软包锂电池最新市场数据及需求分析

2017-11-13  |  By Clover  |  In 新闻

随着软包电池产能的释放,也将有更多整车企业将目光转移到软包电池上。

根据国内50家动力电池企业的统计数据分析,布局软包电池的企业数量达到29家,远高于方形和圆柱电池。随着软包电池产能的释放,也将有更多整车企业将目光转移到软包电池上。

目前主流的商业化锂离子电池按封装形式不同主要分为三类:软包、方形和圆柱。软包锂电池内部组成(正极、负极、隔膜、电解液)与方形、圆柱锂电池的区别不大,最大的不同之处在于软包电池采用铝塑复合膜作为外壳,方形和圆柱电池采用金属材料作为外壳。

圆柱、方形、软包电池的外观及内部结构示意图

圆柱、方形、软包电池的外观及内部结构示意图

软包电池与方形、圆柱电池的外壳材料不同,决定了其封装方式也不同。软包电芯采用的是热封装,而金属外壳电池一般采用焊接(激光焊)进行密封。软包电池采用热封装的原因是其使用了铝塑包装膜材料,通常分为三层,即外阻层(一般为尼龙BOPA 或PET 构成的外层保护层)、阻透层(中间层铝箔)和内层(多功能高阻隔层)。

铝塑复合膜外观及内部结构示意图

铝塑复合膜外观及内部结构示意图

软包锂离子电芯主要包括:铝塑膜成型、顶封与侧封、注液与预封、化成与整形、排气与二封、裁边与折边。

软包电池主要工序示意图

软包电池主要工序示意图

软包电池由于其特定的包装材料和结构,具有下面一系列优势:

1)安全性好:软包电池在结构上采用铝塑膜包装,在发生安全隐患的情况下软包电池一般先鼓气,或者从封口处裂开释放能量,而金属壳电芯则较容易产生较大的内压而发生爆炸。

2)比能量高:软包电池重量较同等容量的钢壳电池轻40%,较铝壳电池轻20%,因此具有较高的质量比能量;软包电池较同等规格尺寸的钢壳电池容量高10~15%,较铝壳电池高5~10%,体积比能量也比较高。

3)电化学性能良好、寿命长:软包电池的内阻较小,可以极大的降低电池的自耗电;此外软包电池的循环寿命更长。

4)设计灵活:软包电池的尺寸以及形状可根据客户的需求定制,开发新的电芯型号。软包电池的不足之处:一致性较差,成本较高,容易发生漏液和胀气,且在成组过程中需要额外的壳体,PACK 工艺复杂程度高。

软包与方形、圆柱电池特性对比及相关企业

软包与方形、圆柱电池特性对比及相关企业

市场趋势:需求持续增长,渗透率有望加速

市场现状

锂电池需求保持高增长。根据起点研究SPIR统计,2016年中国锂电3C数码类占锂电总产量52%,2017上半年中国锂电3C数码类占总产量41%,而动力类从2016年43%提升到年上半年55%。预计到2020年,中国锂电池的总需求可达143GWh,3年CAGR达27%,其中动力电池需求有望达94.5GWh,占比达66%,新能源汽车将成为锂电池总需求增长的最强驱动力。

从电池分类型来看, 2016年中国圆柱、软包、方形锂电池产量分别为13.92GWh、22.99GWh和26.64GWh,占比分别为21.9%、36.2%、41.9%。其中方形电池增长较快,主要是由国内电动汽车爆发式增长拉动所致。

2011-2020年中国锂电池三大应用终端需求量及预测(GWh)

2011-2016年中国软包、方形、圆柱锂电池产量(GWh)及软包电池渗透率  新能源汽车领域

2011-2016年中国软包、方形、圆柱锂电池产量(GWh)及软包电池渗透率

新能源汽车领域

新能源汽车爆发式增长,动力电池高能量密度和高安全性需求促使软包电池渗透率不断提升。2016年我国动力电池出货量约为30GWh,预计到2020年,我国动力电池需求量将达94.5GWh。2016年,软包装锂电池仅占动力电池总量的10%,渗透率比较低,未来增长空间较大。

根据国内50家动力电池企业的统计数据分析,布局软包电池的企业数量达到29家,远高于方形和圆柱电池。随着软包电池产能的释放,也将有更多整车企业将目光转移到软包电池上。

2015-2020年我国新能源车产量及增长率预测

2015-2020年我国新能源车产量及增长率预测

2015-2020年我国动力电池需求量及渗透率预测

2015-2020年我国动力电池需求量及渗透率预测

动力电池高能量密度和高安全性趋势将提升软包电池的渗透率。根据《汽车产业中长期发展规划》,到2020年动力电池单体比能量要求达到300Wh/kg,力争实现350Wh/kg,系统比能量力争达到260Wh/kg 。

新能源汽车中长期发展规划对动力电池能量密度指标

 三元电池,尤其是高镍三元电池成为动力电池发展方向,至2020 年采用三元材料的动力电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,含镍比例越高的三元材料,其稳定性越差,导致电池安全性设计难度越大。目前,方形电池中磷酸铁锂较多,软包电池中较多使用三元材料。

软包电池的优势在于质量轻、安全性能好,动力电池高能量密度和高安全性的需求,有望加速提高软包电池在新能源汽车市场的渗透率。

2015-2020年中国三元动力电池产量及增长率预测

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2016-2020年中国动力软包电池需求量及渗透率预测

2016-2020年中国动力软包电池需求量及渗透率预测

3C消费电子领域

3C消费类需求支撑软包电池稳增长。软包电池大部分用于消费电子领域,主要是3C(计算机、手机、相机)数码产品。当前我国消费电子行业已经发展的非常成熟,手机方面,2016年产量亿21部,同比增长13.6%。可穿戴设备、电子烟、无线蓝牙音箱等新兴电子产品市场前景可观,预计增长率达到150%,此外,无人机市场正处于导入期,未来可能成为数码电池领域新的增长点。

2011-2016年中国手机及微型计算机产量及同比增速

2011-2016年中国手机及微型计算机产量及同比增速

3C数码软包渗透率高,但仍有空间。2010年,我国消费类软包锂电池需求仅0.9GWh,连续多年保持稳定增长,预计到2017年达21.5GWh,渗透率由11%上升至69%。软包电池的形状和结构设计更加灵活,体积能量密度高,更加符合消费类锂电池的需求,预期随着软包电池更多得到下游市场认同,软包电池在数码类消费中的渗透率有望进一步提高。预计到2020年软包电池在数码类电池总量的占比有望达到29.4GWh,占有率可达77%。

2010-2020 年中国3C 数码类锂电池产量、软包锂电池产量及占比预测

2010-2020 年中国3C 数码类锂电池产量、软包锂电池产量及占比预测

总需求预测

动力电池需求和渗透率齐头并进,3C消费类稳定增长,软包电池总需求量到2020年有望达到67GWh,3年CAGR达35%,预计市场规模将超过500亿。

2016-2020 年中国三大应用终端软包锂电池需求量(GWh)及增长率预测

2016-2020 年中国三大应用终端软包锂电池需求量(GWh)及增长率预测

竞争格局:国内众多企业加速布局

软包动力电池格局:国外企业优势明显,国内众多企业加速布局。全球软包动力锂电池技术的第一梯队主要是日韩企业,国内多家企业布局。国外领先的软包动力电池企业有LG化学、AESC、SKI等,国内企业有孚能科技、万向A123、微宏动力、中信国安盟固利、天津捷威、哈光宇、北京国能、亿纬锂能、鹏辉能源、卡耐新能源等。

2016年全球动力电池厂商出货量排名(GWh)

2016年全球动力电池厂商出货量排名(GWh)

全球典型软包装动力电池企业乘用车配套情况

全球典型软包装动力电池企业乘用车配套情况

 根据对国内50家动力电池企业的统计数据分析,布局软包电池的企业数量就达到29家。据不完全统计,到2017年底,前十家软包动力电池企业产能将接近38GWh。相对于海外化学独占鳌头的格局,国内软包电池行业参与企业较多,竞争格局相对分散。

年1-8 月国内动力电池厂商装机量排名(MWh)

年1-8 月国内动力电池厂商装机量排名(MWh)

国内部分软包装动力电池企业产能及出货量

国内部分软包装动力电池企业产能及出货量

文章来源:中锂协

 



 

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