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未來動力電池將何去何從

2017-08-03

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作為新能源汽車的最核心部件和產業商業化破局的關鍵,動力電池產業的發展一直受到各界的關注。近幾年來,在國家政策的調控下,各大整車企業對新能源車型產品和供應鏈進行了大調整,帶動了電池行業整體新一輪的發展。在上半年公布的6批公告中,參與配套的電池高達85家。

值得一提的是,軟包裝電池在這一過程中,顯示出了強勁的增長力。據相關研究機構統計,2015年國內方形、圓柱、軟包鋰電池產量分別為17GWh、10.1GWh、19.8GWh,占比分別為36.4%、21.5%、42.3%,軟包電池占比已經超過方形和圓柱電池。2016年前三個季度,受新能源汽車市場波動等因素影響,方形、圓柱電池產量環比都出現了不同程度的下滑,只有軟包電池產量環比上升,國內軟包電池前三季度產量達13Gwh,其中,第三季度環比增長達20%。

目前,北汽、長安、東風等國內中高端新能源乘用車產品上,都開始采用軟包動力電池。LG、AESC等國外動力電池企業也啟動了軟包電池的大批量生產。

“軟包電池未來將在乘用車上得到廣泛應用,成為新能源汽車市場的主力軍。”北京國能電池科技有限公司(以下簡稱國能電池)常務副總經理張景舒說。

資料顯示,目前,主流的鋰電池封裝形式主要有三種,即圓柱、方形和軟包。

圓柱形鋰電池生產工藝成熟,成本較低,產品良率以及電池組的一致性較高,散熱性能優于方型電池,便于多種形態組合,適用于電動車空間設計的充分布局。但由于采用鋼殼或鋁殼封裝,自重較高,比能量相對較低。

方形硬殼電池殼體多為鋁合金、不銹鋼等材料,內部采用卷繞式或疊片式工藝。由于方形鋰電池可以根據產品的尺寸進行定制化生產,所以市場上有成千上萬種型號,導致工藝難以統一。

相比之下,軟包電池的包裝材料和結構使其擁有一系列優勢。比如重量輕,軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%,較鋁殼鋰電池輕20%;內阻小,軟包電池的內阻較鋰電池小,可以極大的降低電池的自耗電;循環性能好,循環壽命更長;設計靈活,外形可變任意形狀,可根據客戶的需求定制,開發新的電芯型號。

從最近幾年的市場發展趨勢來看,軟包電池的占比越來越高,有專家預計,未來軟包電池的市場份額有望超過50%。

海通證券發布的研究報告顯示,軟包電池未來在動力領域擁有極大發展空間。該報告指出,軟包電池相比目前主流技術路線,質量較使用鋁殼輕20%、可獲得更高的能量密度,具有更好的安全性,循環次數更高;軟包電池在國內鋰電池整體市場的占有率約為35%,在3C領域已經證明了其優越性,但是在動力電池這一子環節的占有率估算尚不到10%。國內動力軟包電池尚處于起步階段,未來具有極大的發展空間。

最關鍵的還在于,軟包電池安全性能更佳。

“因為是軟包裝,是通過PP膜熱封封口的方式,所以承受的內壓比較低。其他兩種(硬)包裝遇上當防爆閥不能完全打開的情況,可能會發生這種爆炸。因而軟包裝的安全性能是略勝一籌的。”國內某動力系統有限公司副總經理艾群表示。

目前,許多電池企業已經加大、加快軟包電池的研發生產。其中,國能電池是較為領先者。在上半年新車目錄中,國能電池的車型配套數量進入前三,已經為安凱客車、東風汽車、東風襄旅、亞星、南京金龍、珠海銀隆、北汽銀翔等客車、專用車企業進行了配套和批量供貨。目前,國能電池已經建設了北京、河南中牟、浙江海寧、湖北襄陽等八大生產基地。今年年底產能將達到11GWh,有望成為全球最大的軟包電動力電池制造商,預計在2020年,產能可達到25GWh。

國能電池董事長郭偉表示,國能電池做出發力軟包電池這一戰略決策,根據就是對技術趨勢的判斷。

“我國新能源汽車產業正不斷發展和升級。動力電池作為最核心的部件,其技術的升級、更迭肯定更快,整個產業發展的方向一定是高性能、高能量密度。最終,市場證明我們的判斷是對的。”郭偉說。

據他介紹,國能電池量產的電池組能量密度,在2016年就已達到了125wh/kg,三元單體量產的能量密度達到了200wh/kg。預計到2017年年底,國能磷酸鐵鋰電池單體密度將突180Wh/kg,三元產品將突破240Wh/kg。

有專家指出,當前動力電池行業的競爭,根本上還是技術的比拼。一支以高水平科研人員為核心、研究方向覆蓋電池技術關鍵領域的技術團隊,是國能電池取得領先身位的保障。

據了解,目前國能電池技術團隊的核心人員,均為行業高端人才:副總經理吳叢笑是中組部“千人計劃”新能源領域的領軍人物,中科院電化學博士;技術總監馬軍同為中組部“千人計劃”的專家,曾主持國家863等重大專項項目,擁有十多項電動汽車重大發明。此外,國能首席動力電池科學家李德成,來自索尼動力電池部門,長期從事能源材料研發;首席先進電池科學家文哲澤曾任NEC能源公司技術負責人,為三星、日立等企業開發產品。

目前,國能電池已經成立了北京研發總部和無錫研發基地,上海研發分部年底將正式啟用。公司已經具備完善的研發體系和健全的實驗條件,擁有高科技研究中心、電池仿真平臺、電池管理系統和電池開發實驗平臺等。

不過,也有聲音認為,無論圓柱、方形還是軟包電池,目前之所以都能快速發展,是因為它們在各自擅長的應用領域,都得到了很好的應用。在政策與市場的雙輪驅動下,動力電池產業正從導入期向高速發展期加速前進。而在技術路線選擇上,國內方形、軟包、圓柱三足鼎立的局面將長期保持。其市場占比,還要取決于下游市場的具體發展情況。


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