一、軟包動力電池行業(yè)優(yōu)勢
三種形態(tài)電池中軟包質(zhì)量最輕、能量密度最高。目前應(yīng)用于新能源汽車的主流動力電池包括三元軟包、三元方形、三元圓柱以及磷酸鐵鋰方形。軟包動力電池是典型的“三明治”層狀堆壘結(jié)構(gòu),區(qū)別于方形硬殼和圓柱電池形態(tài)。軟包內(nèi)部結(jié)構(gòu)由正極片,隔膜,負極片依次層疊起來,外部用鋁塑膜包裝,然后焊接正負極極耳,注電解液并封口,最后化成分容形成正式商品化的軟包電池;圓柱電池則以正極、隔膜、負極的一端為軸心進行卷繞,封裝在圓柱金屬外殼之中,注液封頂蓋,外部套上塑料絕緣膠皮,形成圓柱形鋰離子電池,圓柱外殼尺寸直徑通常有18mm、高65mm或直徑21mm、高70mm,則成為普遍的18650型和21700型的圓柱電池;方形硬殼電池通常有兩個軸心,正極、隔膜、負極疊層圍繞著兩個軸心,進行卷繞,然后以間隙直入方式裝入方形鋁殼之中,外部噴絕緣漆或套塑料膜,通用的方形外殼尺寸長、寬、高分別為355mm*152mm*110mm,即標準VDA尺寸電池單體電芯。以上三種電池形態(tài)中,在容量相同的條件下,軟包電池采用輕量化材料如鋁塑膜,整體質(zhì)量比其他兩種形態(tài)的電池更輕,因而能量密度更高。
幾種動力電池技術(shù)優(yōu)缺點比較
- | NCA/圓柱形 | NCM/軟包 | NCM/方形 |
外殼材料 | 鋁合金、不銹鋼 | 鋁塑膜 | 鋁合金、不銹鋼 |
能量密度 | 中 | 高 | 中 |
安全性 | 好 | 中 | 中 |
標準化程度 | 高 | 低 | 低 |
一致性 | 高 | 低 | 低 |
充放電倍率 | 低 | 高 | 中 |
代表車型 | 特斯拉Model3 | 日產(chǎn)聆風 | 寶馬i3 |
優(yōu)點生產(chǎn) | 工藝成熟、電池包成本低、一致性高 | 能量密度高、安全性能好、重量輕、外形設(shè)計靈活 | 對電芯保護作用強、成組效率高 |
缺點 | 整體重量重、成組效率低、能量密度相對較低 | 成本高、一致性差、制造工藝要求高 | 整體重量重、一致性差、型號多 |
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軟包電池能量密度遙遙領(lǐng)先。目前能量密度最高的電池單體為軟包動力電池,現(xiàn)在行業(yè)技術(shù)水平軟包動力電池單體平均在260Wh/Kg,而現(xiàn)在的圓柱和方形硬殼電池單體平均水平只能做到210Wh/Kg和190Wh/Kg,遠落后于軟包電池。相同容量的電池,軟包的整體質(zhì)量要比圓柱輕20%,比方形硬殼輕30%以上,因此在能量密度方面,軟包動力電池具有絕對領(lǐng)先優(yōu)勢。根據(jù)電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢,比較三種電池單體形態(tài)的能量密度及未來發(fā)展規(guī)劃,同期軟包能量最高并遙遙領(lǐng)先。2020年軟包的能量密度預(yù)計將達到300Wh/Kg,其他兩種行業(yè)水平只有260Wh/Kg。
三種電池能量密度趨勢
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軟包動力電池優(yōu)勢眾多且顯著。軟包動力電池除了結(jié)構(gòu)重量輕,能量密度高等顯著優(yōu)點以外,還具有方形硬殼和圓柱不具備的其他眾多優(yōu)勢:1)電池單體內(nèi)阻小,能達到毫歐級別;2)靈活的包絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以根據(jù)布置要求,調(diào)整電池的三維尺寸和布置方式;3)高安全性能。
軟包動力電池具體技術(shù)性能特點
軟包動力電池性能 | 具體優(yōu)勢 |
能量密度高 | 結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝,鋁塑膜重量輕,空間利用率高,使得電芯能量密度相對提升 |
安全性能好 | 發(fā)生安全問題時,鋁塑膜一般會鼓氣裂開,由于機械性能不強,不會爆炸 |
循環(huán)壽命長 | 經(jīng)測試100次循環(huán)衰減比鋁殼少4%-7% |
容量高 | 較同等規(guī)格尺寸的鋼殼電池容量高50%,較鋁殼電池高20%-30% |
重量輕 | 較同等容量的鋼殼方形電池輕40%,較鋁殼方形電池輕20% |
內(nèi)阻小 | 極大降低電池的自耗電 |
疊片設(shè)計 | 設(shè)計靈活,在特定,異形,狹小空間可以容納更多電芯,配合客戶需求定制,適配多種車型 |
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二、軟包動力電池行業(yè)發(fā)展背景
主流軟包電池企業(yè)單體能量密度進階之路。業(yè)內(nèi)企業(yè)推出的量產(chǎn)軟包產(chǎn)品,2016年行業(yè)平均水平在200-210Wh/Kg,2018年電池企業(yè)軟包能量密度達到260Wh/Kg,到2019年,企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出300Wh/Kg的軟包電池。目前,國內(nèi)外軟包企業(yè)紛紛布局高能量密度軟包電池,以滿足未來新能車市場的需求。
軟包代表企業(yè)單體能量密度開發(fā)進展
軟包電池企業(yè) | 電池能量開發(fā)進度 |
孚能科技 | 2018年三元523/石墨體系,單體能量密度260Wh/Kg |
2019年高鎳三元811/石墨體系,單體能量密度在290-300Wh/Kg | |
2020年三元單體能量密度400Wh/Kg,預(yù)計2025年量產(chǎn) | |
卡耐新能源 | 2018年高鎳三元體系285Wh/Kg |
2019年三元體系超過300Wh/Kg | |
2020年三元體系350Wh/Kg | |
桑頓新能源 | 2018年三元體系240Wh/Kg,磷酸鐵鋰160Wh/Kg |
2019年高鎳三元體系能量密度280-300Wh/Kg | |
2020年推出350Wh/Kg | |
LG化學(xué) | 2019-2020年三元體系250Wh/Kg |
2021年三元/硅碳體系300Wh/Kg | |
SKI2019年三元622/石墨體系260Wh/Kg | |
2020年高鎳/硅碳體系260-300Wh/Kg | |
遠景AESC | 2019年三元811/石墨體系,能量密度大于230Wh/Kg |
2020年三元811體系,能量密度大于300Wh/Kg |
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配套軟包動力電池的新車型公告數(shù)量逐年攀升。2016-2019年配套軟包動力電池的新車型數(shù)量分別為67、72、95、103輛,顯示出軟包電池配套的新車型數(shù)量呈逐年遞增的態(tài)勢。根據(jù)新車型產(chǎn)品開發(fā)周期,整車上國家公告到正式推出面市至少十二個月的時間,公告新車數(shù)量數(shù)據(jù)可以作為企業(yè)對軟包車型提前布局的一個參考,預(yù)示著將來一年左右將會有更多搭載軟包電池的車型打入市場,帶來軟包電池裝機量的高速增長。
配套軟包電池的新車型新增數(shù)量
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全球新能源汽車高速增長,銷量6年增長近11倍。從2011年以來,以特斯拉、比亞迪等為代表的新能源汽車高速發(fā)展,全球新能源汽車銷量從2013年的20.2萬輛上升至2019年的221萬輛,年均復(fù)合增速達到150%。
全球新能車市場銷量及同比增速
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國內(nèi)新能源汽車銷量及增速
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2019年全球新能源乘用車銷量排名TOP20
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動力電池產(chǎn)業(yè)隨著新能源汽車市場快速發(fā)展而不斷壯大。2013年至2019年中國新能源汽車年銷量增長了68.52倍,作為重要配套零件的動力電池年裝機量在上述期間增長了89.11倍。
國內(nèi)動力電池裝機量及增速
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全球動力電池行業(yè)競爭格局已經(jīng)較為集中。2019年國內(nèi)和全球動力電池行業(yè)前十廠商占據(jù)86.88%的份額。全球動力電池裝機量前十的企業(yè)看,主要是中國、韓國和日本的企業(yè)。
2019年全球動力電池裝機量Top10企業(yè)所在國家分布(以裝機量計)
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三、軟包動力電池行業(yè)市場空間
智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國軟包動力電池行業(yè)市場運營狀況及發(fā)展前景展望報告》數(shù)據(jù)顯示:2018年,全球軟包動力電池出貨量為23.1GWh,較2017年增長73.7%,高于全球動力電池出貨量增速。隨著軟包動力電池成組效率的不斷提升、成本的不斷降低,能量密度高、安全性優(yōu)異的軟包動力電池預(yù)計將成為全球新能源汽車動力電池的主流選擇之一。從裝機量看,2019年,國外軟包動力電池企業(yè)LGChem裝機量達到12.3GWh,同比增速為64%;AESC裝機量達到3.9GWh,同比增速4.9%;SKI裝機量達到1.9GWh,同比增速為137.50%。預(yù)計到2025年,全球軟包動力電池出貨量將達到222.4GWh,較2018年的年均復(fù)合增長率為38%。
全球軟包動力電池出貨量及預(yù)測
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補貼退坡形勢下高能量密度優(yōu)點放大,國內(nèi)軟包市場快速增長。2018年中國軟包動力電池出貨量已達10.1GWh,較2017年增長48%。預(yù)計到2025年,中國軟包動力電池的出貨量將達到88.6GWh,較2018年的年均復(fù)合增長率為36%。
中國軟包動力電池出貨量及預(yù)測
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軟包動力電池出貨量高速增長,市場占有率穩(wěn)中有升。軟包動力電池由于能量密度、安全性能、循環(huán)壽命等優(yōu)勢,主要用于新能源乘用車領(lǐng)域。乘用車是新能源汽車市場的核心增長動力,三元軟包動力電池直接受益于下游新能源乘用車的快速發(fā)展。從裝機量看,2019年,國內(nèi)方形動力電池裝機量增長至52.73GWh,占比84.5%;軟包和圓柱動力電池裝機量均有所下降,分別為5.5GWh和4.2GWh,占比分別為9.8%和7.7%。軟包動力電池有所下降主要是由于國內(nèi)軟包企業(yè)產(chǎn)能仍未釋放、未形成規(guī)模效應(yīng),同時,寧德時代市場份額提升10%以上,使得方形電池占比提升。隨著全球主流整車企業(yè)逐步選擇軟包動力電池作為新能源汽車動力電池系統(tǒng)重要技術(shù)路線之一,國內(nèi)軟包動力電池的市場占有率也將有所提升。
2019年國內(nèi)三種類型電池市場份額
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軟包成本改善利好市場占有率提升。電池成本占新能車整車成本約40%以上,電池成本直接影響整車成本。在三種形態(tài)電池中,成本因素也是影響軟包、圓柱和方形硬殼市場占有率的關(guān)鍵要素。當前環(huán)境下,新能車整車帶電量逐年提高,預(yù)計2019平均帶電量將超過40KWh,補貼退坡加速,車企成本壓力顯著增加。按目前的原材料成本發(fā)展趨勢來看,三種形態(tài)的電芯模組價格會下降,2019年三種電池組成的模組的價格在1元/Wh左右。三種電芯模組中,圓柱電池模組生產(chǎn)工藝最為復(fù)雜,需要7000多顆電池串并聯(lián)組成,生產(chǎn)效率低下,成本高企,預(yù)計到2021年之前其模組價格都會高于1元/Wh,超過了方形硬殼和軟包模組;方形硬殼全年的出貨量超過50GWh,約是軟包和圓柱出貨量的6倍,其制造工藝相對成熟,電芯連續(xù)性卷繞流程,生產(chǎn)效率大大提高,規(guī)?;?yīng)有效攤薄成本,成本價格目前最低。軟包動力電池還處于市場早期,整體出貨量小,廠商釋放產(chǎn)能較小,成本偏高,規(guī)模效應(yīng)未體現(xiàn),近兩年成本比方形硬殼略高,隨著出貨量增加,規(guī)模化效應(yīng)會有效降低成本,進一步縮小與方形硬殼的價格差距。到2021年,兩者成本差距進一步縮小,模組價格基本一致。
三種電芯模組價格
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四、軟包動力電池行業(yè)企業(yè)格局
2019年全球動力電池裝機量合計116.6GWh。裝機量Top10的企業(yè)中,中國企業(yè)有5家,合計占有全球45.10%的市場份額,在Top10裝機量中占比52%;韓國企業(yè)有三家,合計占有全球15.78%的份額,在Top10裝機量中占比18%;日本有2家企業(yè),合計占有全球25.99%的市場份額,在Top10裝機量中占比30%。
2019年全球動力電池出貨量(GWh)
排名 | 品牌 | 出貨量 | 市場份額 | 出貨量同比增速 | 國家 |
1 | 寧德時代 | 32.5 | 27.87% | 38.89% | 中國 |
2 | 松下電池 | 28.1 | 24.10% | 31.92% | 日本 |
3 | LG化學(xué) | 12.3 | 10.55% | 64.00% | 韓國 |
4 | 比亞迪 | 11.1 | 9.52% | -5.93% | 中國 |
5 | 三星SDI | 4.2 | 3.60% | 20.00% | 韓國 |
6 | 遠景AESC | 3.9 | 3.34% | 5.41% | 中國 |
7 | 國軒高科 | 3.2 | 2.74% | 0.00% | 中國 |
8 | PEVE | 2.2 | 1.89% | 15.79% | 日本 |
9 | 力神電池 | 1.9 | 1.63% | -36.67% | 中國 |
10 | SKI | 1.9 | 1.63% | 137.50% | 韓國 |
11 | 其他 | 15.3 | 13.12% | -23.12% | - |
合計 | - | 116.6 | 100.00% | 16.60% | - |
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截止到2019年前三季度,全球前十軟包動力電池企業(yè)出貨量為19.6GWh,占全球軟包動力電池出貨量的85%。排名前五的企業(yè)出貨量市場占有率合計為70%。軟包動力電池行業(yè)集中度高企,頭部企業(yè)競爭優(yōu)勢明顯。LG化學(xué)目前是軟包領(lǐng)域絕對龍頭,行業(yè)頭部的企業(yè)還有AESC和國內(nèi)的孚能科技等。
2019Q1-3全球軟包動力電池出貨量市場份額
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從裝機量看,2018年國內(nèi)軟包top10企業(yè)合計裝機量為6.3GWh,行業(yè)CR10為83%;2019年top10企業(yè)裝機量為4.97GWh,CR10為90.5%,整體市場集中度略有提升。但前10企業(yè)有較大變化,主要有幾個原因,一面是補貼大降新能源汽車市場萎靡,一面是寡頭效應(yīng)下方形電池的強勢市場擠壓,軟包動力電池的市場競爭正在不斷加劇,企業(yè)裝機量排名也因此巨變。未來行業(yè)排名預(yù)計會出現(xiàn)類似方形硬殼呈現(xiàn)優(yōu)勢富集趨勢,出貨量會逐漸向頭部集中,趨于穩(wěn)定。
2019年國內(nèi)軟包企業(yè)裝機量TOP10
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國內(nèi)軟包企業(yè)配套車型較為低端,產(chǎn)能規(guī)劃積極。整體來看,國內(nèi)配套企業(yè)集中在國內(nèi)中低端車企,市場體量較小。影響力、質(zhì)量、品牌知名度與國外還有一定差距。但是從頭部企業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃來看,孚能、國能、卡耐、遨優(yōu)等均有明確的產(chǎn)能擴充計劃,為搶占增量市場準備。
代表軟包企業(yè)配套車型
軟包企業(yè) | 配套車企 | 應(yīng)用車型 |
孚能科技 | 北汽新能源 | EX,EC,EV,EU系列 |
長城 | 歐拉iQCC7001CE02BEV | |
江鈴 | E100,E200 | |
長安 | 長安奔奔EV | |
卡耐新能源 | 上汽通用五菱 | E100 |
江鈴汽車 | E200 | |
前途汽車 | K50 | |
海馬 | E1 | |
桑頓新能源 | 東南 | DX3,EV400 |
眾泰 | 眾泰云,Z500EVPro,E200Pro | |
瑞馳新能源 | EC31,EC35 | |
東風小康 | EC36 | |
天津捷威 | 奇瑞 | 瑞虎,艾瑞澤,小螞蟻 |
合眾 | 哪吒,Eureka | |
中恒天智駿 | ZHT700KD,ZHT700SU |
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國內(nèi)軟包代表企業(yè)規(guī)劃產(chǎn)能(GWh)
產(chǎn)能 | 2019 | 2020E | 2021E |
孚能科技 | 25 | 35 | 45 |
卡耐新能源 | 5.8 | 10 | 13.2 |
天津捷威 | 2.5 | 5 | 15 |
桑頓新能源 | 9 | 預(yù)計到2021年共規(guī)劃17GWh |
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三大外資軟包企業(yè)技術(shù)各具所長。外資電池企業(yè)進入全球主流汽車公司配套,經(jīng)歷了必要技術(shù)、質(zhì)量驗證和長期的實踐驗證,具備與中高端車型配套的條件。外資軟包企業(yè)技術(shù)各具特點,經(jīng)過多年電池開發(fā)經(jīng)驗的積累,在整車配套已經(jīng)有成熟的體系和大量的數(shù)據(jù)。其中LG在電極材料和電芯制造工藝上處于領(lǐng)先地位;SKI在電池單體能量密度方面最高,并且上游配套資源豐富;AESC在整車開發(fā)配套上最為成熟,技術(shù)更新迭代快,上市時間長,全球銷量最大,累積行駛距離最長。
外資軟包電池優(yōu)勢
外資企業(yè) | 項目 | 優(yōu)勢 |
LG化學(xué) | 材料技術(shù) | 正極材料摻雜&涂層技術(shù),可控孔隙及表面;內(nèi)化材料良好導(dǎo)電性,優(yōu)化材料機械強度和熱穩(wěn)定性等 |
生產(chǎn)工藝 | 堆疊&層壓技術(shù),折疊工藝進行裝配,層壓工藝提升生產(chǎn)力和節(jié)省時間,能緩解體積膨脹 | |
資源協(xié)同 | 通過合作,全球研發(fā)及供應(yīng)鏈平臺合作,與IT/3C/ESS資源共同利用 | |
AESC | 電池技術(shù) | 成熟的車載動力電池開發(fā)體系 |
配套驗證 | 日產(chǎn)Leaf累計銷售38萬輛以上,累計行駛36億公里,量產(chǎn)上市9年乘用車配套經(jīng)驗 | |
技術(shù)更新 | 由錳酸鋰轉(zhuǎn)向量產(chǎn)三元811軟包,技術(shù)更新迭代快 | |
SKI | 電池技術(shù) | 電池生產(chǎn)過程質(zhì)量管控 |
隔膜技術(shù) | 隔膜是電池關(guān)鍵材料,SKI是全球第二大濕法隔膜制造商,技術(shù)在市場上得到認可 | |
電池設(shè)計 | 極簡的電池系統(tǒng)設(shè)計,提升空間使用效率,提升能量密度 |
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2025-2031年中國軟包動力電池行業(yè)市場運行格局及產(chǎn)業(yè)前景研判報告
《2025-2031年中國軟包動力電池行業(yè)市場運行格局及產(chǎn)業(yè)前景研判報告 》共十三章,包含軟包動力電池行業(yè)風險及對策,軟包動力電池行業(yè)發(fā)展及競爭策略分析,軟包動力電池行業(yè)發(fā)展前景及投資建議等內(nèi)容。



