电池可分为软包液态电池和软包聚合物电池,前者使用液态电解液,后者使用的电解质目前以胶体为主。

固态物质为电解质的全固态电池仍处于研发示范阶段,全固态电池以聚合物、氧化物或硫化物等固态电解质代替隔膜和电解液从根本上解决电池安全问题;电池单体能量密度有望提升至400-500Wh/kg。

全固态电池目前仍处于研发阶段,宝马、丰田、博世及部分国内企业都在积极布局,未来有望成为主流电池路线。

由于无需使用液体,固态电池外壳与组装工艺得到简化,适宜固态电池封装使用的软包封装技术有望为软包电池发展打开新的成长空间。

▌国际软包企业布局、技术领先

目前海外软包电池市场主要由LGC 和AESC 把控。

▶▷LGC 主要配套日产、雷诺、现代、通用、沃尔沃、奥迪等厂商,目前公司NCM622 软包电芯能量密度可做到240wh/kg 左右,并将在2018年小部分量产NCM811电芯(目前配套现代Kona)。

▶▷AESC主要配套日产的车型,包括备受好评的Leaf,主要由于该公司是由日产汽车牵头设立的企业,定位于内部配套。

公司主要走锰酸锂电池路线,源于:1)安全性高;2)锰储量丰富,价格较低。

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