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叠片工艺适配动力电池高性能趋势,大容量储能电池领域叠片发展已初显

发布时间:2023-05-11  来源:立鼎产业研究网  点击量: 1327 

——叠片工艺适配动力电池高性能趋势:中国新能源汽车的发展势不可挡,但行业内仍然存在着充电慢、里程虚、效率低等行业痛点问题,叠片电池的倍率性能和能量密度有一定优势,且拥有较稳定的内部结构,较高的安全性和较长的循环寿命,符合新能源车对于电池使用长续航、轻量化、充电快、高安全性、寿命长的需求,是动力电池未来发展的重要方向。

头部动力电池企业多选叠片路线:2021年全球动力电池装机量排名前十的电池企业其中六家布局叠片路线。

2021年全球动力电池装机量top10企业(GWh


资料来源:高工锂电

1LGES:软包龙头企业推广叠片路线。LGES大部分采用叠片式软包设计,是全球软包龙头企业。目前LEGS的客户主要包括GMSTELLANTIS、大众、现代、起亚、雷诺、福特、沃尔沃等,截止20226月底在手订单310万亿韩元。LG电芯目前主要采用Stack&

Folding堆叠工艺,将复合电极材料臵于一张隔膜上以折叠的工序完成组装,减少了电极开裂的可能性,有助于制作更加轻薄的电池,并且拥有高容量和高密度,发热面积较大可以调节最适当的温度,有利于保持长寿命与高性能。

2)比亚迪:刀片电池已规模化量产,四大基地规划年产有望达85Gwh。比亚迪在2020329日正式推出刀片电池,主要搭载纯电动车型,并在此基础上于2021111日推出“插混专用功率型刀片电池”,或将应用于混动车型。目前刀片电池已经实现规模化量产,应用于包括汉EV、唐EV、秦、秦Pro、宋Plus在内的多款车型。2021年弗迪重庆工厂产能已达20GWh,预计新增15GWh,总产能达到35GWh;湖南长沙投资100亿元的动力电池生产基地厂房目前已经投产,设计产能20GWh,四条刀片电池生产线已全面投产;贵阳工厂刀片电池规划产能为10GWh,已于2021年实现投产;蚌埠弗迪生产基地也在紧急进行中,总投资60亿元,规划年产20GWh动力电池。综合以上四个生产基地规划年产能,刀片电池年产有望达85GWh

3SK on:主打软包路线,试产方形叠片。SKI子公司·SK on主打软包电池。SKI拥有独特的叠片技术,确保电芯在充放电循环中不会产生极芯扭曲,电芯寿命更长、安全性更高,合作伙伴包括北汽、福特、戴姆勒、大众、现代、起亚等。到2022年底,匈牙利第二工厂新产能投产及中国盐城工厂的扩建将使SKon电池产能达77GWh,为2021年底的两倍。到2025年,SK-On全球范围内规划产能220GWh以上,其中中国77GWh,韩国5GWh,欧洲48GWh(合资算上以后有92.6GWh),美国94GWh(最终要扩产到150GWh)。

4)中创新航:全极耳叠片产品有望应用于新一代的动力电池中:中创新航在2019年推出全球首创全极耳叠片技术及产品,体积利用率高,高安全,高功率,高可靠。

5)远景动力:软包叠片技术。远景动力选择软包叠片技术路线,截至目前,客户已经覆盖奔驰、宝马、雷诺、日产、本田等国际主流车企,配合全球客户需求,远景动力已经在在中国、日本、美国、英国、法国及西班牙设有13大生产基地,预计到2026年,其零碳电池总产能将超过400GWh

6)孚能科技:2017-2021年软包动力锂离子电池国内出货量第一。孚能科技通过软包工艺将动力电池能力密度提升到了330Wh/kg,在2017-2021年蝉联软包动力锂离子电池国内出货量第一。孚能科技规划其未来几年电池总产能将超过120Gwh

——大容量储能电池:叠片发展已初显。在集中式和工商业用户侧储能领域,大电芯优势明显。相比于50-100Ah的容量电池,200Ah及以上大电芯优势主要集中在:1)大电芯在pack端零部件使用量减少,拥有更大降本空间和更高的体积能量密度;2)相同系统电压下,大电芯更易获得高容量;3)串并联电芯减少,BMS数据采集与监控精度提升,安全性更有保障;4)使用大电芯在后端集成领域装配工艺简化度高,可显著节省土地基建、集装箱等方面成本投入。基于以上优势,大电芯适用于风光发电侧、电网侧、共享储能侧和部分大型移动式储能系统等追求低成本、高容量、安全性的场景。

巨头频频布局,280Ah电芯正处风口。厦门海辰新能源、中创新航、瑞浦、楚能新能源等纷纷扩产280Ah电芯:2022519日,厦门海辰新能源宣布其在重庆投资130亿元新建50GWh新一代储能锂电池生产基地,重点扩产280Ah等电力储能应用电池产品。5月下旬,中创新航发布船舶市场储能产品方面,覆盖280Ah等系列电芯和多款电池包。国内已超过10家电芯企业对外销售其280Ah磷酸铁锂电池产品。市场关注度也在持续上升:20221月中国华能集团发布储能电池采购和租赁招标公告,共采购储能电芯2GWh,要求单体容量不低于280Ah;江苏天合在今年2月也向鹏辉子公司江苏天辉采购150/280/300Ah锂电池电芯,合同金额6~9亿元。截止2022H1280Ah在国内工商业侧渗透率已达60%以上。

国内已有超10家电芯企业销售280Ah电池产品


资料来源:高工锂电

叠片工艺与储能大电芯天然兼容:1)叠片电池的极耳数量是卷绕的2倍,极耳数量的增加使得电子传输距离更短,电阻相比卷绕电池低10%-15%,产热更小,理论循环寿命更长,满足大规模储能对高安全性和超长循环寿命的要求;2)叠片电池在封装极片过程中不存在在C角问题,能够充分利用壳体边角空间,提升体积和质量能量密度,有利于减少储能系统占地面积和土建支出;3)叠片不存在C角内应力不均衡问题,在长期电池循环使用中。每层极片可保持界面相对平整,避免电流分布不均等问题,在中后期容量保持能力较优秀。

叠片发展势头已初显:2022H1方形叠片电池在储能市场已出货3GWh以上,整体渗透率约为7%,广泛应用到户用家储、国内工商业储和源网侧储能项目中。随着叠片工艺的成熟、国产叠片机效率提升,叠片电池技术的效率低、设备投资成本高等问题有望得到解决,市场空间或有望进一步打开。


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