中国粉体网讯 根据不同的封装形式,锂电池被划分为圆柱电池、方形电池和软包电池。近年来,以宁德时代、比亚迪为代表的方形电池大行其道,而软包电池则不断式微。华经产业研究院的数据显示,凭借电池封装可靠度高和系统能量效率高等优点,2017年到2021年,方形电池在中国动力电池市场的份额从57.5%增长至86.4%,而软包电池从15.3%降至7.3%,圆柱电池从27.2%降至6.2%。
(来源:GGII、中国粉体网)
虽然圆柱电池市占率也在大幅下滑,但是随着特斯拉4680大圆柱电池的发布,声势也在不断壮大。在这样的大趋势下,孚能科技是国内前十动力电池生产商中,唯一一家仍在坚守三元软包路线的企业。
软包电池的优与劣
优势
相较于方形与圆柱,软包电池具有更全面的性能优势:
(1)在相同体积和质量下,软包电池比能量高,可满足未来高比能、轻量化和长续航的需求趋势。
(2)软包电池尺寸、体积灵活可变,可根据不同车型空间、底盘需求进行定制,为未来纯电动汽车整车布局和结构设计提供方便。
(3)软包电池的内阻较小,国内最小可做到 35 mΩ 以下,极大地降低电池的自耗电。
(4)软包电池具备更强的抗挤压性能,在大倍率电流等极端工况下不易炸,相较于方壳及圆柱型电池具有一定程度的安全性优势。
此外,软包电池相对更高的安全性、尺寸灵活、便于布置等特点也使其更适合发展固态电池。
劣势
软包电池的缺陷也很突出:
(1)软包电池工艺复杂,成本高。生产过程中合适的密封程度、密封力大小需要结合电池全生命周期充放膨胀收缩的疲劳失效特点进行探究;铝塑膜封边的特点使其从单体到模组、再到整个电池包尺寸不易精确控制。
(2)软包电池成组效率低(需要额外加支架,占用空间),且成组后所受预紧力大小需结合软包电池全生命周期规律、实时状态进行调节。
(3)软包电池侧面换热面积过小,难以在保证电池包比能量与轻量化要求的同时设计高效、实用的热管理系统.
(4)软包电池铝塑膜外壳强度较低,在外部机械载荷与冲击的作用下易受损、易破,且其热失控产气、喷发等安全性问题产生规律不易掌握。
孚能科技的守与破
孚能科技可以说是一家不走寻常路的企业,因为在国内前十大动力电池生产商中,孚能科技是唯一一家仍坚持三元软包路线的企业。凭借优异的电池性能,孚能科技曾在2017-2019年连续三年蝉联软包动力锂离子电池国内出货量第一。
(来源:中国汽车动力电池产业创新联盟)
守得云开见月明
孚能科技2020年7月登陆科创板以来,在2020年和2021年均告亏损,两年累计亏损额接近13亿元。
据其披露的2021年年报显示,2021年,公司实现营收35亿元,同比增长212.6%,创近5年新高。但公司亏损面进一步扩大,2021年度孚能科技实现归属于母公司所有者的净利润为-9.53亿元,同比下滑187.83%;归属于母公司所有者的扣除非经常性损益的净利为-12.63亿元,同比下滑132.82%。成为2021年亏损最为严重的锂电池上市公司。
(来源:孚能科技2021年年报)
不过到了2022年,根据孚能科技发布的半年报来看,公司今年上半年实现营业收入52.23亿元,同比大幅增长495.48%;同期净亏损为1.59亿元,较去年同期2.26亿元净亏损明显收窄,二季度单季已实现盈利。
(来源:孚能科技2022年半年报)
分季度看,一季度公司营收为15.29亿元,同比增长317.09%;二季度公司营收达到36.93亿元,同比增长623.66%。孚能科技于22年上半年实现的营收已超过20、21年全年,营业收入进入爆发增长期。
推出SPS解决方案
9月9日,孚能科技在北京举行“2022孚能科技战略及新品发布会”,正式推出全新动力电池解决方案--SPS(Super Pouch Solution),集大软包电芯、大软包电池系统、大软包电池制造和直接回收四项创新技术于一体,从充电效率、降本增效、适配车型等方面打造满足客户要求和用户需求的产品。
(来源:孚能科技)
孚能科技推出的全极耳、多极耳大软包动力电芯,改变上一代的多电芯串联设计,进而简化电池系统结构;具备从2.4C到5C甚至更高的充放电倍率,满足各类新能源汽车的动力需求;应用半固态电解质,降低液态电解液用量,提升电芯的本征安全。 同时,得益于对材料体系的高度兼容,大软包电芯适用于高镍三元到低镍富锂锰、磷酸锰铁锂、钠离子等,匹配不同的客户要求。
(来源:孚能科技)
SPS大软包电池系统采用高效液冷板与底盘的一体化设计,半固态大软包电芯直接集成于系统底盘,使系统零部件减少50%,材料成本降低33%,体积利用率增加30%至75%。与搭载4680圆柱电池的车型相比,孚能科技SPS的体积利用率高出12%,拥有3倍循环寿命,导热效率提升60%。
(来源:孚能科技)
押宝半固态电池
孚能研发的重点是下一代三元软包高镍电池,也就是半固态电池。孚能科技在2022年半年报中也提及了其当期的研发进展,例如第一代半固态电池的量产,提高了电池的安全性,高镍电池达到了NOTP的安全目标,使电池产品同时实现了高安全、高能量密度、快速充电和长循环;在保证产品安全性和高能量密度前提下,产品充电时间由之前的42min缩短到18min(充70%电量),产品的功率特性与循环寿命(>3000次)表现优异。
公司目前公司已少量送样330Wh/kg的半固态第一代电池产品并获得了良好反馈,未来随着公司新生产基地的建成将逐步量产。
然而330Wh/kg并不是孚能的最终目标,下一步,孚能的研究计划是400Wh/kg的半固态电池,其液态电解质的含量会进一步降低,最终迈向全固态电池。
前路并非坦途
软包电池虽不是国内的主流方向,但以全球的视野来看,海外车企却偏爱软包电池。EV Sales数据显示,欧洲销量靠前的电动汽车中,绝大部分车型采用软包电池,包括戴姆勒、日产、雷诺、大众、现代、奥迪、沃尔沃等。更有研究机构甚至预测,到2030年软包电池在新能源汽车市场渗透率将达45%,几乎达半壁江山。
就客户群体上,公众周知和谈论最多的是,孚能科技与世界最顶级汽车豪门戴姆勒结成的联盟。四年之前,孚能科技“过五关、斩六将”击败国内外强劲对手,拿下戴姆勒超百亿欧元电池订单,令业界大为震动,孚能科技也由此蜚声全球。同时,孚能科技与广汽集团进入深度合作阶段,再加上与吉利的合资工厂项目稳步推进,孚能科技有望在2022年基本实现盈亏平衡。
新能源汽车市场的竞争是长途耐力赛跑,时间的长河很长,不应计较短期内一城一地的得失。正如孚能科技董事长王瑀所言,做汽车电池要做到完全可控,要做百年老店,什么事情都必须控制住,要和世界最先进的制造厂接轨。动力电池是历史机遇,这就要求我们以最快的速度补自己的短板,而不是补市场的短板。既然孚能坚信软包是动力电池的优选方案,那么就应该迎难而上,突破前行。
参考资料:
1、徐雅慧等,《软包电池在纯电动汽车中应用的机遇与挑战》
2、直观,《孚能还有机会翻身吗?》
3、电池中国网,《『对话』孚能科技王瑀:动力电池“终极梦想家”突围》
4、孚能科技官网、2021年年报、2022年半年报
5、第一财经,《孚能科技推出SPS解决方案,软包电池能否收复失地?》
(中国粉体网编辑整理/长安)
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