電氣化3.0時(shí)代，軟包電池還會(huì)復(fù)興嗎？

　　【太平洋汽車(chē) 行情頻道】回望22年，新能源汽車(chē)及動(dòng)力電池行業(yè)迎來(lái)許多重要變化，例如中國(guó)市場(chǎng)新能源滲透率首次突破30%，還有歐盟《電池法案》以及美國(guó)的IRA法案，這些變化都會(huì)對(duì)電池產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展產(chǎn)生深刻影響。在這個(gè)時(shí)候，再次討論軟包、方殼和圓柱電池這三種技術(shù)路線(xiàn)的發(fā)展顯得更有意義，是規(guī)模或技術(shù)決定未來(lái)？還是成本以及市場(chǎng)需求決定未來(lái)？我們認(rèn)為，在汽車(chē)行業(yè)已進(jìn)入電氣化3.0時(shí)代的大趨勢(shì)下，盡管三種路線(xiàn)都將長(zhǎng)期存在，但正在迎來(lái)復(fù)興的軟包路線(xiàn)值得更多關(guān)注。

應(yīng)用為王，決定電池技術(shù)路線(xiàn)的爆發(fā)

盤(pán)點(diǎn)動(dòng)力電池三種技術(shù)路線(xiàn)，必須從歷史說(shuō)起。盡管圓柱電池的歷史更悠久，但動(dòng)力電池的市場(chǎng)化開(kāi)端是從軟包電池開(kāi)始的，早期的純電汽車(chē)產(chǎn)品（2010年以前），例如大家耳熟能詳?shù)?a target="_blank" class="cmsLink">日產(chǎn)聆風(fēng)、通用雪佛蘭volt等車(chē)型都采用的是軟包電池。在這一階段，純電汽車(chē)解決的是有無(wú)問(wèn)題，大家對(duì)于續(xù)航里程的焦慮還沒(méi)有那么明顯，因此對(duì)電池容量的需求相對(duì)較低，而軟包電池更易于布置的靈活性?xún)?yōu)勢(shì)，對(duì)于主要基于燃油車(chē)結(jié)構(gòu)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的初期新能源汽車(chē)而言，更具吸引力。

圖片：第一代純電汽車(chē)，如日產(chǎn)聆風(fēng)（左）和雪佛蘭volt（右）

當(dāng)純電汽車(chē)從試水走向大規(guī)模的商業(yè)化（2012年以后），規(guī)模市場(chǎng)的需求對(duì)動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)的影響產(chǎn)生了更巨大的影響。受中國(guó)市場(chǎng)的白名單準(zhǔn)入制度影響，方形電池得到快速增長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。而隨著技術(shù)的進(jìn)步，通過(guò)做大電芯提升了能量密度的方殼電池進(jìn)一步滿(mǎn)足了中國(guó)市場(chǎng)用戶(hù)對(duì)高續(xù)航里程的迫切需求。在這一進(jìn)程中，方殼電池的政策支持、以及完善的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，是其取代軟包電池成為市場(chǎng)主流的主要原因。這也說(shuō)明，市場(chǎng)需求對(duì)技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展的重要作用。

目前，占全球新能源市場(chǎng)50%以上的中國(guó)市場(chǎng)趨向于方殼電池（方殼占有率超過(guò)85%）。另一方面，歐美市場(chǎng)車(chē)企第一代新能源汽車(chē)大多基于燃油車(chē)架構(gòu)改進(jìn)而來(lái)，也就是俗稱(chēng)的“油改電”，因此普遍采用更利于整合布置且電芯能量密度更高的軟包電池為主，形成東西并行的發(fā)展局面。

（配圖：全球市場(chǎng)方殼、軟包及圓柱占有率，數(shù)據(jù)來(lái)源:IHS）

但需要注意的是，電池技術(shù)的進(jìn)步并未如摩爾技術(shù)發(fā)展的那么快，以及原材料成本在近年來(lái)的快速上漲，因此成本和性?xún)r(jià)比成為市場(chǎng)的重要考量之一，并在中后期帶動(dòng)了磷酸鐵鋰和“大圓柱”的興起。磷酸鐵鋰市占率從早期的20%逐漸上升至60%，進(jìn)一步擴(kuò)大了方殼電池的影響力。而特斯拉和松下持續(xù)改良大容量圓柱電池，通過(guò)成熟工藝和結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)大容量（能量密度）和低成本的平衡性，這兩者也從兩個(gè)方向進(jìn)一步對(duì)軟包電池產(chǎn)生擠壓效應(yīng)。近期，如寶馬這樣的頭部豪華車(chē)企在下一代車(chē)型（Next Class）上押注圓柱電池，也是這一方向的延續(xù)。

（配圖1：鋰電池正極原材料價(jià)格趨勢(shì)，數(shù)據(jù)來(lái)源：Wind）

（配圖2：LFP市占率的提升變化，數(shù)據(jù)來(lái)源：中汽協(xié)）

（配圖3：特斯拉應(yīng)用的大圓柱電池）

當(dāng)然，技術(shù)是相互影響的，而彼時(shí)的缺點(diǎn)可能隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的交融成為新的優(yōu)勢(shì)，這也是我們經(jīng)?？吹郊夹g(shù)進(jìn)步是螺旋形發(fā)展的原因。而軟包電池可能正迎來(lái)這一變化，過(guò)去軟包電池的主要缺點(diǎn)，如電芯體積小、成組效率低、制造難度大等，隨著大軟包和疊片技術(shù)的進(jìn)步都在被克服。而結(jié)合軟包電池所特有的高能量密度、安全性?xún)?yōu)勢(shì)、布置方便，以及適用于半固態(tài)及固態(tài)等電池技術(shù)趨勢(shì)等優(yōu)勢(shì)，都讓堅(jiān)持軟包電池發(fā)展的企業(yè)迎來(lái)轉(zhuǎn)機(jī)。專(zhuān)注于軟包技術(shù)的孚能科技就是這樣的企業(yè)代表，其創(chuàng)始人王瑀及孚能科技深耕軟包動(dòng)力電池技術(shù)超過(guò)20年，而孚能科技通過(guò)長(zhǎng)期努力，克服了軟包電池在電芯技術(shù)、制造工藝等領(lǐng)域諸多限制，進(jìn)一步補(bǔ)齊了軟包的短板，為軟包的復(fù)興推開(kāi)大門(mén)。

（配圖：孚能科技SPS發(fā)布會(huì)）

電氣化3.0時(shí)代，另一個(gè)角度看車(chē)企新需求

當(dāng)我們說(shuō)方殼電池在中國(guó)市場(chǎng)的成功，是市場(chǎng)需求所決定的同時(shí)，我們同樣不能忽視市場(chǎng)需求的另一方——車(chē)企。動(dòng)力電池的技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展與車(chē)企的電氣化迭代息息相關(guān)，而車(chē)企的電氣化轉(zhuǎn)型節(jié)奏，也對(duì)電池技術(shù)路線(xiàn)的興衰產(chǎn)生重要影響。我們可以借車(chē)企打造純電產(chǎn)品的思路變化，將電氣化轉(zhuǎn)型分為三個(gè)階段。

首先是電氣化1.0時(shí)代，車(chē)企需要解決的是電氣化車(chē)型的有無(wú)問(wèn)題，因此基本從油車(chē)架構(gòu)改進(jìn)而來(lái)，電池延主軸布置，見(jiàn)縫插針，因此體積靈活，方便在空隙處容納更多電池模組的軟包電池更易于布置，且能量密度更高的特性，也盡可能的提高了產(chǎn)品性能表現(xiàn)，與車(chē)企的需求一拍即合。

（配圖：油改電車(chē)型的典型底盤(pán)）

電氣化2.0時(shí)代，開(kāi)始思考專(zhuān)用化的電車(chē)平臺(tái)，其代表就是取消主軸，將電池集中于地板下，帶來(lái)巨大電池容積的同時(shí)，增加車(chē)內(nèi)縱向空間。這時(shí)，軟包電池見(jiàn)縫插針的靈活性?xún)?yōu)勢(shì)就已不再重要，而軟包電池缺乏大電芯的桎梏，讓其性能在面對(duì)方殼電池處于不利位置。采用卷繞工藝的方殼電池占據(jù)更大優(yōu)勢(shì)，即使電芯能量密度稍低，但巨大的電池組更能為整車(chē)帶來(lái)高電容量、高續(xù)航里程的優(yōu)勢(shì)，甚至采用能量密度較低的磷酸鐵鋰電池也能實(shí)現(xiàn)不遜色于1.0時(shí)代的續(xù)航里程。

（配圖：第一代專(zhuān)用電車(chē)平臺(tái)的典型底盤(pán)）

電氣化3.0時(shí)代，開(kāi)始以跨越多個(gè)車(chē)級(jí)的平臺(tái)化為前提，其代表就是大眾、通用等公司的新一代電氣化平臺(tái)，國(guó)內(nèi)車(chē)企也積極向這一理念靠齊。新一代平臺(tái)不再專(zhuān)為某一款車(chē)型而設(shè)立，需要覆蓋從A到C多個(gè)級(jí)別的需求，電池容量從60-150度不等，且車(chē)型對(duì)底盤(pán)的高度影響要大于對(duì)長(zhǎng)度的影響。因此，相較于更大的電池組尺寸，高能量密度且可靈活布置的特性又再次成為車(chē)企的選擇。

值得注意的是，在這一變化過(guò)程中，車(chē)型更多的集團(tuán)車(chē)企，和車(chē)型較少的車(chē)企將走上不同的道路，這也是為什么大眾和通用這樣年銷(xiāo)量在千萬(wàn)級(jí)的車(chē)企，其對(duì)下一代平臺(tái)的泛用性要求更高；而像寶馬和特斯拉這樣銷(xiāo)量在百萬(wàn)級(jí)的車(chē)企，反而會(huì)選擇圓柱電池的原因。

（配圖：大眾電氣化平臺(tái)的演變，從J1到PPE再到SSP）

此外，與中國(guó)市場(chǎng)方殼電池崛起的政策原因類(lèi)似，快速增長(zhǎng)的歐美市場(chǎng)在電池技術(shù)路線(xiàn)選擇上的獨(dú)立性要求，也對(duì)市場(chǎng)格局產(chǎn)生一定的影響。目前，受益于IRA法案的韓系電池企業(yè)均押注軟包電池路線(xiàn)，也從另一方面推動(dòng)了車(chē)企的共同選擇，據(jù)第三方平臺(tái)的不完全統(tǒng)計(jì)，2022年，海外新能源汽車(chē)前20熱門(mén)車(chē)型，11款是軟包。

（配圖：2022-2023年熱門(mén)新車(chē)適配電池類(lèi)型的統(tǒng)計(jì):電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量前20的品牌中有15個(gè)使用軟包電池，銷(xiāo)量前20的車(chē)型中有11個(gè)使用軟包電池）

軟包復(fù)興？孚能科技的SPS是春江水暖的先知嗎？

從市場(chǎng)需求而言，大容量和高能量密度的追求始終存在，但會(huì)受到成本的制衡；從車(chē)企電氣化升級(jí)的角度，靈活性會(huì)成為產(chǎn)品線(xiàn)更豐富的車(chē)企集團(tuán)的新剛需，以及近幾年逐漸走向成熟的半固態(tài)及固態(tài)電池新技術(shù)，都讓以SPS為代表的大軟包技術(shù)，可能成為新時(shí)代推動(dòng)軟包技術(shù)再次復(fù)興的一個(gè)號(hào)角。

回顧SPS的四大技術(shù)核心，大軟包電芯、無(wú)模組技術(shù)、制造工藝和回收技術(shù)，剛好契合當(dāng)下這個(gè)時(shí)代對(duì)電氣化的新需求：提升靈活性，提升效益，提升可持續(xù)。因此可能會(huì)更受車(chē)型更多的車(chē)企集團(tuán)的青睞。

（配圖：SPS四大技術(shù)亮點(diǎn)）

SPS主要圍繞大軟包電芯、大軟包電池系統(tǒng)、大軟包電池制造。在電芯的設(shè)計(jì)方法上，是通過(guò)大電芯配合層疊布置，可以使電池系統(tǒng)部件減少50%，材料成本降低33%，提升體積利用率到75%。而作為對(duì)比，麒麟電池的第三代CTP技術(shù)，作為這個(gè)領(lǐng)域的王者，體積利用率為72%。

此外，SPS“大軟包”臥式布局和疊片技術(shù)，可以靈活調(diào)節(jié)電池系統(tǒng)的底盤(pán)高度，同款底盤(pán)、一款電芯就可以適配全系乘用車(chē)。大軟包電芯厚度，是可以靈活改變的，可根據(jù)不同的要求配置成8mm-20mm；而且由于Pack高度=電芯厚度*電芯數(shù)量，大軟包還可以通過(guò)調(diào)整電芯的堆疊數(shù)量來(lái)控制電池高度——SPS大軟包系統(tǒng)的高度可以在85mm-145mm之間靈活調(diào)節(jié)，搭載不同能量密度的大軟包電芯讓電池系統(tǒng)可擁有從80kWh-150kWh的不同容量，滿(mǎn)足從性能轎跑到城市皮卡的電動(dòng)化需求。

據(jù)孚能科技介紹，已有多家國(guó)內(nèi)頭部車(chē)企選擇大軟包技術(shù)方案，而首條SPS產(chǎn)線(xiàn)也已于2022年開(kāi)工，將在2023年裝車(chē)。

當(dāng)然，軟包復(fù)興僅僅是基于OEM需求變化，以及軟包技術(shù)本身不斷創(chuàng)新改良而做出的一種預(yù)判。但這一復(fù)興趨勢(shì)還受到多種技術(shù)和業(yè)態(tài)變化的影響。例如業(yè)內(nèi)廣泛討論的半固態(tài)及固態(tài)電池技術(shù)，目前軟包在半固態(tài)及固態(tài)的應(yīng)用上處于領(lǐng)先地位，例如孚能已開(kāi)始量產(chǎn)第一代半固態(tài)電池，而同樣以軟包起家的遠(yuǎn)景動(dòng)力也公開(kāi)表示將于2028年前量產(chǎn)固態(tài)電池；還有疊片技術(shù)也正在被應(yīng)用于方殼的改進(jìn)，例如比亞迪的刀片電池，結(jié)合CTC技術(shù)，讓方殼也具備了軟包的部分優(yōu)勢(shì)；還有對(duì)于新材料的應(yīng)用，鈉離子電池可能會(huì)成為2023年突破和產(chǎn)業(yè)化的新技術(shù)，這些新的技術(shù)和商業(yè)模式，都有可能會(huì)讓電池技術(shù)的競(jìng)逐發(fā)生變化，在面向未來(lái)的道路上，方殼和軟包仍處于同一起跑線(xiàn)，競(jìng)爭(zhēng)還將持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。

（太平洋汽車(chē) 衡水01）