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軟包鋰離子電池持續(xù)提升

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:896次  |  2022年02月18日  

受車(chē)企認(rèn)可度的逐步提升、軟包鋰電在動(dòng)力鋰電領(lǐng)域的滲透率有望快速提升,有望驅(qū)動(dòng)整個(gè)軟包鋰電的CAGR達(dá)35%以上,預(yù)計(jì)2020年3C、動(dòng)力和儲(chǔ)能的軟包鋰電池需求將達(dá)到59GWh。國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電企業(yè)也加速對(duì)軟包技術(shù)的布局,預(yù)計(jì)年內(nèi)的軟包產(chǎn)能將達(dá)27GWh左右。軟包鋰電池仍處于擴(kuò)產(chǎn)及產(chǎn)品變革的快速發(fā)展期。


高比能量高安全性,鑄就軟包電池性能優(yōu)勢(shì)。軟包鋰電池結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)在于使用鋁塑復(fù)合膜作為包裝材料,主要優(yōu)勢(shì)包括:1)鋁塑膜外部包裝、不會(huì)輕易爆炸,故安全性能高;2)鋁塑膜重量輕、空間利用率高,故能量密度大;3)電池內(nèi)阻小、壽命更長(zhǎng),故循環(huán)性能好。在電池高能量密度要求下,其安全性、能量密度等優(yōu)勢(shì)將更受重視。


動(dòng)力領(lǐng)域滲透加速,軟包鋰電池高速發(fā)展。軟包動(dòng)力鋰電池技術(shù)的第一梯隊(duì)主要是日韓企業(yè),尤其是LG是軟包動(dòng)力鋰電的全球龍頭,其產(chǎn)品的能量密度及穩(wěn)定性均較佳,雪佛蘭、日產(chǎn)等車(chē)企主要采用LG軟包電池,總體來(lái)看,日韓等國(guó)際車(chē)企對(duì)于軟包鋰電的技術(shù)路線認(rèn)可度較高。國(guó)內(nèi)目前主流的電動(dòng)車(chē)企也在加速軟包電池的應(yīng)用。北汽、上汽等乘用車(chē)企紛紛開(kāi)始嘗試使用軟包電池,其中萬(wàn)向A123和孚能科技軟包電池占據(jù)主流。國(guó)內(nèi)三元軟包技術(shù)進(jìn)步明顯,能量密度大幅提升,以孚能科技為例,單體能量密度達(dá)到220wh/kg,pack后在140-160wh/kg之間。軟包趨勢(shì)興起,動(dòng)力電池企業(yè)為搶占先機(jī),加大軟包擴(kuò)產(chǎn)力度,9家軟包電池企業(yè)2017年底軟包電池產(chǎn)能將達(dá)27GWh。我們認(rèn)為鋰電池需求與軟包滲透率并肩增長(zhǎng),2020年軟包滲透率41%左右,軟包電池需求將達(dá)59GWh,GAGR為35%。


鋁塑膜市場(chǎng)高速增長(zhǎng),進(jìn)口替代加速進(jìn)行。全球(中國(guó))鋁塑膜市場(chǎng)和技術(shù)一直被日韓少數(shù)企業(yè)壟斷,國(guó)產(chǎn)率僅為5%,進(jìn)口替代空間非常大。隨著國(guó)產(chǎn)鋁塑膜的放量,預(yù)計(jì)2017年國(guó)產(chǎn)鋁塑膜的市占率將超過(guò)10%,到2020年或達(dá)到40%。


結(jié)構(gòu)差異在封裝材料,軟包鋰電技術(shù)難度高。軟包鋰電池與傳統(tǒng)鋰電池在正極、負(fù)極、電解液等材料應(yīng)用及結(jié)構(gòu)布局方面較為類(lèi)似,最大的差異在于包裝材料,傳統(tǒng)鋰電均有鋁殼或者鋼殼等外殼,而軟包鋰電是使用鋁塑復(fù)合膜作為包裝材料,材料差異進(jìn)而決定了其封裝方式的不同。由于使用了鋁塑包裝膜材料,軟包鋰電池采用的是熱封裝密封,而金屬外殼鋰電池一般采用金屬殼焊接密封(激光焊)。

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符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

對(duì)軟包電池而言,采用鋁塑復(fù)合膜包裝技術(shù)難度高,主要體現(xiàn)在兩方面,一是鋁塑膜的性能強(qiáng)度決定電池的設(shè)計(jì)應(yīng)用場(chǎng)景,二是封裝技術(shù)覺(jué)得的電池安全性。


鋁塑膜通常分為三層,即外阻層(一般為尼龍BOPA或PET構(gòu)成的外層保護(hù)層)、阻透層(中間層鋁箔)和內(nèi)層(多功能高阻隔層)。材料難度較大,內(nèi)層一般要求較高的耐熱性,防止出現(xiàn)短路,中間層需具備良好的耐水蒸氣性及穩(wěn)定的加工性能,外層需要較強(qiáng)的抗沖擊性能、耐穿刺性等,目前鋁塑膜的技術(shù)還存在較大的技術(shù)提升空間。另外良好的封裝技術(shù)是軟包電池技術(shù)的關(guān)鍵,能有效解決發(fā)鼓(脹氣)問(wèn)題,原因主要是:a)鋁塑膜材料的熱封邊問(wèn)題,水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)膨脹漏液;b)電池設(shè)計(jì)問(wèn)題(發(fā)生的概率較?。瑑?nèi)部短路熱失控。


軟包鋰電池的安全性及能量密度指標(biāo)優(yōu)于傳統(tǒng)鋰電。軟包電池在外形設(shè)計(jì)和電池應(yīng)用方面均具備一系列的優(yōu)勢(shì)。


此外,軟包鋰電池的外形具有設(shè)計(jì)靈活的優(yōu)勢(shì),在此基礎(chǔ)上,根據(jù)pack箱體的具體尺寸進(jìn)行定制化設(shè)計(jì),或者單體經(jīng)過(guò)層級(jí)式等多種電池排布方式,實(shí)現(xiàn)充分利用電池箱體的內(nèi)部空間,滿足差異化的客戶需求。


在以上種種優(yōu)點(diǎn)以外,軟包電池目前進(jìn)展緩慢也有其不足之處,如一致性較差、成本較高,容易發(fā)生脹氣、漏液。脹氣、漏液則可以通過(guò)提升鋁塑膜質(zhì)量、密封工藝、模組加固降低震動(dòng)等方式來(lái)改善甚至解決。一致性和成本問(wèn)題可通過(guò)規(guī)?;a(chǎn)和鋁塑膜的國(guó)產(chǎn)化等共同解決。

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標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

軟包鋰電池的下游市場(chǎng)可細(xì)分為3C領(lǐng)域、動(dòng)力領(lǐng)域和儲(chǔ)能領(lǐng)域。軟包電池的應(yīng)用首先是在3C領(lǐng)域,其發(fā)展歷程隨著數(shù)碼電池的內(nèi)部集成進(jìn)程而快速發(fā)展,尤其是在筆記本電腦、手機(jī)等電池的集成化,截止到2016年軟包電池的滲透率近60%,但近年來(lái)傳統(tǒng)3C產(chǎn)品消費(fèi)增速的放緩,高滲透率下,相應(yīng)軟包的需求增速也在逐步放緩。與此同時(shí),隨著新能源汽車(chē)持續(xù)高增長(zhǎng),2016年動(dòng)力電池出貨量大增成為鋰電池行業(yè)發(fā)展的主驅(qū)動(dòng)力,當(dāng)前軟包鋰電市場(chǎng)滲透率也不斷提高,2016年近12%。而儲(chǔ)能市場(chǎng)則是鋰電池應(yīng)用的新興領(lǐng)域,短期應(yīng)用軟包較少,未來(lái)隨著軟包成本的下降,在此領(lǐng)域也具備較大的增長(zhǎng)潛力。


軟包電池受益于鋰電需求量擴(kuò)張及滲透率的并肩增長(zhǎng),2020年軟包鋰電池需求將達(dá)59GWh??偭可蟻?lái)講,我國(guó)鋰電池需求將保持較高增速(GAGR為27%),2020年總需求將達(dá)144.3GWh。根據(jù)以上分析,我們認(rèn)為軟包在動(dòng)力領(lǐng)域的加速滲透將帶動(dòng)整體軟包鋰電池的總量快速增長(zhǎng),我們預(yù)計(jì)2020年軟包滲透率達(dá)41%,軟包鋰電池需求將達(dá)58.9GWh,GAGR為35%。


3.1.消費(fèi)領(lǐng)域格局穩(wěn)定,ATL掌握軟包話語(yǔ)權(quán)


軟包電池消費(fèi)領(lǐng)域格局穩(wěn)定,ATL領(lǐng)導(dǎo)的行業(yè)格局基本不變。消費(fèi)鋰電池行業(yè)發(fā)展成熟,下游客戶穩(wěn)定,主要供應(yīng)商是ATL、LG和松下等國(guó)際巨頭。其中ATL是國(guó)際最大的消費(fèi)鋰電池企業(yè),2012-2016年連續(xù)5年軟包電芯(聚合物)出貨量居全球第一,產(chǎn)能超過(guò)全球一半,公司在行業(yè)擁有絕對(duì)話語(yǔ)權(quán),主要客戶包括蘋(píng)果、三星電子等國(guó)際客戶。在國(guó)內(nèi),光宇、力神也把握住了包括手機(jī)、平板等智能終端普及的發(fā)展機(jī)遇,躋身于全球消費(fèi)鋰電企業(yè)前列。光宇的軟包電池(聚合物)排名世界第五,為惠普和戴爾在內(nèi)的世界知名數(shù)碼制造商供應(yīng)產(chǎn)品。力神的消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力也較強(qiáng),主要客戶包括蘋(píng)果、三星、LG、惠普、戴爾、華為。


3.2.高比能推動(dòng)軟包動(dòng)力迅速發(fā)展,電池企業(yè)加速布局


3.2.1軟包動(dòng)力鋰電應(yīng)用加速,LG萬(wàn)向引領(lǐng)全球潮流


軟包電池獲國(guó)際車(chē)企高度認(rèn)可,LG軟包獨(dú)樹(shù)一幟。由于軟包電池安全性能好、能量效率高,雪佛蘭Volt、Bolt、日產(chǎn)Leaf、福特(Focus、Fusion、沃爾沃XC90等國(guó)際高端車(chē)型紛紛采用了軟包鋰電池,主要供應(yīng)商是LG、AESC等,LG軟包技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先,以自主生產(chǎn)的三元NCM作為正極材料,采用疊片式軟包設(shè)計(jì)后電池能量密度可以提高20%以上,循環(huán)壽命可以提高1倍;ASEC軟包走錳酸鋰路線,相對(duì)于三元材料,能量密度、循環(huán)性能處于劣勢(shì),LG軟包動(dòng)力鋰電池技術(shù)領(lǐng)先,日產(chǎn)leaf傾向于使用LG軟包。


國(guó)內(nèi)車(chē)企加快軟包應(yīng)用,萬(wàn)向、孚能科技、國(guó)能等廠商占據(jù)主流。國(guó)內(nèi)車(chē)企在軟包動(dòng)力鋰電池應(yīng)用方面的接納度在逐步提高,目前客車(chē)、乘用車(chē)、物流車(chē)等方面均出現(xiàn)了相關(guān)的配套。國(guó)內(nèi)主流的電動(dòng)乘用車(chē)企如北汽、上汽、眾泰、奇瑞等嘗試使用軟包電池。在10款主流車(chē)型的軟包電池配套情況中,萬(wàn)向和孚能科技配套車(chē)型最多:萬(wàn)向A123配套4款(上汽榮威系列和長(zhǎng)安逸動(dòng))、孚能科技配套北汽多款車(chē)型(北汽EC180、EU260、EX系列等和江鈴E200)、CATL、多氟多等都配套了1款車(chē)型。此外,國(guó)能電池在客車(chē)方面配套較多,對(duì)安凱客車(chē)、南京金龍等主流的電動(dòng)客車(chē)企業(yè)進(jìn)行相關(guān)配套和供貨,2017年下半年進(jìn)入上汽通用五菱、江鈴等企業(yè)的幾十款A(yù)00車(chē)型的供應(yīng)鏈。


此外,國(guó)能電池在客車(chē)方面配套較多,對(duì)安凱客車(chē)、南京金龍等主流的電動(dòng)客車(chē)企業(yè)進(jìn)行相關(guān)配套和供貨,2017年下半年進(jìn)入上汽通用五菱、江鈴等企業(yè)的幾十款A(yù)00車(chē)型的供應(yīng)鏈。


3.2.2.軟包能量密度大幅提升,電池廠商加速布局


三元軟包能量密度大幅提升。高工鋰電數(shù)據(jù)顯示,截止2017年5月,軟包電池單體能量密度超過(guò)160wh/kg的企業(yè)有14家,部分廠商的軟包單體能量密度達(dá)到220wh/kg及以上,如孚能科技等,孚能科技PACK后的系統(tǒng)能量密度在140-160wh/kg,遠(yuǎn)高于補(bǔ)貼能量密度要求,預(yù)計(jì)其配套穩(wěn)定的表現(xiàn)將持續(xù)促進(jìn)其他企業(yè)在軟包動(dòng)力鋰電池方面的研發(fā)布局和生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)。


技術(shù)趨于成熟,動(dòng)力電池企業(yè)加大軟包擴(kuò)產(chǎn)力度。軟包電池逐步得到國(guó)內(nèi)車(chē)企的認(rèn)可,孚能科技等廠商看到未來(lái)軟包電池的發(fā)展機(jī)會(huì),紛紛開(kāi)足馬力進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn),我們統(tǒng)計(jì)了主要的9家軟包電池企業(yè),預(yù)計(jì)2017年底軟包電池產(chǎn)能將達(dá)27GWh。從產(chǎn)能上看,孚能科技、國(guó)能電池的軟包產(chǎn)能領(lǐng)先同行。從競(jìng)爭(zhēng)力上來(lái)看,萬(wàn)向A123(乘用車(chē)為主)、孚能科技(乘用車(chē)為主)、國(guó)能電池(客車(chē)為主)等企業(yè)實(shí)力較為雄厚,2020年規(guī)劃產(chǎn)能都在20GWh以上(除萬(wàn)向A123外),此外多氟多、天津捷威、鵬輝能源等企業(yè)都有爆發(fā)的潛力。


4.鋁塑市場(chǎng)為日韓壟斷,進(jìn)口替代空間大


隨著軟包鋰電池需求擴(kuò)張,2020年我國(guó)鋁塑膜市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)63億元。我們根據(jù)2017年-2020年的動(dòng)力儲(chǔ)能和3C軟包鋰電池需求,分別根據(jù)動(dòng)力儲(chǔ)能和3C不同類(lèi)型的鋁塑膜價(jià)格,計(jì)算得出2017-2019年我國(guó)鋁塑膜需求為0.95億平、1.27億平、1.72億平,2.36億平,對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間為31億元、39億元、49億元、63億元,GAGR為26%。


全球鋁塑膜市場(chǎng)和技術(shù)一直被日韓等少數(shù)企業(yè)壟斷,國(guó)產(chǎn)率僅為5%。其中大日本印刷(DNP)、日本昭和電工、日本凸版印刷(T&T)以及韓國(guó)栗村掌握了鋁塑膜的核心技術(shù)并占據(jù)絕大部分市場(chǎng),其中DNP與昭和電工所生產(chǎn)鋁塑膜全球市場(chǎng)占有率達(dá)70%左右。國(guó)內(nèi)企業(yè)市場(chǎng)份額僅為5%,而且國(guó)產(chǎn)鋁塑膜主要集中在二、三線消費(fèi)類(lèi)鋰電企業(yè),以紫江新材料為例,其鋁塑膜實(shí)際產(chǎn)能約每月50萬(wàn)平米,但90%以上是供給數(shù)碼鋰電企業(yè),我國(guó)國(guó)產(chǎn)鋁塑膜的技術(shù)仍有較大的提升空間。


新綸科技、紫江新材等企業(yè)將帶領(lǐng)國(guó)產(chǎn)鋁塑膜突圍解困,預(yù)計(jì)2017年國(guó)產(chǎn)率將超過(guò)10%。2016年8月新綸科技完成對(duì)日本凸版印刷(旗下T&T)鋁塑膜業(yè)務(wù)的收購(gòu),T&T工廠目前產(chǎn)能為200萬(wàn)平/月,并計(jì)劃在常州新建300萬(wàn)平/月產(chǎn)能,預(yù)計(jì)投產(chǎn)時(shí)間為2017年底,在工藝及技術(shù)都非常穩(wěn)定后,日本的設(shè)備搬遷到常州,并使其產(chǎn)能有200萬(wàn)平升級(jí)到300萬(wàn)平全部達(dá)產(chǎn)后總產(chǎn)能將達(dá)到600萬(wàn)平,新綸科技將成為國(guó)內(nèi)第一的鋁塑膜巨頭,并有望繼承凸版印刷升級(jí)為全球第三的國(guó)際化鋁塑膜企業(yè)。此外,紫江新材料在消費(fèi)鋰電鋁塑膜領(lǐng)域深耕多年,有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,其實(shí)際產(chǎn)能約每月50萬(wàn)平米鋁塑膜,主要客戶包括ATL、三星等企業(yè)。我們認(rèn)為在新綸科技的強(qiáng)勢(shì)帶動(dòng)下,國(guó)內(nèi)鋁塑膜企業(yè)將逐步提高市場(chǎng)占有率,預(yù)計(jì)2017年國(guó)產(chǎn)率將超過(guò)10%,到2020年或達(dá)到40%。


5.風(fēng)險(xiǎn)提示


宏觀經(jīng)濟(jì)下行風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)歷過(guò)2016年周期性行業(yè)上行以后,2017年面臨著周期性下行的壓力,汽車(chē)等周期性行業(yè)增速可能存在向下調(diào)整壓力。


新能源汽車(chē)政策調(diào)整風(fēng)險(xiǎn)。如果補(bǔ)貼政策再次調(diào)整,則會(huì)導(dǎo)致電池出貨量不及預(yù)期。


鋁塑膜國(guó)產(chǎn)化進(jìn)展不及預(yù)期。由于本土企業(yè)自身技術(shù)和經(jīng)營(yíng)的積累不到位,或者國(guó)際鋁塑膜競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手對(duì)風(fēng)險(xiǎn),國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程不及預(yù)期。


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