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軟包鋰電池最新市場數據及需求分析

上傳時間:2017-11-23閱讀次數:編輯:admin

目前主流的商業化鋰離子電池按封裝形式不同主要分為三類:軟包、方形和圓柱。軟包鋰電池內部組成(正極、負極、隔膜、電解液)與方形、圓柱鋰電池的區別不大,最大的不同之處在於軟包電池采用鋁塑複合膜作為外殼,方形和圓柱電池采用金屬材料作為外殼。

圓柱、方形、軟包電池的外觀及內部結構示意圖
軟包電池與方形、圓柱電池的外殼材料不同,決定了其封裝方式也不同。軟包電芯采用的是熱封裝,而金屬外殼電池一般采用焊接(激光焊)進行密封。
軟包電池采用熱封裝的原因是其使用了鋁塑包裝膜材料,通常分為三層,即外阻層(一般為尼龍 BOPA或 PET 構成的外層保護層)、阻透層(中間層鋁箔)和內層(多功能高阻隔層)。

鋁塑複合膜外觀及內部結構示意圖
軟包鋰離子電芯主要包括:鋁塑膜成型、頂封與側封、注液與預封、化成與整形、排氣與二封、裁邊與折邊。

軟包電池主要工序示意圖
軟包電池由於其特定的包裝材料和結構,具有下麵一係列優勢:
1)安全性好:軟包電池在結構上采用鋁塑膜包裝,在發生安全隱患的情況下軟包電池一般先鼓氣,或者從封口處裂開釋放能量,而金屬殼電芯則較容易產生較大的內壓而發生爆炸。
2)比能量高:軟包電池重量較同等容量的鋼殼電池輕 40%,較鋁殼電池輕 20%,因此具有較高的質量比能量;軟包電池較同等規格尺寸的鋼殼電池容量高 10~15%,較鋁殼電池高5~10%,體積比能量也比較高。
3)電化學性能良好、壽命長:軟包電池的內阻較小,可以極大的降低電池的自耗電;此外軟包電池的循環壽命更長。
4)設計靈活:軟包電池的尺寸以及形狀可根據客戶的需求定製,開發新的電芯型號。軟包電池的不足之處:一致性較差,成本較高,容易發生漏液和脹氣,且在成組過程中需要額外的殼體,PACK  工藝複雜程度高。
市場現狀
鋰電池需求保持高增長。根據起點研究SPIR統計,2016年中國鋰電3C數碼類占鋰電總產量52%,2017 上半年中國鋰電3C數碼類占總產量41%,而動力類從2016年43%提升到年上半年55%。預計到2020年,中國鋰電池的總需求可達143GWh,3年CAGR達27%,其中動力電池需求有望達94.5GWh,占比達66%,新能源汽車將成為鋰電池總需求增長的最強驅動力。
從電池分類型來看,
2016 年中國圓柱、軟包、方形鋰電池產量分別為 13.92GWh、22.99GWh 和 26.64GWh,占比分別為 21.9%、36.2%、41.9%。其中方形電池增長較快,主要是由國內電動汽車爆發式增長拉動所致。

2011-2020 年中國鋰電池三大應用終端需求量及預測(GWh)

2011-2016 年中國軟包、方形、圓柱鋰電池產量(GWh)及軟包電池滲透率
新能源汽車領域
新能源汽車爆發式增長,動力電池高能量密度和高安全性需求促使軟包電池滲透率不斷提升。2016 年我國動力電池出貨量約為 30GWh,預計到 2020 年,我國動力電池需求量將達 94.5GWh。2016 年,軟包裝鋰電池僅占動力電池總量的 10%,滲透率比較低,未來增長空間較大。
根據對國內 50 家動力電池企業的統計數據分析,布局軟包電池的企業數量達到29家,遠高於方形和圓柱電池。隨著軟包電池產能的釋放,也將有更多整車企業將目光轉移到軟包電池上。

2015-2020 年我國新能源車產量及增長率預測

2015-2020 年我國動力電池需求量及滲透率預測
動力電池高能量密度和高安全性趨勢將提升軟包電池的滲透率。根據《汽車產業中長期發展規劃》,到 2020 年動力電池單體比能量要求達到 300Wh/kg,力爭實現 350Wh/kg,係統比能量力爭達到 260Wh/kg。
三元電池,尤其是高鎳三元電池成為動力電池發展方向,至2020年采用三元材料的動力電池需求量有望上升至 71.6GWh,占比由目前的 22%上升至 70%以上。但是,含鎳比例越高的三元材料,其穩定性越差,導致電池安全性設計難度越大。目前,方形電池中磷酸鐵鋰較多,軟包電池中較多使用三元材料。軟包電池的優勢在於質量輕、安全性能好,動力電池高能量密度和高安全性的需求,有望加速提高軟包電池在新能源汽車市場的滲透率。

2015-2020 年中國三元動力電池產量及增長率預測

2016-2020 年中國動力軟包電池需求量及滲透率預測
3C 消費電子領域
3C 消費類需求支撐軟包電池穩增長。軟包電池大部分用於消費電子領域,主要是 3C(計算機、手機、相機)數碼產品。當前我國消費電子行業已經發展的非常成熟,手機方麵,2016年產量億 21 部,同比增長 13.6%。可穿戴設備、電子煙、無線藍牙音箱等新興電子產品市場前景可觀,預計增長率達到 150%,此外,無人機市場正處於導入期,未來可能成為數碼電池領域新的增長點。

2011-2016 年中國手機及微型計算機產量及同比增速
3C 數碼軟包滲透率高,但仍有空間。2010年,我國消費類軟包鋰電池需求僅 0.9GWh,連續多年保持穩定增長,預計到2017年達21.5GWh,滲透率由 11%上升至 69%。軟包電池的形狀和結構設計更加靈活,體積能量密度高,更加符合消費類鋰電池的需求,預期隨著軟包電池更多得到下遊市場認同,軟包電池在數碼類消費中的滲透率有望進一步提高。預計到2020年軟包電池在數碼類電池總量的占比有望達到29.4GWh,占有率可達 77%。

2010-2020 年中國 3C 數碼類鋰電池產量、軟包鋰電池產量及占比預測
總需求預測
動力電池需求和滲透率齊頭並進,3C 消費類穩定增長,軟包電池總需求量到 2020 年有望達到 67GWh,3 年 CAGR 達 35%,預計市場規模將超過 500 億。

2016-2020 年中國三大應用終端軟包鋰電池需求量(GWh)及增長率預測
競爭格局:國內眾多企業加速布局
軟包動力電池格局:國外企業優勢明顯,國內眾多企業加速布局。全球軟包動力鋰電池技術的第一梯隊主要是日韓企業,國內多家企業布局。國外領先的軟包動力電池企業有 LG 化學、AESC、SKI 等,國內企業有孚能科技、萬向 A123、微宏動力、中信國安盟固利、天津捷威、哈光宇、北京國能、億緯鋰能、鵬輝能源、卡耐新能源等。

2016 年全球動力電池廠商出貨量排名(GWh)

全球典型軟包裝動力電池企業乘用車配套情況
根據對國內 50 家動力電池企業的統計數據分析,布局軟包電池的企業數量就達到 29 家。
據不完全統計,到 2017 年底,前十家軟包動力電池企業產能將接近 38GWh。相對於海外化學獨占鼇頭的格局,國內軟包電池行業參與企業較多,競爭格局相對分散。

2017 年 1-8 月國內動力電池廠商裝機量排名(MWh)

國內部分軟包裝動力電池企業產能及出貨量

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