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前瞻丨2020年国内圆柱电池装机量或将逆袭

2019-11-28 10:23
电池中国网
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动力电池应用分会数据显示,今年1-10月,我国新能源汽车动力电池装机量达到46.18GWh。其中,方形电池38.87GWh、软包电池4.02GWh、圆柱电池3.27GWh,三者占比分别为84.17%、8.71%和7.08%。与去年同期相比,方形电池市场占比继续提升,而软包、圆柱电池均有所下降。不过,方形电池一骑绝尘的局面在2020年或将有所改变,明年圆柱电池逆袭将是大概率事件。

动力电池,按照封装形式不同,可分为方形、软包和圆柱,三种形态各有优劣,在新能源汽车上均有应用。从近两年的数据可以看出,方形电池仍然是整车企业最为偏爱的电池结构。不过,作为全球最为知名的电动汽车品牌——特斯拉,一直采用的就是圆柱电池。从已有信息可知,国产特斯拉仍将采用圆柱电池。

圆柱电池商业化已经超过30年,技术成熟度非常高,同时因为自身结构特点和标准化,圆柱电池生产的自动化水平也非常高。相较于方形、软包电池,圆柱电池更高的自动化水平也使得其具备更高的产品一致性和可靠性,这也是特斯拉最开始选中圆柱电池的重要原因之一。据了解,像松下圆柱电池良品率已经超过98%。国内一些厂商,通过引进日韩等先进生产设备,圆柱电池良品率也已达到国际一流水平。

更高的良品率,也意味着更低的成本。

其次,圆柱电池相较方形电池在单体高能量密度上技术更为成熟、更易实现。目前特斯拉Model 3上所用的最新圆柱21700 NCA三元电池,单体能量密度提升到300Wh/kg,这也是当前量产最高的电池产品;国内方面,比克电池、力神电池等企业也率先量产了高能量密度的圆柱21700电池。

值得一提的是,NCM811在圆柱上的应用也已进入大规模装车阶段,但方形、软包电池NCM811仍有不少难题待进一步攻克。如比克电池在2018年5月就开始首批批量装车高镍NCM811/18650-3.0Ah动力电池电芯;同年11月,比克电池还量产了高镍NCM811材料的 21700-4.8Ah的圆柱电芯。截至目前,比克电池高镍811装车已超过万辆。而国内方形、软包电池企业在NCM811应用上,今年下半年才有少量推出。

此外,圆柱电池在循环性能、快速充放电、充电速率、输出功率等指标上也有不错的表现。同时,因为电池技术更为成熟,PACK成组后电池包整体稳定性也更佳。

有上述优势,圆柱电池并非没有短板。由于圆柱电池本身尺寸较小,单体能量相对方形、软包也更小,为了满足电动车的高用电量,只能通过增加数量来弥补。比如特斯拉早先车型的电池组就是由7000多节18650电池组成。升级到21700电池之后,数量虽有一定减少,但仍需要强大的BMS系统对如此众多的电芯进行管控,这也非常考验整车企业对电池系统的管控能力和整车设计能力。

由于圆柱电池单体能量相对较小,其发生故障时失效能量的释放更低,相对方型和软包电池更为安全,这也是特斯拉选择圆柱电池的另一个重要原因。截至目前,特斯拉已生产近100万辆电动汽车,在全球已量产的电动车中,特斯拉凭借其优异的安全性能使之成为目前全球最畅销的电动汽车。

“作为电芯生产企业,从材料的选择、配比、电芯设计到工程工艺的改进,应始终贯彻安全至上的观念,”比克电池副总裁李丹认为,安全是新能源汽车产业可持续发展的生命线,而圆柱电池依托成熟的技术积淀和生产制造体系,将持续为车用动力市场提供支撑。

数据显示,2018年,国内圆柱电池总装机量为7.11GWh,在三种电池形态中,占比12.09%。今年以来,方形电池继续强势增长,但圆柱电池市场份额却在收窄。在装机量及市场份额双收缩情况下,圆柱电池企业集中度也在快速提升。据电池中国网统计,今年1-10月,共有28家电池企业有圆柱电池装车,而2018年这一数字为40家。值得注意的是,今年1-10月,国轩高科、力神电池、比克电池、联动天翼、银隆新能源等圆柱电池装机量TOP5企业的市场份额总和达到了83.22%。圆柱三元方面,力神电池、比克电池和联动天翼的装机量分别为622.41MWh、557.23MWh和333.27MWh,三家企业瓜分了73.87%的市场份额,集中度更高。

集中度的提升,将减少该领域低质化的竞争,低端产能和企业将陆续被淘汰,对于圆柱电池企业来说,行业洗牌已经进入收尾阶段。“当下,动力电池市场拐点显现,圆柱电池市场份额集中度的进一步提升,以及圆柱电池这一技术路线独特的技术优势和应用优势最终会在产品率上最大化地展现出来,”比克电池电芯研究院院长林建认为,具有高水平技术研发实力和高品质电芯生产实力的企业也将受益于此。

2020年圆柱电池装机量或猛增

今年10月,特斯拉上海临港工厂正式量产。根据规划,特斯拉上海工厂产能有望在年底之前每周量产1000辆Model 3,后续产能将陆续提升。从目前来看,特斯拉上海工厂所用电池仍为圆柱21700电池。中信证券分析认为,特斯拉上海工厂2020-2023年带来的电池需求分别为6.6GWh、20GWh和27GWh,这无疑将带动国内圆柱电池装机量的攀升。另一方面,随着国内圆柱电池市场集中度的持续提升,头部企业将利用产品和技术优势,进一步拓宽圆柱电池应用渠道及边界,提升在电动汽车领域的装机规模。

此外,由于受补贴退坡影响,国内动力电池装机量增速已经开始放缓,甚至出现下降,方形电池由于厂家众多,受到影响最大,2020年方形电池装机量能否继续高速增长仍有待观察。综合来看,受特斯拉国产化、圆柱电池企业洗牌进入收尾阶段、头部企业持续发力等影响,圆柱电池将迎来新一轮装机增长潮。

作者:闫志刚来源:电池中国网

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