市场趋势已现,软包锂电池最新市场数据及需求分析

2023-08-24      680 次浏览

目前主流的商业化锂电池按封装形式不同重要分为三类: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)和方形、圆柱锂电池的差别不大,最大的不同之处在于软包锂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、软包锂电池的外观及内部结构示意图


软包锂电池和方形、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。软包锂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


软包锂离子电芯重要包括:铝塑膜成型、顶封和侧封、注液和预封、化成和整形、排气和二封、裁边和折边。


软包锂电池重要工序示意图


软包锂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:软包锂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锂电池一般先鼓气,或者从封口处裂开释放能量,而金属壳电芯则较容易出现较大的内压而发生爆炸。


2)比能量高:软包锂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;软包锂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:软包锂电池的内阻较小,可以极大的降低电池的自耗电;此外软包锂电池的循环寿命更长。


4)设计灵活:软包锂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。软包锂电池的不足之处:一致性较差,成本较高,容易发生漏液和胀气,且在成组过程中要额外的壳体,PACK工艺复杂程度高。


软包和方形、圆柱电池特性比较及相关公司


市场趋势:需求持续上升,渗透率有望加速


市场现状


锂电池需求保持高上升。根据起点研究SPIR统计,2016年我国锂电3C数码类占锂电总产量52%,2017上半年我国锂电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,我国锂电池的总需求可达143GWh,3年CAGR达27%,其中动力锂电池需求有望达94.5GWh,占比达66%,新能源汽车将成为锂电池总需求上升的最强驱动力。


从电池分类型来看,2016年我国圆柱、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%。其中方形电池上升较快,重要是由国内电动汽车爆发式上升拉动所致。


2011-2020年我国锂电池三大应用终端需求量及预测(GWh)


2011-2016年我国软包、方形、圆柱锂电池产量(GWh)及软包锂电池渗透率


新能源汽车领域


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


根据电池我国网对国内50家动力锂电池公司的统计数据分析,布局软包锂电池的公司数量达到29家,远高于方形和圆柱电池。随着软包锂电池产量的释放,也将有更多整车公司将目光转移到软包锂电池上。


2015-2020年我国新能源车产量及上升率预测


2015-2020年我国动力锂电池需求量及渗透率预测


动力锂电池高能量密度和高安全性趋势将提升软包锂电池的渗透率。根据《汽车产业中长期发展规划》,到2020年动力锂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锂电池能量密度指标


三元电池,尤其是高镍三元电池成为动力锂电池发展方向,至2020年采用三元材料的动力锂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,软包锂电池中较多使用三元材料。


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


2015-2020年我国三元动力锂电池产量及上升率预测


2016-2020年我国动力软包锂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锂电池稳上升。软包锂电池大部分用于消费电子领域,重要是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,同比上升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,预计上升率达到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上升点。


2011-2016年我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,持续多年保持稳定上升,预计到2017年达21.5GWh,渗透率由11%上升至69%。软包锂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,预期随着软包锂电池更多得到下游市场认同,软包锂电池在数码类消费中的渗透率有望进一步提高。预计到2020年软包锂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年我国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


动力锂电池需求和渗透率齐头并进,3C消费类稳定上升,软包锂电池总需求量到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年我国三大应用终端软包锂电池需求量(GWh)及上升率预测


竞争格局:国内众多公司加速布局


软包动力锂电池格局:国外公司优势明显,国内众多公司加速布局。全球软包动力锂电池技术的第一梯队重要是日韩公司,国内多家公司布局。国外领先的软包动力锂电池公司有LG化学、AESC、SKI等,国内公司有孚能科技、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年全球动力锂电池厂商出货量排名(GWh)


全球典型软包装动力锂电池公司乘用车配套情况


根据电池我国网对国内50家动力锂电池公司的统计数据分析,布局软包锂电池的公司数量就达到29家。据不完全统计,到2017年底,前十家软包动力锂电池公司产量将接近38GWh。相有关海外化学独占鳌头的格局,国内软包锂电池行业参和公司较多,竞争格局相对分散。


年1-八月国内动力锂电池厂商装机量排名(MWh)


国内部分软包装动力锂电池公司产量及出货量



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