孚能科技软包动力电池,孚能科技软包电池技术是世界最先进的吗

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软包电池是现阶段锂动力电池的三种流行封装类型之一。

有别于方形电池和圆柱电池所采用的铝壳或铝壳,软包电池较大特征是选用铝塑膜机壳,使之具有“三高一低”的优点,即高可靠性、高效率能量、高灵便和成本低。

现阶段,软包电池关键应用商店在国外。高工锂电资料显示,2020年欧洲地区销售量前20的新能源车型中,大家、新款奔驰、雷洛集团旗下的15款车使用了软包电池,在国外电瓶车市场占有率高于70%。

但是,以方形电池为主体的中国市场中,硬包动力电池市场占有率近年来关键呈下跌发展趋势:2017-2021年,软包电池市场占有率分别是15.30%、15.50%、7.90%、9.50%及其7.36%。

孚能科技(688567.SH)作为国内前十动力电池制造商中唯一一家坚持不懈走三元硬包的路线公司。高工锂电资料显示,2021年孚能科技动力电池装货数为2.37GWh,占有率1.69%,稳居第七位。

“全世界软包电池的市场占有率还是挺高的,孚能还在提高,在今年的销售量预估14GWh。”孚能科技董事长王瑀接纳第一财经采访时说,提产不可以急于一时,更应环顾长期性练好内功。

孚能科技为什么导向硬包线路,又怎么一步步走过来是国内硬包之首?作为硬包唯一龙头的孚能又能不能促进软包电池重返中国流行跑道?

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1.建立软包电池线路

孚能科技董事长王瑀基本上承载了驱动力锂电池从产生到辉煌灿烂全部发展过程。

2002年,美国普利斯特企业(PolyStor Corporation)决定放手驱动力锂电池新项目,原因是“看不见商业服务应用价值”。

但曾任企业研发部门主管、锂电芯总设计师的王瑀并不赞同。在他看来锂动力电池对处理空气污染、取代不可再生能源,及其人类发展的可持续发展观能够起到促进作用,具备一定的商业服务市场前景。

因此那一年,王瑀和基思·开普勒(Keith D. Kepler,现孚能科技控股股东之一)在美国创办了孚能科技,致力于车配锂离子电池动力电池和动力电池的科研开发及产业发展。

2009年,王瑀带着她的孚能科技和美好愿望归国。

王瑀称,那时候美国实行新能源车产业发展现行政策,激励全世界动力锂电池公司与汽车集团到美国完成产业发展,但美国缺乏原料、技术工程师,且人力成本高,“我们都觉得动力电池在美国不具有产业发展标准,存在一些潜在风险。动力电池厂最好是选择在我国。”

2010年3月,孚能科技坐落于江西省赣州市的第一个生产车间宣布动工。

在这以前,王瑀与他团队对此动力电池产品研发做了许多市场调研与技术评估。他认为,坚固耐用、生产制造低成本、安全性保障高、里程数长,是动力电池研发与产业发展的四大关键因素。

若想蓄电池寿命长,全部正负都需要像书籍一样板板正正叠在一起,仅有在这样的情况下充电电池才能实现5000次循环寿命。孚能科技从而确认了软包电池的加工工艺——卷绕。

锂电池材料层面,需要满足《推动车辆动力电池产业发展规划行动方案》中提出的“到2020年,新式锂离子电池动力电池单个能量密度超出300瓦时/KG”,在那个年代仅有三元材料能做到。

与此同时,在铝塑膜的影响下,软包电池能拥有高安全、高协调能力和弱实用性等优点。

到此,孚能科技基本上确认了“软包电池 三元材料 叠片工艺”这一技术方案。

2.孚能的三次遭遇战

“孚能科技早已扛过了前两次遭遇战。”王瑀称,现阶段第三次遭遇战正在进行。

第一次是在美国,王瑀详细介绍,美国老早就进军锂动力电池产业链,但后面产业链重心开始偏移。2012年,伴随着地方政府高额支助的动力锂电池生产商A123系统公司(A123 Systems Inc)公布申请破产保护,美国锂电行业慢慢千疮百孔。

“同时期的美国新能源车动力电池企业仅存我们一家。”王瑀表明。

第二次遭遇战则起源于2015年,那时中国新能源车销售市场一开始暴发。王瑀称,那时候出现在了国家工信部动力电池“授权管理”,存活迄今且挤入领域前十的,只剩下赣锋锂业、比亚迪汽车、国轩高科和孚能科技。

现阶段,孚能科技正面临着第三轮遭遇战,市场里也出现中自主创新航、蜂巢能源、欣旺达、亿纬锂能等强大竞争者。

“这一轮市场竞争完成后还有哪些企业能继续生存,希望孚能科技就是其中一家。”王瑀说。

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动力电池全产业链包含从原料到生产设备,若想彻底完成产业化是一项极大考验,加上软包电池在中国的需要量比不上方形电池,原材料、设施等经销商认知度比较有限,“有着完善的国内配套设施供应链管理对软包电池而言会有点艰难”。

在其中,尤为重要的一环便是铝塑膜。

铝塑膜在软包电池成本费里的占有率近20%,但相比金属材料外壳,铝塑膜在三种封装类型中费用最少,进口的铝塑膜约30元/㎡,国内价钱仅是进口一半。

中国目前铝塑膜销售市场主要是由日本DNP、日本平成、日本T&T、韩栗村等海外企业核心,占有约70%市场占比。国内铝塑膜即在近些年才慢慢逐渐大批量运用。

据高工锂电,2005年,在我国已经有不少企业进到铝塑膜行业,直到11年之后才相继建成投产。此外,新纶科技于2016年投资了日本T&T铝塑膜业务线,巨大提升了国产化。

孚能科技对国内外铝塑膜都有选用,海外通常是日本DNP,“将来软包电池发展趋势的好与坏或是在于供应链管理,我们也在帮扶好多个中国生产厂家,助推铝塑膜产业化。”王瑀称,在中国制造和中国创造优点日益明显的时下,孚能科技做为三元软包电池的龙头企业,有责任也有实力促进中国全产业链迅速发展。

3.“先开发后生产能力”

先对焦研发技术,再追求完美产能提升,是孚能科技一以贯之的发展策略。

用王瑀的话来说,孚能自成立以来人们都专注于产品研发上,很多资金进行产品研发和技术实力,“因此,企业并没一味追求生产能力。”

2017-2021年,孚能的开发成本费用分别是0.47亿、1.27亿、2.71亿、3.72亿、5.42亿人民币——辛苦钱投入,换来的是企业在锂电芯比能量、髙压快速充电等方面的技术成果。

锂电芯比能量层面,孚能科技已经从第一代新产品的260Wh/kg提高到第三代的300Wh/kg,并且于2022年世界动力电池会议上阐述了将要规模性批量生产的第四代企业产品,比能量达330Wh/kg,也意味着业内选用硅碳负极的动力电池进到产业发展环节。

据了解,孚能第四代商品在零下20℃仍能够提供90%的容积,系统软件比能量提升250Wh/kg,能有效降低电动车续航里程焦虑,与此同时该方法可配对4C-2.5C等各个车系。

值得一提的是,第四代商品选用孚能科技的首代半固态电池技术性,今后将对8系、9系高镍电池安全性开展改进。

髙压快充层面,孚能科技打造出了业内第一个可以实现批量生产的400V和800V中大电流随意切换、快速充电的平台技术,比传统快速充电1C的充电倍率,800VTC根充过压技术性整包充电倍率做到2.2C-4C,10%-80% SOC电池充电只需15分钟左右。

据孚能2022年中报,该方法预估总投资总额为8500万余元,已根据企业锂离子电池动力电池商品逐渐大批量生产。

伴随着新型电池的不断发展和订单数量的逐步提高,孚能科技的生产能力扩大也提上日程。王瑀称,2021年底,企业生产能力仅能够满足三分之一的订单信息;到2022年,生产能力没法满足用户的所有要求。

孚能科技目前南昌和镇江市两个产业基地,南昌产业基地目前生产能力5GWh,镇江市产业基地整体规划生产能力24GWh,在其中镇江市工厂一期、二期16GWh产能爬坡已经结束。

孚能科技在蚌埠的246GWh生产地预估2023年逐渐相继完工并交付使用。该产业基地生产能力不但用以车辆动力电池,二期还策划有6GWh聚合物锂电池生产能力,广泛应用于大中型储能系统,预估2023年四季度建成投产。此外该企业与吉利科技在南昌的合资企业工厂已经积极推动中,机器设备将在2022年底入厂。

孚能对于未来生产能力合理布局还在持续提升。2022年8月,该企业发布消息称,拟建设南昌年产量30GWh动力锂电池新项目,一期建设规划18GWh,拟生产制造三元硬包动力电池商品。

4.与戴姆勒公司协作得到提升

数据表明,软包电池在国外电瓶车市场占有率超过70%,但在在我国的市场份额不够10%。

这一方面因为圆柱体和方形电池生产难度系数较低,产业化程度较高,在市场的需求上量时,可以规模性提产并释放产能;另一方面,软包电池中国全产业链还没发展趋势完善,缺乏足够的生产能力来以客户为中心,中国竞争能力比较缺乏。

“艰辛”环境下,孚能科技顺势而为,把握住与戴姆勒公司的合作契机确保企业收入,进而得到不断坚持不懈硬包线路。

2017年,孚能科技加入戴姆勒公司EVA、MFA两平台的RFI(信息内容邀请书)、RFQ(价格邀请书)市场竞争。那时候公司为戴姆勒公司所提供的电池能量密度已将近300Wh/kg,顺利完成A样认证,且被戴姆勒公司评价为“这个是唯一一款满足要求的充电电池”。

2018年10月,孚能科技赢得了以上接近240GWh的指定订单信息,变成最新款EQA、EQB、EQE等车型独家代理供货充电电池商——那也是目前为止戴姆勒公司全球较大的一笔充电电池订单信息。

2021年4月,孚能科技的商品顺利完成戴姆勒公司全部认证,进到批量生产。这一年的四季度也成了该企业为戴姆勒公司供应新征程。

孚能科技的盈利与大订单成功供应相照应。2021年4月度至今,企业单一季度营业收入分别是15.35亿、15.29亿、36.93亿人民币,各自同比增加173.32%、317.09%、623.66%;特别是2022年二季度,该公司净利润自上市后初次转亏为盈,为0.85亿人民币,同期相比暴增268.93%。

孚能科技称,在协作环节中,戴姆勒公司协助企业了解国际性车企整个的操作步骤,也使企业意识到本身与国外高端装备制造在技术与管理层面之间的差距。

“戴姆勒公司是首屈一指的OEM,拥有从供应链到质量管控再从碳排放量规定的一体化管理体系,这便是孚能科技应对规模性提产时亟待提高能力。”王瑀称,“戴姆勒公司做了大量工作,孚能科技最近几年的确收获很多物品。”

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5.我国软包电池看孚能?

毫无疑问,软包电池在锂电芯进口替代和结构件升级方面存在显著“瓶颈”。

目前软包电池接近极限的长度是韩国LG做到的600mm,但在铝塑膜的限制下,电池厚度增加较为困难,结构强度问题和散热问题可能随着尺寸的增长而出现。

同时,可以大幅简化电池系统的CTP(Cell To PACK)、CTC(Cell To Chassis)技术也更适用于电池本身具备一定结构强度的方形电池和圆柱电池,软包电池所采用的铝塑膜难以在CTP、CTC中作为结构件使用。

但这不影响孚能科技始终旗帜鲜明地看好软包电池的发展前景。

就在今年9月,孚能科技召开新品发布会,推出了全新的“超级软包方案”(Super Pouch Solution,SPS)软包动力电池系统。该产品能量密度达到330Wh/kg,支持800V、4C快充,充电10分钟可续航400公里。

相比于之前的大模组电池,新SPS软包动力电池采用半固态+直接集成+冷却板承载模式,使得集成度提高了30%、寿命提高2倍,材料成本、设备成本、制造成本分别降低33%、48%、30%,成组效率达75%。

也是在此次发布会上,王瑀提出,“软包是固态电池最理想的技术形式”,软包电池的生产工艺和封装模式上更适合固态电池,正好处于液态电池向固态电池过度的关键节点上。

固态电池被认为是下一代技术的重要发展方向,软包与固态电池产线若能实现平滑过渡,无疑将给软包的未来带来巨大想象空间。

据悉,孚能科技现有产线设备无需经过大规模改造升级,就能实现半固态、固态电池的量产,设备投资成本较低。再加上成熟的制造工艺和经验,良品率也较有保障,可进一步降低损耗成本。

固态电池所需的纯硅负极材料该公司也有涉及。据悉,孚能科技是全球首家攻克硅负极循环次数的企业,循环次数可达1800次,容量保持在80%。

结语

王瑀选择了一条并不平坦的路。历经整整二十年跌宕起伏,孚能科技能够走过低谷迈向光明,离不开对研发的执著和对技术路线的坚持。

研发上,孚能秉持“投产一代、储备一代、开发一代”的策略,通过自主研发及外部合作,持续加大投入,保持技术领先。

依靠研发硬实力,孚能科技得以成功拿下戴姆勒这一重量级客户,而戴姆勒的入股“加持”,也令公司获得软硬竞争实力的跃升。

技术路线上,孚能科技坚持软包路线,始终相信软包电池的“先进性”,也自信“软包是未来固态电池最理想的技术形式”。

电池技术路径远没有定局,诚如王瑀所言,现在还是刚刚开始“赛跑”的阶段。

本文不构成任何投资建议,投资者据此操作,一切后果自负。市场有风险,投资需谨慎。

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