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方形電池崛起,圓柱電池逐漸沒(méi)落

作者: | 發(fā)布日期: 2018 年 11 月 07 日 11:18 | 分類: 產(chǎn)業(yè)資訊

10月25日,特斯拉提前一周發(fā)布Q3財(cái)報(bào),公司交付56065輛Model 3,環(huán)比增長(zhǎng)203%,交付27710輛Model S和Model X,環(huán)比增長(zhǎng)24%。

幾乎就在同時(shí),國(guó)內(nèi)鋰電池寡頭CATL公布三季度財(cái)報(bào),公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收97.76億元,同比增長(zhǎng)72.23%;扣非凈利潤(rùn)為12.88億元,同比增長(zhǎng)137.92%。

從電池行業(yè)角度來(lái)看,似乎圓柱電池和方形電池依然如日中天地占據(jù)著大部分市場(chǎng),但其實(shí),軟包電池正在慢慢崛起中。

松下和特斯拉緣系十年,圓柱電池呈衰敗之勢(shì)

2013年,特斯拉與松下簽訂4年總額高達(dá)70億美元(約合484.11億元)的合約。

2014年,特斯拉賣電動(dòng)車大賣超過(guò)3萬(wàn)輛,松下實(shí)現(xiàn)2.7GWh的動(dòng)力電池出貨量,其中特斯拉的圓柱電池占2.6GWh,占據(jù)全球動(dòng)力電池市場(chǎng)(2014年,11.9GWh)22%的份額。

特斯拉為何獨(dú)寵松下圓柱電池?

1,從電池正極材料來(lái)分類,主要分為磷酸鐵鋰、三元(NCA/NCM)和錳酸鋰電池三類。

什么是三元電池,就是以NCM或NCA作為正極材料,為了逐漸滿足高能量密度的要求,鎳元素含量不斷提高,在續(xù)航里程要求不斷提升和鈷價(jià)不斷高的雙重刺激之下,高鎳體系的NCM811和NCA材料已經(jīng)成為了市場(chǎng)追逐的熱點(diǎn)。

眾所周知,NCM811甚至NCM622直至目前還沒(méi)有大規(guī)模開始,處于起步的狀態(tài),而NCA材料已經(jīng)規(guī)?;a(chǎn)和銷售。因此NCA體系是特斯拉當(dāng)時(shí)的唯一選擇,而彼時(shí),能夠規(guī)模化生產(chǎn)NCA電池的僅有松下一家,三星和AESC的直到最近幾年才開始在NCA技術(shù)方面稍有成熟。

2,從電池包裝分來(lái),電池分為圓柱、方形和軟包三種,從電池一致性來(lái)考慮,由于圓柱電池的規(guī)格統(tǒng)一,而且這種封裝的鋰電池已經(jīng)具有了20年之久的量產(chǎn)歷史,工藝相當(dāng)成熟,直接使圓柱電池的一致性在當(dāng)時(shí)甩了方形電池幾條街。

雖然圓柱電池也有其明顯的缺點(diǎn),比如單體電芯的容量太小,但是由于特斯拉具有超強(qiáng)的電池管理技術(shù),他可以做到將7000-8000顆18650的電芯組成模組和電池包。

2015年,特斯拉銷量暴增,全球范圍內(nèi)超過(guò)5w輛的銷量,松下圓柱電池得益于此,出貨量直奔4.5GWh,發(fā)展迅猛的特斯拉,直接地拉動(dòng)著圓柱電池的飛速增長(zhǎng),2016年,圓柱電池份額高達(dá)近3成。

但特斯拉或?qū)売脠A柱電池。

理由一,特斯拉和松下合作首發(fā)的21700電池將系統(tǒng)能量密度干到了300Wh/kg,比原18650電池多出了整整20%,從松下的動(dòng)力鋰電池單體的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看,其21700電池的體積能量密度遠(yuǎn)高于18650型電池單體,且單體電芯能量密度的提升要遠(yuǎn)高于成組后提升的20%幅度,國(guó)內(nèi)也紛紛效仿。例如猛獅科技、比克電池、億緯鋰能、遠(yuǎn)東福斯特等等多家電池企業(yè)均布局了21700電池。

但至此,圓柱電池的瓶頸期也可見一斑了,從電極材料已無(wú)法提高能量密度,從安全性角度出發(fā),21700已經(jīng)是圓柱電池的極限了。

理由二,從鋰電池發(fā)展歷史來(lái)看,圓柱電池只是因特斯拉的選擇而產(chǎn)生的一種過(guò)渡性產(chǎn)品,全球市場(chǎng)的選擇必然是方形電池和軟包電池兩種形態(tài)。

另外據(jù)悉,松下已經(jīng)就Model 3的產(chǎn)能為要挾,逼迫特斯拉接受21700電芯的漲價(jià),使得特斯拉開始和三星SDI接洽,商討在Model Y上使用三星方形電池的事項(xiàng)。

全球份額的爆發(fā)全靠著松下電池的出貨支撐,不足以代表市場(chǎng)的選擇就是圓柱電池。圓柱電池的命運(yùn),僅靠一家車企一兩款車型來(lái)拉動(dòng)需求的時(shí)候,也必然是它日薄西山的開始。

方形電池的崛起之路

2014年,是鋰電池行業(yè)諸神混戰(zhàn)的一年。

這一年,特斯拉風(fēng)頭無(wú)兩。而異軍突起的中國(guó)市場(chǎng),直接傾斜了整個(gè)電池市場(chǎng)的天平。國(guó)內(nèi)新能源商用車搭載動(dòng)力電池的數(shù)量占市場(chǎng)總額超過(guò)70%,中國(guó)完成了3.7Gwh的動(dòng)力電池出貨量,而方形電池幾乎占據(jù)了所有的市場(chǎng)份額。

為何國(guó)內(nèi)會(huì)選擇方形電池?

因?yàn)樯逃密噷?duì)動(dòng)力電池包的容量要求非常大,動(dòng)輒以數(shù)百Ah計(jì),圓柱電池顯然滿足不了這么大的容量,而且,對(duì)于新能源汽車發(fā)展初期,在電池管理和模組技術(shù)上經(jīng)驗(yàn)不足的中國(guó)電池企業(yè)和車企來(lái)說(shuō),大規(guī)模使用圓柱電池顯然是一項(xiàng)巨大的技術(shù)難關(guān)。

另外,軟包電池的技術(shù)也遠(yuǎn)不及LG和AESC,其最關(guān)鍵的鋁塑膜材料甚至到現(xiàn)在還在被日本所壟斷。因此國(guó)內(nèi)車企都不約而同地選擇了方形電池。

這一年,比亞迪出貨1.3Gwh,排國(guó)內(nèi)第一,國(guó)軒高科、中航鋰電、力神緊隨其后,寧德時(shí)代由于只供貨北汽E150和華晨寶馬,出貨量?jī)H0.3GWh,排在第五。這五家企業(yè)加起來(lái)的出貨量,是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總份額的70%,重要的是,他們的技術(shù)路線全是方形電池。

寧德時(shí)代的崛起,不僅受益于國(guó)內(nèi)新能源市場(chǎng)的爆發(fā),也得益于方形電池的開山鼻祖三星SDI在動(dòng)力電池市場(chǎng)的猶豫不決。

三星SDI早在1999年就進(jìn)入電池領(lǐng)域,2000年便已布局動(dòng)力電池,卻在長(zhǎng)達(dá)八年的時(shí)間里平淡無(wú)奇著。

直到2008年,三星SDI與博世合資成立電池公司,從此進(jìn)入德國(guó)車企的電池供應(yīng)體系。

終于在后一年,寶馬推出搭載三星SDI方形電池的i3,并廣受歡迎,終于,打開了動(dòng)力電池的大市場(chǎng)。

松下成為特斯拉獨(dú)家供應(yīng)商成就了松下和圓柱電池,三星SDI成為了寶馬的核心供應(yīng)商,卻掣肘著三星的飛躍。寶馬作為頂級(jí)豪華品牌,多年來(lái)只有i3和i5兩款純電動(dòng)車型。

而另一邊,2012年,華晨寶馬在籌備首款高端純電動(dòng)車“之諾1E”時(shí),選中了具有ATL背景的寧德時(shí)代作為合作伙伴。

“之諾1E”動(dòng)力電池系統(tǒng)由寧德時(shí)代和寶馬共同開發(fā),由寧德時(shí)代制造。此后,寧德時(shí)代成為寶馬集團(tuán)在大中華地區(qū)唯一一家電池供應(yīng)商。

同樣是2014年,三星SDI只有0.6Gwh的出貨量,竟不足比亞迪的一半。

而另一方面,比亞迪卻依然選擇自產(chǎn)自用的封閉生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)模式。

在同樣的市場(chǎng)大環(huán)境下,這一系列的因素,皆為寧德時(shí)代的崛起埋下伏筆。

2017年,寧德時(shí)代以12Gwh的出貨量,占據(jù)全球銷量排行榜榜首。

2018年1-9月,寧德時(shí)代就以12Gwh的裝機(jī)量占據(jù)了40.86%的市場(chǎng),攜手比亞迪23.88%的份額,實(shí)力占據(jù)國(guó)內(nèi)近七成份額,這也直接引爆方形電池份額,以22.22Gwh的裝機(jī)量瓜分了75%的市場(chǎng),同時(shí),軟包和圓柱電池裝機(jī)量分別是3.79Gwh和3.55Gwh。

方形電池快速崛起,圓柱電池跌入谷底。

2018年8月,寧德時(shí)代為日產(chǎn)軒逸純電動(dòng)汽車裝機(jī)137臺(tái),系統(tǒng)能量密度123.78wh/kg,總裝機(jī)量5.2Mwh,且全部是三元軟包電池。軟包電池開始崛起。

其實(shí)早在四年前,寧德時(shí)代便在內(nèi)部成立了研發(fā)軟包電池的秘密小組,而骨干成員便是當(dāng)年與寶馬合作研發(fā)并配套“之諾1E”方形電池的核心專家。

行業(yè)寡頭,在方形電池領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的時(shí)候,不經(jīng)意間拉開了量產(chǎn)軟包電池的序幕,這個(gè)蝴蝶效應(yīng),可能早在2014年,就已經(jīng)開始了。

2014年,軟包電池巨頭LG化學(xué)出貨量1.5Gwh,位列全球第三,而彼時(shí),排在其前面的是另一家軟包電池供應(yīng)商——AESC。

早在2007年,日產(chǎn)和NEC合資成立了動(dòng)力電池公司AESC,為了最快速度地實(shí)現(xiàn)裝車,AESC直接把NEC用在手機(jī)產(chǎn)品上的軟包電池做到了符合車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2010年,全球真正意義上大規(guī)模量產(chǎn)的純電動(dòng)汽車日產(chǎn)Leaf一經(jīng)推出便廣受歡迎,到2015年累計(jì)銷量超過(guò)20萬(wàn),而每輛Leaf上裝機(jī)電池也有24Kwh升級(jí)到30Kwh,就這樣成就了AESC的輝煌,也把軟包推向了有史以來(lái)的最高潮。

2014這一年,全球前三電池供應(yīng)商,軟包獨(dú)占其二,市場(chǎng)份額瓜分三分之一。

然而由于AESC的局限性,和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的選擇性,軟包電池終究曇花一現(xiàn)。

2015年,特斯拉大賣,拉動(dòng)松下圓柱電池實(shí)現(xiàn)4.5Gwh的裝機(jī)新高,同時(shí)國(guó)內(nèi)新能源市場(chǎng)大爆發(fā),寧德時(shí)代暴增633%,比亞迪出貨量也激增至3Gwh,這一年軟包電池份額僅占14%,曇花一現(xiàn),跌落神壇。

2016年,LG化學(xué)平平淡淡,AESC自產(chǎn)自銷,軟包全球份額跌至8%。

觸底反彈也就從2017年開始了。這一年,LG化學(xué)拿下日產(chǎn)Leaf和雷諾Zoe配套訂單,雪佛蘭Volt和Bolt也大賣,使得LGC軟包電池裝機(jī)量激增200%,達(dá)4.5Gwh,另一邊AESC雖然由于技術(shù)路線以及運(yùn)營(yíng)方式等問(wèn)題開始走下坡路,但也有1Gwh的牌面支撐著,同時(shí)中國(guó)市場(chǎng)軟包電池的回溫,使軟包電池在全球市場(chǎng)份額搶占到近20%之多!

2018年,軟包電池終于迎來(lái)了春天

從近三年來(lái)國(guó)內(nèi)裝機(jī)量前十的電池企業(yè)變化中可以看出:主打方形電池的依然雄踞一二,主打圓柱電池的沃特瑪消失了,比克電池依然不溫不火在5、6名次徘徊,更有意思的是,主打軟包電池的孚能科技從第七晉升至第四,萬(wàn)向從21名躍升至第八,榜上無(wú)名的捷威動(dòng)力躋身第十,前十內(nèi)其它企業(yè)均是以軟包產(chǎn)品為主的,另外排名第一、第三和第五的寧德時(shí)代、國(guó)軒高科和力神均承擔(dān)著國(guó)家高能量密度鋰電池電芯研發(fā)的項(xiàng)目,且不約而同的選擇都是軟包路線。

不難發(fā)現(xiàn),行業(yè)內(nèi)越來(lái)越多的目光已經(jīng)投向了軟包電池。

今年5月,孚能科技宣布完成了C2輪融資,累計(jì)融資超10億美元,籌得的資金將用于加速擴(kuò)張其全球汽車電池生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施,并正式啟動(dòng)了歐洲生產(chǎn)中心項(xiàng)目;

7月,復(fù)星國(guó)際(00656)宣布通過(guò)旗下復(fù)星高科及基金,向天津市捷威動(dòng)力工業(yè)有限公司投資,為其產(chǎn)能規(guī)模擴(kuò)充和開拓海外市場(chǎng)補(bǔ)充“彈藥”;

8月,遠(yuǎn)景集團(tuán)宣布將控股日產(chǎn)汽車旗下電動(dòng)電池業(yè)務(wù)和生產(chǎn)基地AESC,同時(shí)收購(gòu)日本電氣旗下的電池電極生產(chǎn)業(yè)務(wù)公司NEC能源元器的全部股權(quán)。這也是國(guó)內(nèi)軟包技術(shù)發(fā)展的一大步。

此外,7月19日,韓聯(lián)社報(bào)道稱LG化學(xué)將在華投資約20億美元,在中國(guó)南京新建一座動(dòng)力電池工廠,明年10月正式投產(chǎn)。此后,產(chǎn)量將逐步提升,直到2023年擴(kuò)大到年產(chǎn)32GWh。這是LG化學(xué)在中國(guó)建設(shè)的第二座動(dòng)力電池工廠,第一座工廠已經(jīng)轉(zhuǎn)賣給吉利汽車,目前年產(chǎn)2GWh,消息稱未來(lái)吉利還將擴(kuò)建兩條生產(chǎn)線,并仍舊采用LG技術(shù)路線的軟包電池。

8月10日,億緯鋰能發(fā)布公告,稱正式與戴姆勒集團(tuán)簽訂《供貨協(xié)議》,將向這家全球最大的豪華車巨頭供應(yīng)軟包動(dòng)力電池一直至2027年12月31日。這是國(guó)內(nèi)成為繼寧德時(shí)代之后,第二家進(jìn)入戴姆勒供應(yīng)鏈體系的動(dòng)力電池公司。

9月6日,工信部發(fā)布了2018年第9批《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》,微宏動(dòng)力配套一款長(zhǎng)安牌SC7003AKBE純電動(dòng)轎車入圍,系統(tǒng)能量密度為125Wh/kg,綜合工況續(xù)航里程達(dá)到351公里。此前微宏動(dòng)力只為客車配套,這是首次配套乘用車。

不僅是電池企業(yè),主機(jī)廠也開始紛紛投入軟包的陣營(yíng)。2014年,作為軟包電池最輝煌的一年,國(guó)內(nèi)僅北汽、江淮和奇瑞等幾家搭載軟包電池,而在今年,搭載軟包電池的車企除了以上還包括了上汽、通用、吉利、長(zhǎng)城、眾泰、知豆、江鈴、長(zhǎng)安、宇通、福田、金龍、東風(fēng)一汽等數(shù)十家。

軟包蠶食方形崛起勢(shì)在必行

縱觀鋰電池發(fā)展近十年,選擇何種產(chǎn)品形態(tài),本質(zhì)上是由技術(shù)層面來(lái)決定,從能量密度、續(xù)航里程,安全性以及成本來(lái)看,方形電池和軟包電池是最終的電池形態(tài),圓柱電池會(huì)逐漸退出歷史的舞臺(tái)。

而在實(shí)現(xiàn)力度方面,產(chǎn)品形態(tài)的選擇直接由終端來(lái)決斷,特斯拉成就了松下圓柱時(shí)代,日產(chǎn)LEAF成就了AESC的軟包輝煌,而寶馬、吉利、宇通、東風(fēng)等國(guó)內(nèi)偏愛方形電池的主機(jī)廠則共同成就了寧德時(shí)代。

不難發(fā)現(xiàn),AESC的蛋糕已被LG瓜分,主打方形電池三星SDI也疲于和LGC的競(jìng)爭(zhēng),國(guó)內(nèi)寡頭寧德時(shí)代早早布局軟包電池,今年的裝機(jī)5.2Mwh的軟包也正式表明其向方形電池份額的蠶食的開始,國(guó)內(nèi)前十企業(yè)與軟包有關(guān)系的已占8家,曾經(jīng)的軟包巨頭AESC也被國(guó)內(nèi)收購(gòu)并計(jì)劃2019年底量產(chǎn)軟包811并設(shè)計(jì)產(chǎn)能達(dá)20Gwh,2018年,軟包電池國(guó)內(nèi)及全球份額均有回溫之勢(shì),蠶食方形已經(jīng)開始。

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