前有刀片后有4680，軟包電池夾縫求生

在推特上，心直口快的馬斯克噴過(guò)不少技術(shù)，軟包電池可以排進(jìn)前三。

無(wú)論是第一款跑車Roadster，還是之后生產(chǎn)的S3XY，特斯拉都果斷拋棄了這條路線，2019年選擇國(guó)產(chǎn)Model3的電池供應(yīng)商時(shí)，特斯拉雖然拉上了韓國(guó)LG，但卻沒(méi)有選擇它最擅長(zhǎng)的軟包，而是讓它生產(chǎn)圓柱電池，之后又將寧德時(shí)代的方形磷酸鐵鋰電池納入供應(yīng)鏈。

總之一句話，打死不用軟包。

讓馬斯克對(duì)軟包電池不屑一顧的原因在于它容易導(dǎo)致熱失控，而這是電動(dòng)車的命門，一旦起火爆炸，不僅可能會(huì)導(dǎo)致傷亡，同時(shí)也會(huì)讓整車廠和電池廠名利雙失，而這樣的事情在軟包電池上屢見不鮮。

2019年7月，一輛搭載了LG軟包電池的現(xiàn)代Kona EV在蒙特利爾一座車庫(kù)里爆炸，威力巨大，不僅炸飛了車庫(kù)門，而且把屋頂都炸出了一個(gè)洞，而這并非孤例，此后，搭載了同款電池的通用、大眾、克萊斯勒、奔馳Smart電動(dòng)車接二連三發(fā)生自燃，導(dǎo)致大面積召回，LG為此付出了幾十億美元的沉重代價(jià)。

現(xiàn)代Kona EV在加拿大起火炸飛了車庫(kù)頂棚，圖源：electrek

頻繁的安全事故不僅讓消費(fèi)者對(duì)軟包電池心有余悸，也在整車廠中引發(fā)了一場(chǎng)信任危機(jī)，韓國(guó)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)SNE Research執(zhí)行副總裁James Oh在4月中旬舉行的“下一代電池研討會(huì)”中透露，全球使用軟包電池的主要車企正在轉(zhuǎn)向方形電池。

軟包電池的未來(lái)被蒙上了一層厚重的陰影。

紅利期：靈活設(shè)計(jì)與高能量密度

這兩年，廠商給動(dòng)力電池起名字已經(jīng)變成了一門手藝，刀片、琥珀、大禹、彈夾，各種名字，五花八門，但要按形狀和外包材料分，其實(shí)只有三類：圓柱電池、方形電池與軟包電池。

顧名思義，圓柱電池是外包裝采用鋼鋁材質(zhì)的圓柱形電池，也是生活中最常見的電池，由于起步早，工藝成熟，良品率極高，PACK成本較低，特斯拉是這條路線的忠實(shí)擁躉;方形電池也是采用鋼鋁外殼，成組效率最高，寧德時(shí)代是絕對(duì)老大，國(guó)內(nèi)大多數(shù)車企采用這一路線。

軟包電池則是外包裝采用鋁塑膜的電池，形似袋裝餅干，能量密度高，成本也最高，外形設(shè)計(jì)極其靈活，市場(chǎng)集中在歐美地區(qū)。

在動(dòng)力電池起步早期，海外市場(chǎng)基本只存在圓柱電池和軟包電池兩種路線，圓柱電池的代表是向特斯拉供應(yīng)18650電池的松下，而軟包電池的代表則LG化學(xué)，憑借在消費(fèi)類電池領(lǐng)域積累的技術(shù)，LG化學(xué)擊敗了一眾高手，獲得了通用Volt的訂單，為軟包電池打開了一番新天地。

當(dāng)時(shí)還沒(méi)有出現(xiàn)平鋪式的整車純電平臺(tái)，很多新能源車都是混動(dòng)車，因此電池包的形狀都不太規(guī)整，比如Volt的電池包就是一個(gè)T字形，因此軟包電池的外形設(shè)計(jì)靈活的優(yōu)勢(shì)就能得到充分發(fā)揮，而且由于軟包電池采用鋁塑膜作為外包裝，重量更輕，因此能量密度更高。

雪佛蘭Volt的T字形電池包

從理論上來(lái)說(shuō)，軟包電池要比圓柱更安全，原因在于一旦軟包電池發(fā)生熱失控，一般會(huì)脹氣沖破鋁塑膜封裝，帶走大量的熱量，不易發(fā)生爆炸，而方形和圓柱電池由于采用硬殼包裝，熱量無(wú)法釋放，內(nèi)部壓力積攢到一定程度之后，容易引起爆炸。

2006年，索尼因電池安全隱患召回960萬(wàn)塊PC電池，損失3.6億美元，波及了許多PC品牌，戴爾董事長(zhǎng)邁克爾·戴爾直接將矛頭對(duì)準(zhǔn)索尼開噴[7]，讓圓柱電池的安全性備受質(zhì)疑。

實(shí)際上，軟包電池的安全優(yōu)勢(shì)只是相對(duì)而言，一部手機(jī)只需一塊電池，但一輛車需要成百上千塊，而且兩個(gè)產(chǎn)品的使用環(huán)境都有所不同，汽車顯然要比手機(jī)更加復(fù)雜惡劣，而對(duì)整個(gè)電池系統(tǒng)影響最大的因素在于單體電芯的一致性，而這恰恰是軟包電池劣勢(shì)之一，這也為之后層出不窮的安全事故埋下隱患。

十年前，市場(chǎng)上沒(méi)有一款“十全十美”的動(dòng)力電池，整車廠需要根據(jù)自己的需求做選擇。

雖然軟包電池在成本、一致性以及生產(chǎn)效率上存在劣勢(shì)，但能量密度高、外形多變以及不易爆炸的特點(diǎn)還是讓它獲得了不少客戶，包括大眾、奧迪、福特、雷諾、沃爾沃以及戴姆勒等車企都向LG扔去了橄欖枝，到2014年，軟包電池已經(jīng)占了全球動(dòng)力電池市場(chǎng)的三分之一。

在當(dāng)時(shí)的技術(shù)背景下，軟包電池成為很多整車廠的第一選擇并不意外。

圓柱電池單體帶電量小，特斯拉在Model S里塞進(jìn)7000多顆18650電池，系統(tǒng)集成與熱管理極其復(fù)雜，至今沒(méi)有其他車企能夠以相近的成本復(fù)現(xiàn);而方形電池早年技術(shù)不夠成熟，采用卷繞工藝的電芯裝進(jìn)外殼中，邊緣容易發(fā)生干涉，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供給需要時(shí)間。

相比之下，軟包電池不僅技術(shù)相對(duì)成熟，而且成本下降極快，LG電池成本在2016年已經(jīng)降到145美元/kWh以下，只有行業(yè)平均水平的1/3左右，電芯能量密度則達(dá)到245Wh/kg，能夠與松下的圓柱電池不相上下，系統(tǒng)能量密度甚至要更勝一籌。

但春風(fēng)得意的LG可能想不到，軟包電池即將迎來(lái)“大翻車”。

后院起火：不斷流失的大客戶

2018年5月，在韓國(guó)現(xiàn)代汽車一座工廠內(nèi)，一輛現(xiàn)代Kona EV在總裝線上起火，濃煙迅速?gòu)能嚨酌俺觯奶帍浡?，兩個(gè)多月之后，同一款車型在同一個(gè)工廠內(nèi)上演了同樣一幕，事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)這是因?yàn)殡姵匕锏睦鋮s液泄漏導(dǎo)致。

經(jīng)過(guò)這兩次意外，人們或許會(huì)認(rèn)為現(xiàn)代和它的電池供應(yīng)商LG已經(jīng)堵上了技術(shù)漏洞，但事實(shí)卻截然相反，在Kona EV交付的三年時(shí)間里，全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了13次自燃事件，導(dǎo)致上萬(wàn)輛車被召回，在行業(yè)內(nèi)引發(fā)軒然大波。

LG一開始還嘴硬，強(qiáng)調(diào)他們?cè)诤同F(xiàn)代聯(lián)合設(shè)計(jì)的多次實(shí)驗(yàn)中，從未發(fā)生過(guò)自燃，甩鍋意圖不言自明，但隨著其他品牌車型也相繼中招，一系列調(diào)查結(jié)果都指向了LG的電池質(zhì)量問(wèn)題，一向強(qiáng)硬的LG不得不服軟，去年3月同意向現(xiàn)代汽車賠償56億元人民幣，10月份又同意向通用賠償19億美元，約合128.5億人民幣。

一連串的自燃事件不僅讓軟包的安全問(wèn)題被置于鎂光燈下重新審視，也讓深陷"質(zhì)量門"的LG將過(guò)去苦心經(jīng)營(yíng)多年的利潤(rùn)都吐了出去。

無(wú)獨(dú)有偶，國(guó)內(nèi)的軟包龍頭公司“孚能科技”也沒(méi)逃過(guò)召回和賠償?shù)亩蜻\(yùn)。

去年3月，北汽集團(tuán)召回 EX360和EU400 兩款純電動(dòng)汽車，又過(guò)了4個(gè)月，長(zhǎng)城汽車決定召回約1.6萬(wàn)輛歐拉IQ電動(dòng)車，而這些產(chǎn)品無(wú)一例外都搭載了孚能生產(chǎn)的軟包電池，而孚能為此付出了上千萬(wàn)的賠償金。

由于層出不窮的的安全事故以及居高不下的價(jià)格，過(guò)去兩年軟包電池一直都在失寵。

2021年3月，大眾汽車在 Power Day上表態(tài)未來(lái)會(huì)有80%的車型使用方形電池，以此作為標(biāo)準(zhǔn)電芯[3]，在此之前，大眾在歐洲一直是采購(gòu)LG在波蘭生產(chǎn)的軟包電池。據(jù)說(shuō)在大眾Power Day之前，LG曾派高層親自前往狼堡，想和大眾商討新的電池方案，但被大眾直接拒絕[4]。

除了安全層面的考慮，生產(chǎn)效率一直上不去以及LG和SKI的訴訟拉鋸戰(zhàn)也是讓大眾倒戈的另外兩個(gè)重要原因。

LG的波蘭工廠曾經(jīng)為了提高軟包電池的生產(chǎn)效率引入寬幅高速產(chǎn)線，但新產(chǎn)線的生產(chǎn)良率一直難以穩(wěn)定，LG最高層曾專門組建一支團(tuán)隊(duì)，想將生產(chǎn)良率提升至90%，最終失敗[5]，直接影響了許多歐洲車企的交車速度。

但話說(shuō)回來(lái)，LG新能源作為全球動(dòng)力電池領(lǐng)域的雙雄之一，彈藥庫(kù)里的武器足夠充足，客戶也是遍布世界各地，一個(gè)小小的軟包無(wú)法動(dòng)搖它的基本盤，相比之下，技術(shù)和客戶都相對(duì)單一的孚能科技的商業(yè)前景就顯得十分不明朗。

去年，孚能科技營(yíng)收突破35億元，但歸母凈利潤(rùn)為-9.74億元、扣非后歸母凈利潤(rùn)為-12.85億元，和2020年相比大幅擴(kuò)大。原因無(wú)外乎三點(diǎn)：以北汽為首的大客戶流失;以碳酸鋰為首的原材料價(jià)格暴漲;動(dòng)力電池打折導(dǎo)致產(chǎn)品毛利率驟降為-19%，和行業(yè)平均水平嚴(yán)重倒掛。

2019 年，北汽集團(tuán)、長(zhǎng)城汽車和上海銳鎂(供貨一汽奔騰)三大客戶為孚能貢獻(xiàn)了20.7億元銷售額，占總營(yíng)收的84.62%。一年后，這三家車企的采購(gòu)金額暴跌了九成以上，尤其是北汽集團(tuán)，2017年到2019年三年時(shí)間，向孚能累積采購(gòu)了約40.6億元的產(chǎn)品，但過(guò)去兩年基本可以忽略不計(jì)。

孚能將戴姆勒作為自己的戰(zhàn)略客戶，去年開始批量供貨，但孚能并非對(duì)方的獨(dú)家供應(yīng)商，相反，戴姆勒前兩年就牽手了寧德時(shí)代，除此之外，國(guó)內(nèi)的比亞迪、遠(yuǎn)景動(dòng)力都是戴姆勒的供應(yīng)商，最近甚至傳出戴姆勒要自產(chǎn)電池的消息，給孚能的未來(lái)也蒙上了一層不小的陰影。

硬傷：跟不上技術(shù)浪潮

從2018年左右開始，由于新能源車補(bǔ)貼大幅退坡，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)從能量密度導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)橐园踩统杀掘?qū)動(dòng)，軟包電池的劣勢(shì)日益凸顯，在國(guó)內(nèi)的市占率從2018年巔峰時(shí)期的13.8%下滑至2020年的6.1%[14]。

而從2020年開始，電芯能量密度的提升速度相比之前有所放緩，電池廠主要通過(guò)做大電芯或者減少結(jié)構(gòu)件的方式來(lái)提高系統(tǒng)能量密度，典型代表是比亞迪的刀片電池。

大電芯的優(yōu)勢(shì)相較于小電芯非常明顯，以特斯拉的4680電池舉例，相較于前代的21700電池，由于采用無(wú)極耳設(shè)計(jì)，大大降低了電池體積增加所帶來(lái)的內(nèi)阻與散熱，而且由于電芯數(shù)量銳減，電池成組和電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度也有所降低。

圖片特斯拉圓柱電池尺寸變化，圖源：elontv

相比于圓柱和方形，軟包想要bigger than bigger非常困難。以技術(shù)最為領(lǐng)先的LG為例，目前將軟包電池的長(zhǎng)度做到600mm已經(jīng)接近極限，同時(shí)由于鋁塑膜的限制，厚度也難以進(jìn)一步增加，尺寸再往上就會(huì)面臨結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題和散熱問(wèn)題。

在系統(tǒng)環(huán)節(jié)，眾多整車廠與電池企業(yè)開始嘗試打破原本電芯-模組-PACK(cell-module-pack)的三級(jí)結(jié)構(gòu)，于是就有了CTP以及更進(jìn)一步的CTC體系，前者跳過(guò)模組直接將電池集中在PACK內(nèi)，后者跳過(guò)模組和PACK，直接將電池集成到車輛底盤。

通過(guò)這種方式，整車的電池系統(tǒng)大幅簡(jiǎn)化，以國(guó)內(nèi)零跑汽車CTC技術(shù)的數(shù)據(jù)來(lái)看，零部件數(shù)量減少約20%，結(jié)構(gòu)件成本減少15%，整車剛度提升25%。

但CTP與CTC技術(shù)意味著電池本身需要具備一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在這點(diǎn)上，圓柱電池采用不銹鋼外殼，圓柱體的結(jié)構(gòu)本身有助于分散外部來(lái)力;方形電池的鋼制與鋁制外殼也具備一定的結(jié)構(gòu)剛性;只有軟包電池的鋁塑膜無(wú)法作為結(jié)構(gòu)件用于CTP與CTC體系中。

可以說(shuō)，無(wú)論是大電芯還是系統(tǒng)簡(jiǎn)化，軟包電池在這一輪技術(shù)創(chuàng)新的表現(xiàn)并不亮眼，甚至有些落伍。

尾聲

在中國(guó)新能源車產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中，出現(xiàn)過(guò)多次的“技術(shù)路線斗爭(zhēng)”， 比如磷酸鐵鋰和三元鋰、混動(dòng)和純電、充電和換電等，但從結(jié)果來(lái)看，并沒(méi)有出現(xiàn)一邊倒的態(tài)勢(shì)，大家都找到了最適合的細(xì)分市場(chǎng)。

在電池封裝路線上，道理也是一樣的，目前圓柱和方形電池通過(guò)做大體積和簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)獲得了很多整車廠的青睞，LG和SKI兩大軟包龍頭也增加了對(duì)圓柱和方形的投資，但他們并沒(méi)有放棄軟包電池。

實(shí)際上，目前動(dòng)力電池廠都在研發(fā)固態(tài)電池，由于使用固態(tài)電解質(zhì)，柔軟性不足，只能使用疊片方式，因此無(wú)法使用圓柱封裝方式，使用方形封裝則會(huì)削弱它的能量密度優(yōu)勢(shì)，反倒是軟包封裝和固態(tài)電池是最適配的。

給軟包電池蓋棺定論還是有些為時(shí)過(guò)早。