目前動(dòng)力電池較為成熟的有三種封裝方式，軟包、方形、圓柱。三種封裝形式的電池各有優(yōu)缺點(diǎn)，三者對(duì)比，軟包電池，比容量高、安全性好、循環(huán)壽命長(zhǎng)，內(nèi)阻小，設(shè)計(jì)靈活，但是一致性較差，成本較高，容易發(fā)生漏液。由于前幾年軟包鋰電池設(shè)備的自動(dòng)化程度不高，從而會(huì)使得一致性較差點(diǎn)，但目前國(guó)內(nèi)外設(shè)備公司加大了研發(fā)投入。桑頓新能源公司三廠(chǎng)目前鋰電池產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化程度達(dá)到90%以上，一致性得到比較好的解決，軟包電池會(huì)是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

 

第二部分介紹下軟包電池技術(shù)特性。在相同容量下，軟包電池的重量和體積最??；在相同的體積下，軟包電池的容量最高。在其他條件相同的情況下，較鋁殼和圓柱，軟包電池的體積能量密度和質(zhì)量能力密度最高。目前我們的數(shù)據(jù)是來(lái)自于高工鋰電。

 

目前，主要從電芯設(shè)計(jì)、模組、Pack輕量化方面進(jìn)一步提升電池系統(tǒng)能量密度。2017年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)主流的電池廠(chǎng)加大了三元布局，現(xiàn)如今高鎳高壓三元和硅碳是主流的技術(shù)路線(xiàn)。從200-280，變正極，從低鎳到高鎳，或者低壓到高壓；280-300，變負(fù)極，由石墨到硅碳；300-350，三元變富鋰錳基；350以上，要么變電解質(zhì)，由液態(tài)變固態(tài)，或者更換鋰離子電池體系，發(fā)展鋰硫電池或全固態(tài)電池。

 

Pack輕量化，可以在很多方面做工作?？梢允褂靡恍┹p量化的材料，可以?xún)?yōu)化一些設(shè)計(jì)，采用CAE的輔助，提前做一些仿真。電芯方面，可以選擇一些能量密度高、電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)化的電芯，像100302這款電芯既符合國(guó)標(biāo)又符合VDA的尺寸，也可以在箱體、模組方面進(jìn)行一些設(shè)計(jì)優(yōu)化。另外在制造工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面也可以做一些優(yōu)化。Pack輕量化也是未來(lái)的趨勢(shì)。

 

這是從這幾年國(guó)外一些一流的整車(chē)廠(chǎng)的主流車(chē)型搭載軟包電池系統(tǒng)能量密度的數(shù)據(jù)。這些車(chē)型主要使用軟包電池，韓國(guó)現(xiàn)代今年有兩款車(chē)搭載了LGC公司的 NCM811體系電池。這款電池?fù)?jù)報(bào)道量產(chǎn)時(shí)間推遲了。我個(gè)人分析的原因可能有三個(gè)：一是，NCM811材料和電芯制造成本高，雖然鈷的含量降低了，但制造工藝復(fù)雜，對(duì)環(huán)境濕度要求很高；二是，NCM 811材料的熱穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致NCM 811體系電芯的安全性低；三是，NCM 811體系電芯循環(huán)壽命較短，可能無(wú)法滿(mǎn)足整車(chē)需求。

 

我們對(duì)不同類(lèi)型電池的事故率進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，16-17年，國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)火災(zāi)事故分別發(fā)生29起和16起。配套車(chē)型看，方形電池事故較高，無(wú)論是事故次數(shù)還是車(chē)輛數(shù)量占比均超過(guò)一半；18年上半年，國(guó)內(nèi)共發(fā)生8起，方形和圓柱各一半；根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來(lái)看，軟包電池安全性相對(duì)來(lái)說(shuō)最高。軟包鋰電池采用鋁塑膜作為包裝外殼，在發(fā)生安全隱患的情況下，軟包鋰電池最多只會(huì)鼓氣裂開(kāi)，從封口處釋放能量，而不像鋼殼鋁殼鋰電池那樣會(huì)產(chǎn)生較大內(nèi)壓而發(fā)生爆炸。目前，軟包鋰電池大部分仍采用液態(tài)電解質(zhì)，少數(shù)采用凝膠態(tài)電解質(zhì)，隨能量密度發(fā)展，固態(tài)鋰電池發(fā)展是必然趨勢(shì)，鋰電池安全性會(huì)進(jìn)一步提高。

 

我們還對(duì)不同類(lèi)型電池的成本進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，從包裝成本來(lái)說(shuō)，圓柱、方形、軟包的包裝成本是相似的，差異不大。但在包裝材料的構(gòu)成方面，方形鋁殼的成本是最高的，方形鋁殼為了降低單位Wh的成本必須把電池容量做大，但隨著成本會(huì)降低，安全性也會(huì)降低，它可能會(huì)熱失控，中間有一些熱量傳遞速度會(huì)有限制。不同容量的軟包電池，包裝材料成本相似，相對(duì)來(lái)說(shuō)降低單位瓦時(shí)成本難度更大。軟包電池的容量，一般在50~60Ah左右。

 

我們對(duì)軟包電池各組分重量和成本占比進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)鋁塑膜重量占比為3.0%，成本卻占到整個(gè)鋰電池總成本的8%，成本構(gòu)成中占到第三位，成本占比較大。這主要是由于鋁塑膜的制備工藝及市場(chǎng)情況導(dǎo)致的。目前，國(guó)內(nèi)軟包動(dòng)力電池所用鋁塑膜有90%以上都是進(jìn)口。

 

在這簡(jiǎn)單介紹下鋁塑膜結(jié)構(gòu)。鋁塑膜主要由外層尼龍層、中間鋁層、內(nèi)層CPP/PP層三層組成，特種鋁層和CPP/PP層 技術(shù)壁壘高，產(chǎn)品要求嚴(yán)格，全球鋁塑膜市場(chǎng)仍主要由日韓企業(yè)壟斷，日本DNP和昭和電工兩大巨頭合計(jì)市場(chǎng)占比超過(guò)70%。DNP和昭和電工分別是熱法和干法的代表企業(yè)。    

 

國(guó)產(chǎn)鋁塑膜遇到的常見(jiàn)的技術(shù)問(wèn)題是國(guó)產(chǎn)鋁箔在表面處理上有缺陷，穩(wěn)定性差，另外CPP層材料未完全攻克，絕緣和耐高溫性都存在問(wèn)題。近些年，國(guó)產(chǎn)鋁塑膜企業(yè)在材料技術(shù)工藝、設(shè)備等方面都在不斷完善更新，而且在產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品一致性和耐電解液性能上有了質(zhì)的提升。ATL、光宇等已開(kāi)始批量應(yīng)用數(shù)碼類(lèi)國(guó)產(chǎn)鋁塑膜；同時(shí)動(dòng)力電池領(lǐng)域，新綸科技通過(guò)收購(gòu)日本T&T的成熟鋁塑膜工廠(chǎng)和專(zhuān)利技術(shù)，成功將鋁塑膜產(chǎn)品導(dǎo)入國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)。國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)技術(shù)的內(nèi)生突破、引進(jìn)吸收以及外延收購(gòu)等發(fā)展途徑，國(guó)產(chǎn)化已勢(shì)不可擋。

 

鋁塑膜國(guó)產(chǎn)化后，軟包動(dòng)力電池成本將降低，國(guó)產(chǎn)鋁塑膜企業(yè)有新綸科技、 紫江企業(yè)、道明光學(xué)、福斯特等。鋁塑膜國(guó)產(chǎn)化，鋁塑膜成本每平降低5-7元后，軟包動(dòng)力電池總體成本降低1.5%左右，可以加速提高軟包電池在新能源汽車(chē)市場(chǎng)的占有率。

 

第三部門(mén)介紹下軟包電池市場(chǎng)化趨勢(shì)。三種類(lèi)型電池產(chǎn)能占比均不小，其中方殼電池占比較大。軟包電芯憑借著能量密度高、安全性能好、設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn)，有望加速提高軟包電池在新能源汽車(chē)市場(chǎng)的滲透率。目前，軟包電池在新能源乘用車(chē)市場(chǎng)占有率還是比較高。這是高工鋰電統(tǒng)計(jì)的2017年搭載不同結(jié)構(gòu)電池全球新能源乘用車(chē)（top20）數(shù)量占比，其中軟包電池占比達(dá)37.4%，比方形鋁殼電池(32.8%)高；這是2017年搭載不同結(jié)構(gòu)電池中國(guó)新能源乘用車(chē)（top20）數(shù)量占比，其中軟包電池占比達(dá)44.9%，比方形鋁殼電池(48.7%)略低。預(yù)計(jì)，2020年三元材料的動(dòng)力電池需求量將上升至71.6GWh，占比由目前的22%上升至50%左右。而三元?jiǎng)恿﹄姵兀褂密洶姵卣急容^大。

 

高工鋰電數(shù)據(jù)顯示，2017年動(dòng)力軟包電池需求量為6.5GWh，市場(chǎng)滲透率為12%。業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)2018年動(dòng)力軟包電池需求達(dá)到10.9GWh，市場(chǎng)滲透率14%；2020年市場(chǎng)需求達(dá)到79.4GWh，滲透率將提升至40%。原因：一是市場(chǎng)對(duì)高能量密度電池的需求，實(shí)現(xiàn)300Wh/kg電池目標(biāo)，只有軟包才可以，力神，國(guó)軒，CATL已經(jīng)有軟包線(xiàn)了；二是，鋰硫電池和全固態(tài)電池，就目前的工藝、設(shè)備、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適合走軟包電池路線(xiàn)；三是，安全問(wèn)題，軟包電池相對(duì)來(lái)說(shuō)更加安全。