首页 > 新闻 > A股

分享到微信

打开微信,点击底部的“发现”,
使用“扫一扫”即可将网页分享至朋友圈。

孚能科技:将软包叠片进行到底丨大国冠军

第一财经 2022-09-22 14:48:37

作者:李泓霖    责编:黄宇

软包电池是当前动力锂电池的三种主流封装形式之一。

不同于方形电池和圆柱电池所使用的钢壳或铝壳,软包电池最大特点是采用铝塑膜外壳,使其具备“三高一低”的优势,即高安全、高能量、高灵活和低成本。

当前,软包电池主要应用市场在海外。高工锂电数据显示,2020年欧洲销量前20的电动车型中,大众、奔驰、雷诺旗下的15款车型采用了软包电池,在欧洲电动车市场占比超过70%。

不过,在以方形电池为主的国内市场中,软包动力电池市场份额近年主要呈下滑趋势:2017-2021年,软包电池市占率分别为15.30%、15.50%、7.90%、9.50%以及7.36%。

孚能科技(688567.SH)是国内前十动力电池生产商中唯一一家坚持走三元软包路线的企业。高工锂电数据显示,2021年孚能科技动力电池装车量为2.37GWh,占比1.69%,位居第七位。

“全球软包电池的市占率还是很高的,孚能也在增长,今年出货量预计14GWh。”孚能科技董事长王瑀接受第一财经采访时表示,扩产不能急于一时,更要放眼长期练好内功。

孚能科技为何锚定软包路线,又如何一步步走来成为国内软包之王?身为软包唯一龙头的孚能又能否推动软包电池重回国内主流赛道?

1.确立软包电池路线

孚能科技董事长王瑀几乎见证了动力锂离子电池从诞生到辉煌的整个发展阶段。

2002年,美国普利斯特公司(PolyStor Corporation)决定放弃动力锂离子电池项目,理由是“看不到商业应用前景”。

但时任公司研发部总监、电芯总设计师的王瑀并不赞同。他认为动力锂电池对解决环境污染、替代化石能源,以及人类社会的可持续发展能起到推动作用,具备一定的商业前景。

于是那一年,王瑀和基思·开普勒(Keith D. Kepler,现孚能科技实际控制人之一)在美国创立了孚能科技,专注于车用锂离子动力电池和储能电池的技术开发及产业化。

2009年,王瑀带着他的孚能科技和美好愿景回国。

王瑀称,当时美国推行新能源汽车产业化政策,鼓励全世界的新能源电池公司和汽车公司到美国实现产业化,但美国缺少原材料、工程师,且用工成本高,“我们觉得动力电池在美国不具备产业化条件,存在一些风险因素。动力电池厂最好选择在中国。”

2010年3月,孚能科技位于江西赣州的第一个车间正式开工。

在此之前,王瑀和他的团队已对动力电池研发做了大量市场调查与技术评估。在他看来,使用寿命长、制造成本低、安全保障性高、续航里程长,是动力电池研发及产业化的四大重要因素。

要想电池使用寿命长,所有正负极都要像书本一样板板正正叠在一起,只有在这种情况下电池才能达到5000次的循环寿命。孚能科技由此确定了软包电池的制造工艺——叠片。

电池材料方面,要满足《促进汽车动力电池产业发展行动方案》中所提出的“到2020年,新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤”,在当时只有三元材料可以做到。

同时,在铝塑膜的作用下,软包电池能具备高安全性、高灵活性和强通用性等特点。

至此,孚能科技基本确定了“软包电池+三元材料+叠片工艺”这一技术路线。

2.孚能的三次遭遇战

“孚能科技已经挺过了前两次遭遇战。”王瑀称,目前第三次遭遇战正在进行中。

第一次是在美国,王瑀介绍,美国很早就涉足动力锂电池产业,但后期产业重心开始偏离。2012年,随着当地政府巨额资助的新能源电池制造商A123系统公司(A123 Systems Inc)宣布申请破产保护,美国锂电行业逐渐支离破碎。

“同时期的美国新能源汽车动力电池公司仅剩我们一家。”王瑀表示。

第二次遭遇战则始于2015年,彼时国内新能源汽车市场刚开始爆发。王瑀称,当时出现在工信部动力电池“白名单”,生存至今且挤进行业前十的,只剩宁德时代、比亚迪、国轩高科和孚能科技。

目前,孚能科技正面临第三轮遭遇战,市场中也出现了中创新航、蜂巢能源、欣旺达、亿纬锂能等强有力竞争对手。

“这一轮竞争结束后还有哪些企业能继续生存,我希望孚能科技是其中一家。”王瑀说。

动力电池产业链涵盖从原材料到制造设备,要想完全实现国产化是一项巨大挑战,再加上软包电池在国内的需求量不如方形电池,原料、设备等供应商关注度有限,“拥有完备的国产配套供应链对软包电池来说会有些困难”。

其中,最为重要的一环就是铝塑膜。

铝塑膜在软包电池成本中的占比近20%,但相较于金属壳体,铝塑膜在三种封装形式中成本最低,进口铝塑膜约30元/㎡,国产价格仅为进口的一半。

目前中国铝塑膜市场主要由日本DNP、日本昭和、日本T&T、韩国栗村等海外企业主导,占据约70%的市场份额。国产铝塑膜则在近两年才逐渐开始批量应用。

据高工锂电,2005年,我国已有部分企业进入铝塑膜领域,但直到11年后才开始陆续投产。与此同时,新纶科技于2016年收购了日本T&T铝塑膜业务线,极大提高了国产化率。

孚能科技对国内外的铝塑膜均有采用,国外主要是日本DNP,“未来软包电池发展的好坏还是取决于供应链,我们也在扶持几个国内厂家,助力铝塑膜国产化。”王瑀称,在中国制造和中国速度优势日益显著的当下,孚能科技作为三元软包电池的领军企业,有义务也有能力推动国内产业链快速发展。

3.“先研发后产能”

先聚焦技术研发,再追求产能提升,是孚能科技一以贯之的发展思路。

用王瑀的话说,孚能成立以来大家都专注在研发上,大量资金用于产品开发和技术储备,“为此,公司并没有盲目追求产能。”

2017-2021年,孚能的研发支出费用分别为0.47亿、1.27亿、2.71亿、3.72亿、5.42亿元——真金白银的投入,换来的是公司在电芯能量密度、高压快充等领域的研发成果。

电芯能量密度方面,孚能科技已从第一代产品的260Wh/kg提升到第三代的300Wh/kg,并于2022年的世界动力电池大会上介绍了即将大规模量产的第四代产品,能量密度达330Wh/kg,这也标志着行业内采用硅碳负极的动力电池进入产业化阶段。

据悉,孚能第四代产品在零下20摄氏度仍能提供90%的容量,系统能量密度突破250Wh/kg,可以有效减少电动车续航里程焦虑,同时该技术可匹配4C-2.5C等不同车型。

值得一提的是,第四代产品采用孚能科技的首代半固态电池技术,未来将对8系、9系高镍电池的安全性进行改善。

高压快充技术方面,孚能科技打造了业界首个可实现量产的400V和800V中高电压自由切换、快充的技术平台,相比传统快充1C的充电倍率,800VTC超充超压技术整包充电倍率达到2.2C-4C,10%-80% SOC充电仅需15分钟。

据孚能2022年半年报,该技术预计总投资规模为8500万元,已结合公司锂离子动力电池产品开始批量生产。

随着电池技术的稳步发展和订单量的逐步提升,孚能科技的产能扩张也提上了日程。王瑀称,2021年底,公司产能仅能满足三分之一的订单;到2022年,产能还不能满足客户的所有需求。

孚能科技现有赣州和镇江两大基地,赣州基地现有产能5GWh,镇江基地规划产能24GWh,其中镇江工厂一期、二期16GWh产能爬坡已结束。

孚能科技在芜湖的246GWh生产基地预计2023年开始陆续建成并投入使用。该基地产能不仅用于汽车动力电池,二期还规划有6GWh磷酸铁锂电池产能,主要应用于大型储能系统,预计2023年四季度投产。另外该公司与吉利科技在赣州的合资工厂正在积极推进中,设备将于2022年底进厂。

孚能对未来产能布局还在不断加强。2022年8月,该公司发布公告称,拟投建赣州年产30GWh新能源电池项目,一期规划建设18GWh,拟生产三元软包动力电池产品。

4.与戴姆勒合作获得突破

统计数据显示,软包电池在欧洲电动车市场占比达到70%,而在我国的份额不足10%。

这一方面由于圆柱和方形电池的生产难度相对较低,国产化程度高,在市场需求上量的时候,能够大规模扩产并释放产能;另一方面,软包电池国内产业链还未发展成熟,没有足够产能来满足客户需求,国内竞争力较为欠缺。

“艰难”背景下,孚能科技审时度势,抓住与戴姆勒的合作契机保障公司收入,从而得以持续坚持软包路线。

2017年,孚能科技加入了戴姆勒EVA、MFA两大平台的RFI(信息邀请书)、RFQ(报价邀请书)竞争。当时公司为戴姆勒提供的电池能量密度已接近300Wh/kg,顺利通过A样验证,并被戴姆勒评价为“这是唯一一款满足需求的电池”。

2018年10月,孚能科技获得了上述将近240GWh的定点订单,成为新款EQA、EQB、EQE等车型的独家供应电池商——这也是迄今为止戴姆勒全球范围内最大的一笔电池订单。

2021年4月,孚能科技的产品顺利通过戴姆勒所有验证,进入量产。这一年的四季度也成为该公司为戴姆勒供货新起点。

孚能科技的业绩与大订单的顺利供货相呼应。2021年4季度以来,公司单季度营收分别为15.35亿、15.29亿、36.93亿元,分别同比增长173.32%、317.09%、623.66%;尤其是2022年二季度,该公司净利润自上市以来首次转亏为盈,为0.85亿元,同比大增268.93%。

孚能科技称,在合作过程中,戴姆勒帮助公司熟悉国际整车厂的整个操作流程,也让公司认识到自身与国际先进制造业在技术和管理方面的差距。

“戴姆勒是首屈一指的OEM,有着从供应链管理到品质管控再到碳排放要求的完整体系,这正是孚能科技面对大规模扩产时亟待提高的能力。”王瑀称,“戴姆勒做了大量工作,孚能科技过去几年确实学到很多东西。”

5.中国软包电池看孚能?

不可否认,软包电池在电芯大型化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。

第一财经广告合作,请点击这里
此内容为第一财经原创,著作权归第一财经所有。未经第一财经书面授权,不得以任何方式加以使用,包括转载、摘编、复制或建立镜像。第一财经保留追究侵权者法律责任的权利。 如需获得授权请联系第一财经版权部:021-22002972或021-22002335;banquan@yicai.com。

文章作者

一财最热
点击关闭