根据封装方式和形状不同,动力电池可分为方形电池、软包电池和圆柱电池。软包锂电池所用的关键材料(正极材料、负极材料、电解液及隔膜)与传统的钢壳、铝壳锂电池之间的区别不大,最大的不同之处在于软包电池需要铝塑膜,这也是软包锂离子电池中最关键、技术难度最高的材料。软包装材料通常分为三层,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)。
消费电子轻薄化和定制化的趋势催化,软包电池需求不断增加。笔记本电脑的轻薄度、便携性、及续航能力目前是消费者选购产品的首要考虑条件,因此作为笔电内部较大的零部件,外形超薄、容量更大、使用寿命长且安全性高的软包电池更具有优势。中国球笔记本电脑软包锂离子电池份额由49.3%上涨至96.2%,智能手机渗透率也从53.7%增长至87.5%,且将持续向上。而平板电脑受限于厚度要求,一直以来都使用软包电池,软包电池的渗透率基本达到100%。随着消费电子对高续航、便携化的需求增加,下游电池厂商对电池容量、设计灵活性以及循环寿命提出了更高要求,预计软包电池在手机、便携式电脑的渗透率继续提升。
就目前软包电池产业链整体情况而言,上游原材料跟其他类型电池类似,仅多出一个特别的铝塑膜,就中游工艺情况而言,软包电池对应方形叠片工艺,圆柱电池对应圆柱卷绕工艺,方形电池对应方形卷绕工艺。动力电芯的工艺一般分为三段,前工序,中工序,后工序。前工序主要生产正负极材料,中工序做电芯装配,后工序做电芯的化成检测。随着软包电池生产材料工艺的提升(叠片工艺解决一致性差,固态电解质解决漏液,铝塑膜国产替代加速),以及市场对汽车续航能力要求的提高,软包电池在下游国内新能源汽车市场的渗透将进一步加深、加快,向海外市场靠拢。
软包电池成本结构中除传统的电池材料外还包括铝塑膜,其成本占比近二成,是软包电池生产不可或缺的重要部分。铝塑膜等关键辅材国产化将推动国内软包市场发展。国内软包电池发展缓慢的主要原因之一是受制于铝塑膜等关键电池辅材供应链的国产化进程慢,大部份依赖进口,企业担心供应链的稳定性。而随着铝塑膜国产替代提速,软包电池未来渗透率有望持续提升。
据恒州博智显示:材料、工艺、设备构成国产替代主要阻碍。材料方面,铝塑膜主要原材料为尼龙、压延铝箔、CPP和胶粘剂,部分中低端铝塑膜和所有高端铝塑膜原材料都依赖进口。工艺方面,国产铝塑膜的反应条件和精度控制较差,大多数耐电解液性能和冲深不过关。国产的冲深在5mm左右,国外可以做到8mm,甚至达12mm。设备方面,铝塑膜生产设备包括铝箔涂布机、干法复合机、双面涂布机、热法复合机等,其中精密涂布所需的设备严重依赖日本进口。尤其是动力类铝塑膜设备要求更高,大多为定制化精密设备,定制周期普遍在15个月以上。动力类产品认证周期也较长,一般18-24个月。整体来看,目前部分国产铝塑膜的性能和可靠性也已经达到与进口产品相当的水平,实现了批量生产,未来国产铝塑膜有望打破日本垄断,实现进口替代,为我国软包电池企业提供稳定的铝塑膜供应链。
软包电池的安全和高能量密度优势更符合新能源汽车长期发展趋势,国内车企已开始加速布局。蔚来开始选用软包电池,小鹏搭载的电池也由圆柱转向软包。随着技术进步带来的降本和终端市场消费升级,国内市场或将向欧洲等软包电池渗透率较高的国家看齐。
软包电池正逐渐向高倍率应用方向发展,能更好迎合储能电池的要求,储能锂电池增长确定性有望带动软包电池需求上涨。储能软包电池具有环境污染低、能量密度大、工作温度范围广、可快速充放电、使用寿命长等优点,近年来得以广泛应用,具有良好的市场发展潜力。中央部委密集发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,鼓励积极发展储能电池,实现新型储能从商业化初期到规模化发展转变,装机规模达30GW以上,实现新型储能全面市场化发展。在碳达峰碳中和下,新型储能爆发拐点即将到来。