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9月14日，韓國(guó)媒體TheElec報(bào)道，LG新能源最近取消了方形電池的開發(fā)。“今年早些時(shí)候，該公司開始審查該產(chǎn)品是否可行，但最近得出結(jié)論，從商業(yè)角度來(lái)看，該產(chǎn)品不可行。”

LG新能源是全球最大的軟包電池生產(chǎn)商，主要生產(chǎn)軟包電池，雖然也生產(chǎn)少量的圓柱電池，但用于電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池大多是軟包電池。

今年1月，這家公司剛剛組建了方形電池開發(fā)團(tuán)隊(duì)，希望為其產(chǎn)品組合增加潛在的多樣性。嘗試之后它發(fā)現(xiàn)自己在方形電池上并沒有優(yōu)勢(shì)。

很難判斷，8個(gè)月前的LG新能源和現(xiàn)在的LG新能源，究竟哪一個(gè)更加明智。

但它繼續(xù)堅(jiān)守軟包電池陣地的選擇，也完全可以理解。

同樣執(zhí)著于軟包電池的還有孚能科技。

9月9日，這家國(guó)內(nèi)最大的軟包電池生產(chǎn)商在北京舉行發(fā)布會(huì)，推出下一代軟包電池新產(chǎn)品SPS（Super Pouch Solution），支持1000公里、5C快充車型。

“大家說(shuō)，軟件定義未來(lái)的新能源汽車。我們說(shuō)，軟包三元定義未來(lái)的動(dòng)力電池。”公司董事長(zhǎng)王瑀在發(fā)布會(huì)上說(shuō)道。 

齊頭并進(jìn)

從封裝方式來(lái)看，鋰離子電池可以分為軟包、方形和圓柱三種類型。

在包裝材料上，它們有所不同。圓柱和方形電池主要采用鋼殼或鋁殼作為外殼，軟包動(dòng)力電池采用鋁塑膜作為外殼。

目前，國(guó)內(nèi)軟包電池的市占率遠(yuǎn)低于方形電池，一種普遍的認(rèn)知是軟包比圓柱和方形成本高。但王瑀直言這是一個(gè)誤區(qū)。

他表示，鋁塑膜的結(jié)構(gòu)是鋁箔加上多層聚合物材料，目前進(jìn)口材料是30元/m2，國(guó)產(chǎn)材料是15元/m2。同等電池容量下，這種軟包電池要比方形電池包裝材料成本低66%，重量輕88%，能量密度高15%-20%。

而且，相比方形和圓柱電池，軟包電池的鋁塑膜直接集電池外殼、防爆膜和熱敏閥于一體。

 “軟包電池是通過(guò)熱封把電池材料封到一起的，熱封材料在一定溫度下會(huì)自然地軟化，同時(shí)在一定的壓力下可以自動(dòng)脹開，就能把熱失控降到最低。” 王瑀表示。

因?yàn)檫@些特性，軟包電池被認(rèn)為具備高能量密度和高安全性能的優(yōu)勢(shì)。而它的劣勢(shì)則在于制造工藝要求高，制造難度更大。

在制造工藝上，軟包和方形電池可以是疊片式也可以是卷繞式，圓柱電池則只有卷繞一種工藝。

根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）的研究，三種形狀動(dòng)力電池的主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比如下：

不同的電池企業(yè)偏愛不同的封裝方式。根據(jù)全球商業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)HIS Markit的數(shù)據(jù)，2021年全球動(dòng)力電池市場(chǎng)前五名企業(yè)不同封裝方式的占比如下： 

從上表可以看出，五家企業(yè)中，韓國(guó)電池制造商更偏愛軟包，中國(guó)電池制造商更偏愛方形，日本電池制造商更偏愛圓柱。

目前，三種封裝方式各有其發(fā)展趨勢(shì)。

圓柱電池是直徑往大里做，就出現(xiàn)了4680大圓柱電池。方形電池是往薄里做，就出現(xiàn)了刀片電池。軟包是往大包方向發(fā)展，比如孚能科技這次發(fā)布的大軟包電池。

棋逢對(duì)手

動(dòng)力電池的創(chuàng)新包括材料創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新以及制造創(chuàng)新等多個(gè)方面。孚能科技的SPS是一整套從電芯到系統(tǒng)、從制造到回收的解決方案，包含了這三種層面的創(chuàng)新。

SPS應(yīng)用半固態(tài)電解質(zhì)，提升了電芯的本征安全。當(dāng)天，孚能科技在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)展出了能量密度為300Wh/kg的SPS三元半固態(tài)電池包。

大軟包電芯能用于高鎳三元到低鎳富鋰錳、磷酸錳鐵鋰、鈉離子等材料體系。除三元材料之外，孚能科技還計(jì)劃在2023年推出SPS鈉離子電池、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰第一代產(chǎn)品。

此外，孚能科技推出的全極耳、多極耳大軟包動(dòng)力電芯，改變了上一代的多電芯串聯(lián)設(shè)計(jì)，大大簡(jiǎn)化了電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

SPS大軟包電池系統(tǒng)采用高效液冷板與底盤的一體化設(shè)計(jì)，將大軟包電芯直接集成于系統(tǒng)底盤，即CTC（Cell to Chassis）結(jié)構(gòu)。相比之前孚能科技的大模組電池，這種設(shè)計(jì)使系統(tǒng)零部件減少50%，材料成本降低33%，體積利用率增加30%至75%。

高效液冷板和導(dǎo)熱片的復(fù)合使用給孚能軟包電池系統(tǒng)的散熱效率提升4倍，精準(zhǔn)控溫讓電池系統(tǒng)循環(huán)壽命超過(guò)3000次。

當(dāng)天，孚能科技還披露了一組數(shù)據(jù)：與4680圓柱電池相比，SPS的體積利用率高出12%，擁有3倍循環(huán)壽命，導(dǎo)熱效率提升60%。

孚能科技SPS還有一大創(chuàng)新是，在保持電池系統(tǒng)底盤尺寸不變的情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)臥式布置的大軟包電芯的厚度，使得電池系統(tǒng)的底盤高度在85mm到145mm之間靈活調(diào)節(jié)，電池系統(tǒng)容量覆蓋80kWh到150kWh。

這樣，車企可以在同一款底盤上做電芯的迭代。同款底盤、一款電芯滿足全系乘用車，幫助整車企業(yè)縮短研發(fā)周期，降低采購(gòu)成本。

此外，孚能科技SPS具備從2.4C到5C甚至更高的充放電倍率，可以實(shí)現(xiàn)“充電10分鐘，續(xù)航400公里”。

在制造工藝上，孚能科技SPS選擇的是疊片。他們經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試發(fā)現(xiàn)，軟包疊片在整個(gè)電池全生命周期不會(huì)出現(xiàn)明顯的變形。

“未來(lái)的電池一定是固態(tài)電池，固態(tài)電池一定是軟包+疊片。”王瑀認(rèn)為，在電解質(zhì)從液態(tài)向半固態(tài)到固態(tài)進(jìn)化的過(guò)程中，軟包疊片會(huì)是一個(gè)好的選擇。

短期內(nèi)，SPS大軟包電池就會(huì)推向市場(chǎng)。王瑀稱，“今年是我們開發(fā)戴姆勒和廣汽以外客戶的元年。”

他對(duì)這款軟包電池的自信可謂爆棚。“這么有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，為什么（孚能）要放棄（它）去做短刀、長(zhǎng)刀？沒有道理。”

目前來(lái)看，SPS軟包電池的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，包括采用方形電芯的刀片電池和麒麟電池，以及采用圓柱電芯的4680電池。

下表為根據(jù)企業(yè)官方信息和網(wǎng)絡(luò)公開信息整理的三種電池包的對(duì)比。

寧德時(shí)代今年6月發(fā)布的麒麟電池已經(jīng)敲定了理想汽車、哪吒汽車、路特斯等客戶。

另?yè)?jù)外媒今年9月初的報(bào)道，特斯拉的4680電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了2000-3000美元的成本節(jié)約，并計(jì)劃在今年年底前大批量生產(chǎn)。

兩重天地

軟包電池在全球市場(chǎng)和中國(guó)市場(chǎng)面臨的是兩重天地。

從全球來(lái)看，LG新能源、SK On等已經(jīng)為大眾、奧迪、奔馳、通用、現(xiàn)代、福特等車企的多款車型配置了軟包電池。

韓國(guó)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)SNE Research預(yù)測(cè)，2022年至2025年全球軟包動(dòng)力電池市場(chǎng)份額總體保持穩(wěn)定，2022年市場(chǎng)份額為34.49%，2025年市場(chǎng)份額為35.23%，總量約為409GWh。

相比全球市場(chǎng)，軟包電池在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)卻備受冷落。

孚能科技是國(guó)內(nèi)軟包電池的龍頭，2021年1-9月在國(guó)內(nèi)三元軟包動(dòng)力電池裝機(jī)量市占率達(dá)到27.44%。而在國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池裝機(jī)量排名中，軟包之王勉強(qiáng)擠進(jìn)前十，今年8月的排名是第8位。軟包電池在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的地位由此可見一斑。

王瑀告訴汽車商業(yè)評(píng)論，其實(shí)在2015年之前，中國(guó)動(dòng)力電池市場(chǎng)90%以上市場(chǎng)份額都是軟包，在當(dāng)年動(dòng)力電池白名單出來(lái)之后，LG新能源、SK On等很多軟包電池商沒法繼續(xù)在中國(guó)生產(chǎn)。后來(lái)就是方形電池席卷中國(guó)市場(chǎng)。

不過(guò)，現(xiàn)在不一樣了，形勢(shì)已經(jīng)發(fā)生了變化。

除了孚能科技、捷威動(dòng)力、寧德時(shí)代、億緯鋰能等電池企業(yè)生產(chǎn)軟包電池，還有更多企業(yè)正邁進(jìn)這一領(lǐng)域。

國(guó)內(nèi)車企對(duì)軟包電池的態(tài)度也在發(fā)生改變。比如蔚來(lái)之前使用寧德時(shí)代的方形電池，今年它公布了軟包電池方面的專利。

“從明年開始，我們會(huì)看到軟包的市占率大幅提升。”王瑀肯定地表示。

根據(jù)GGII去年3月的預(yù)測(cè)，到2025年，中國(guó)軟包動(dòng)力電池出貨量預(yù)計(jì)達(dá)88.6GWh，軟包電池的市場(chǎng)份額將從2021年的12%升至16%。

根據(jù)IHS Markit對(duì)中國(guó)車載電池市場(chǎng)的預(yù)測(cè)，到2025年，中國(guó)動(dòng)力電池出貨量預(yù)計(jì)為590.55GWh，軟包電池出貨量預(yù)計(jì)為89.04GWh，軟包電池市場(chǎng)占有率預(yù)計(jì)為15%。

暗中角力

動(dòng)力電池的三種封裝方式，誰(shuí)會(huì)是未來(lái)主流呢？一個(gè)可能的影響因素會(huì)是半固態(tài)乃至固態(tài)電池的量產(chǎn)。

固態(tài)電池正面臨著兩大技術(shù)挑戰(zhàn)：高界面阻抗和高負(fù)極體積膨脹。

解決界面阻抗難題，目前常用的方法是極片和電芯兩個(gè)維度加熱和加壓，基于卷繞方式的方形或者圓柱很難實(shí)施。而要解決負(fù)極體積膨脹的問(wèn)題，需要在電芯層面施壓一定的外力，方形或者圓柱封裝方式很難實(shí)施。

而采用鋁塑膜封裝方式的軟包電池，在解決這個(gè)難題上有用武之地。這也是為什么我們目前看到的半固態(tài)電池往往采用軟包封裝。

未來(lái)固態(tài)電池量產(chǎn)上車，可能會(huì)帶動(dòng)更多企業(yè)走向軟包。之所以是說(shuō)“可能”，是因?yàn)槟壳胺叫喂虘B(tài)電池、圓柱固態(tài)電池也都有企業(yè)在研究。

另外，選擇哪種封裝方式，這背后不僅隱藏著電池企業(yè)之間的角力，更有車企和電池供應(yīng)商之間的博弈。

特斯拉一邊采購(gòu)寧德時(shí)代的方形電池，一邊也在4680圓柱電池上發(fā)力。馬斯克唯獨(dú)看不上軟包電池。2021年他曾表示：“特斯拉永遠(yuǎn)不會(huì)使用軟包電池。”

2021年3月，大眾汽車突然通知LG新能源和SK On，稱其計(jì)劃最終轉(zhuǎn)向方形電池。按照計(jì)劃，2025年后，大眾汽車80%的電動(dòng)汽車將使用方形電池。而幾乎all in軟包電池的兩家電池企業(yè)被打了個(gè)措手不及。

今年4月，韓國(guó)媒體TheElec報(bào)道，SK On正計(jì)劃建立方形電池試產(chǎn)線，并有望于12月投入使用。

與LG新能源試圖增加方形電池一樣，SK On的舉動(dòng)也可以理解為向大眾汽車妥協(xié)。不過(guò)，LG新能源淺嘗輒止不再妥協(xié)，SK On的方形電池最終能否推出，還要打一個(gè)問(wèn)號(hào)。