動力電池誰稱王?軟包電池“當有為”
刀片電池、彈匣電池、4680圓柱電池...如果你關注一下動力電池行業的近期動態,你可能聽說過這些概念。新能源汽車發展如火如荼,動力電池核心領域暗流涌動。為了滿足用戶的需求,企業推出各種形式的動力電池。
柔性電池的價值似乎被我們低估了。那么,什么是柔性電池呢?能否滿足新能源汽車的配套需求?市場前景如何?日前,在深圳舉行的“第二屆新能源汽車與動力電池國際交流大會”上,業內人士就柔性電池產業鏈的技術創新、供應鏈、市場前景等方面進行了交流,為我們解開了許多疑惑。
什么是柔性電池?
柔性電池最直觀的理解就是軟包裝。柔性電池是區別于圓柱電池和方形電池的另一個名稱。如果說三者之間最大的區別,那就是柔性電池采用了鋁塑復合外殼,而圓柱電池和方形電池都采用了金屬外殼。
至于電池的四個核心部分,如正極、負極、隔膜和電解液,這三種形式的動力電池沒有太大區別。
當然,即使這三類電池的核心材料差別不大,但由于技術的不同,柔性電池、圓柱形電池和方形電池之間的技術優劣還是有差異的。
柔性電池的發展歷史并不短。柔性電池技術誕生于30多年前,如今已在3C領域占據主導地位。
1990年,索尼率先開發商用鋰離子電池。1994年,柔性鋰離子電池的概念被提出。從1996年到1997年,許多日本公司開發并應用了液態和凝膠鋰離子柔性電池產品技術。從1998年到2000年,一些企業開始開發車用柔性電池。2000年,柔性電池被用于汽車示范??梢?,柔性電池在汽車上的應用已經長達20年。
除了悠久的發展歷史,柔性電池還有很多優點。富能科技董事長兼CEO王軍總結了柔性電池的四大優勢,即“三高一低”:高安全性、高能量、高柔性、低成本。
在安全性方面,柔性電池傳熱面積大,便于散熱和管理,即使在極端條件下也能控制。與其他類型的電池相比,柔性電池在熱失控過程中產生的氣體也很容易釋放,從而可以快速冷卻,將電池的破壞性降至最低。
在高能量密度方面,軟包采用鋁塑膜封裝,在同等容量下可以節省更多的組裝部件,理論上能量密度可以更高。據悉,孚能科技量產的柔性電池能量密度已達到285瓦時/千克,目前仍在持續提升過程中。
在高柔性方面,柔性電池形狀可變,尺寸可調,比同等容量的鋼殼電池輕40%,比鋁殼電池輕20%??梢詽M足不同原始設備制造商的需求,也非常適合不同的場景。
在低成本方面,柔性電池理論材料成本低,內阻小,可以大大降低電池的自耗,延長循環壽命,降低成本。當然,目前柔性電池設備還沒有方形電池設備成熟,設備攤銷成本還比較高。
歷史造成的尷尬局面是什么?
但值得一提的是,雖然柔性電池有諸多優勢,但其在中國市場的發展現狀并不樂觀。
根據動力電池應用分會的數據,2021年中國新能源汽車市場動力電池裝機容量約為64GWh。其中方形電池、圓柱電池和柔性電池的裝機容量分別為50.88GWh、9.20GWh和3.93GWh,對應的市場份額分別為79.5%、14.4%和6.1%。2021年,柔性電池市場份額從2021年的8.85%下降至6.1%,裝機容量也下降了近1.6GWh
從匹配比例來看,柔性電池總裝機容量不足1/10,仍有下降趨勢。為什么會出現這樣的市場情況?
蜂巢能源科技有限公司總裁楊洪信認為,柔性電池、方形電池、圓柱電池的市場結構是歷史原因造成的。“特斯拉最初使用圓柱形電池時,并不一定是圓柱形電池比其他電池更好,而是電池供應商數量有限,選擇余地很小?!?/p>
業內人士認為,柔性電池的尷尬局面與我國動力電池支持政策有關。
眾所周知,在補貼政策的大力支持下,以當代安普瑞科技有限公司、比亞迪為代表的動力電池企業發展迅速,占據了國內電池裝機量的大部分市場份額,這些頭部電池企業主要供應方形電池。以供應柔性電池為主的日韓動力電池公司在“白名單”的引導下逐漸淡出中國市場,進一步導致柔性電池供應萎縮。
2021年3月26日,工信部發布《汽車動力電池行業標準條件》,明確要求從2021年5月1日起,動力電池企業通過《汽車動力電池生產企業管理系統》進行網上申報。只有“白名單”中的動力電池才能進入《新能源汽車推廣應用推薦目錄》并獲得補貼。當然,日韓動力電池公司沒有補貼。
“供應情況決定了三類電池的發展趨勢。當代安普瑞斯科技有限公司和比亞迪把方形電池的規模做得很大,客戶會選擇更多的方形電池?!睏詈樾耪J為,就中國動力電池市場而言,沒有必要擔心使用什么樣的電池。只要能滿足市場需求,“電量、電壓、成本符合要求,可以自由選擇。”
柔性電池會有一席之地嗎?
截至目前,雖然中國市場裝機量不高,但柔性電池的前景在行業內逐漸被看好。
從國際市場來看,柔性電池比方形電池應用更廣泛。根據EV Sales的數據,2021年歐洲電動汽車前20強中,有15家使用柔性電池,包括戴姆勒、日產、雷諾、大眾、現代、奧迪、沃爾沃等擁有柔性電池車型的企業。
中國化學與物理動力工業協會秘書長劉焱龍表示,今年將是中國軟包裝動力電池投產和量產的重要一年。億威鋰能、孚能科技、聚氟乙烯、衛玠動力、袁晶AESC、萬向123、天津有限公司等企業正處于軟包電池產能快速釋放的關鍵時期,這也將為下游車企滿足國內外中高端乘用車需求提供更多選擇。
動力電池應用分會秘書長張宇也認為,隨著近年來新能源汽車、儲能、消費電子、通信等應用領域的不斷發展,柔性電池面臨著巨大的發展機遇,這對柔性電池相關材料、工藝技術、制造設備等提出了更高的要求。
那么,柔性電池在中國市場的前景如何?
柔性電池具有能量密度高、安全性好、內阻小、散熱性能優異的優點。同時在快速充電、電池系統集成、低溫性能等方面具有優勢,被認為是新能源乘用車的重要選擇之一。據初步統計,從2021年開始,戴姆勒、大眾、通用、現代等主流車企鎖定了柔性電池長名單,國內柔性電池企業也進入產能擴張、技術創新、批量交付的關鍵期。
此外,柔性電池在中國市場的裝機份額提高了空。業內預測,未來中國柔性電池市場份額將增至1/3。據研究院預測,2030年柔性電池在新能源汽車市場的滲透率將達到45%,幾乎是全國的一半。
當然,柔性電池的發展還存在很多挑戰。同濟大學汽車學院魏學哲教授也對柔性電池的優勢贊不絕口。不過,他也指出,柔性電池要想在新能源汽車領域大展拳腳,還需要克服很多困難。
首先,柔性電池在尺寸控制能力上有待提高?!霸S多原始設備制造商沒有選擇柔性電池。重要原因是柔性電池的尺寸不易控制,這使得車企對柔性電池的尺寸誤差提出了很高的要求?!蔽簩W哲說。
其次,電池企業需要改善柔性電池密封性差、電解液容易泄漏的問題。魏學哲認為,“柔性電池在新能源汽車的環境中會頻繁遇到高低溫變化。在這種特殊情況下,要保證10-15年的使用壽命,良好的密封效果非常重要”。
此外,魏學哲還表示,新能源汽車的補能方式逐漸趨于快充,高倍率快充下電池發熱會增加。在熱管理方面,柔性電池厚度散熱可以接受,但傳熱較弱,因此在快充情況下必須考慮柔性電池的設計。
編輯摘要:
對于動力電池行業來說,任何技術路線都不是完美的。柔性電池、圓柱電池和方形電池各有優缺點。隨著新能源汽車的快速發展,動力電池產業鏈上下游企業通力合作,不斷優化各種電池的性能,規避不同路線的劣勢和風險。動力電池應該處于百花齊放的狀態,給消費者更多的選擇,而不是單一的技術路線。
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