輸了技術，又輸市場。
作 者 / 王 磊
來 源 / 遠川研究所（ID：caijingyanjiu）
圖片
在推特上，心直口快的馬斯克噴過不少技術，軟包電池可以排進前三。
無論是第一款跑車Roadster，還是之后生產(chǎn)的S3XY，特斯拉都果斷拋棄了這條路線，2019年選擇國產(chǎn)Model3的電池供應商時，特斯拉雖然拉上了韓國LG，但卻沒有選擇它最擅長的軟包，而是讓它生產(chǎn)圓柱電池，之后又將寧德時代的方形磷酸鐵鋰電池納入供應鏈。
總之一句話，打死不用軟包。
讓馬斯克對軟包電池不屑一顧的原因在于它容易導致熱失控，而這是電動車的命門，一旦起火爆炸，不僅可能會導致傷亡，同時也會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里爆炸，威力巨大，不僅炸飛了車庫門，而且把屋頂都炸出了一個洞，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電動車接二連三發(fā)生自燃，導致大面積召回，LG為此付出了幾十億美元的沉重代價。
▲現(xiàn)代Kona EV在加拿大起火炸飛了車庫頂棚，圖源：electrek
頻繁的安全事故不僅讓消費者對軟包電池心有余悸，也在整車廠中引發(fā)了一場信任危機，韓國市場調研機構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”中透露，全球使用軟包電池的主要車企正在轉向方形電池。
軟包電池的未來被蒙上了一層厚重的陰影。
01
紅利期：
靈活設計與高能量密度
這兩年，廠商給動力電池起名字已經(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擁躉；方形電池也是采用鋼鋁外殼，成組效率最高，寧德時代是絕對老大，國內(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，外形設計極其靈活，市場集中在歐美地區(qū)。
在動力電池起步早期，海外市場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18650電池的松下，而軟包電池的代表則LG化學，憑借在消費類電池領域積累的技術，LG化學擊敗了一眾高手，獲得了通用Volt的訂單，為軟包電池打開了一番新天地。
當時還沒有出現(xiàn)平鋪式的整車純電平臺，很多新能源車都是混動車，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T字形，因此軟包電池的外形設計靈活的優(yōu)勢就能得到充分發(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
從理論上來說，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960萬塊PC電池，損失3.6億美元，波及了許多PC品牌，戴爾董事長邁克爾·戴爾直接將矛頭對準索尼開噴[7]，讓圓柱電池的安全性備受質疑。
實際上，軟包電池的安全優(yōu)勢只是相對而言，一部手機只需一塊電池，但一輛車需要成百上千塊，而且兩個產(chǎn)品的使用環(huán)境都有所不同，汽車顯然要比手機更加復雜惡劣，而對整個電池系統(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，市場上沒有一款“十全十美”的動力電池，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，但能量密度高、外形多變以及不易爆炸的特點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)占了全球動力電池市場的三分之一。
在當時的技術背景下，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7000多顆18650電池，系統(tǒng)集成與熱管理極其復雜，至今沒有其他車企能夠以相近的成本復現(xiàn)；而方形電池早年技術不夠成熟，采用卷繞工藝的電芯裝進外殼中，邊緣容易發(fā)生干涉，實現(xiàn)穩(wěn)定供給需要時間。
相比之下，軟包電池不僅技術相對成熟，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。
但春風得意的LG可能想不到，軟包電池即將迎來“大翻車”。
02
后院起火：
不斷流失的大客戶
2018年5月，在韓國現(xiàn)代汽車一座工廠內(nèi)，一輛現(xiàn)代Kona EV在總裝線上起火，濃煙迅速從車底冒出，四處彌漫，兩個多月之后，同一款車型在同一個工廠內(nèi)上演了同樣一幕，事后調查發(fā)現(xiàn)這是因為電池包里的冷卻液泄漏導致。
經(jīng)過這兩次意外，人們或許會認為現(xiàn)代和它的電池供應商LG已經(jīng)堵上了技術漏洞，但事實卻截然相反，在Kona EV交付的三年時間里，全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了13次自燃事件，導致上萬輛車被召回，在行業(yè)內(nèi)引發(fā)軒然大波。
LG一開始還嘴硬，強調他們在和現(xiàn)代聯(lián)合設計的多次實驗中，從未發(fā)生過自燃，甩鍋意圖不言自明，但隨著其他品牌車型也相繼中招，一系列調查結果都指向了LG的電池質量問題，一向強硬的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題被置于鎂光燈下重新審視，也讓深陷"質量門"的LG將過去苦心經(jīng)營多年的利潤都吐了出去。
無獨有偶，國內(nèi)的軟包龍頭公司“孚能科技”也沒逃過召回和賠償?shù)亩蜻\。
去年3月，北汽集團召回 EX360和EU400 兩款純電動汽車，又過了4個月，長城汽車決定召回約1.6萬輛歐拉IQ電動車，而這些產(chǎn)品無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的賠償金。
由于層出不窮的的安全事故以及居高不下的價格，過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)未來會有80%的車型使用方形電池，以此作為標準電芯[3]，在此之前，大眾在歐洲一直是采購LG在波蘭生產(chǎn)的軟包電池。據(jù)說在大眾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隊，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。
但話說回來，LG新能源作為全球動力電池領域的雙雄之一，彈藥庫里的武器足夠充足，客戶也是遍布世界各地，一個小小的軟包無法動搖它的基本盤，相比之下，技術和客戶都相對單一的孚能科技的商業(yè)前景就顯得十分不明朗。
去年，孚能科技營收突破35億元，但歸母凈利潤為-9.74億元、扣非后歸母凈利潤為-12.85億元，和2020年相比大幅擴大。原因無外乎三點：以北汽為首的大客戶流失；以碳酸鋰為首的原材料價格暴漲；動力電池打折導致產(chǎn)品毛利率驟降為-19%，和行業(yè)平均水平嚴重倒掛。
2019 年，北汽集團、長城汽車和上海銳鎂（供貨一汽奔騰）三大客戶為孚能貢獻了20.7億元銷售額，占總營收的84.62%。一年后，這三家車企的采購金額暴跌了九成以上，尤其是北汽集團，2017年到2019年三年時間，向孚能累積采購了約40.6億元的產(chǎn)品，但過去兩年基本可以忽略不計。
孚能將戴姆勒作為自己的戰(zhàn)略客戶，去年開始批量供貨，但孚能并非對方的獨家供應商，相反，戴姆勒前兩年就牽手了寧德時代，除此之外，國內(nèi)的比亞迪、遠景動力都是戴姆勒的供應商，最近甚至傳出戴姆勒要自產(chǎn)電池的消息，給孚能的未來也蒙上了一層不小的陰影。
03
硬傷：跟不上技術浪潮
從2018年左右開始，由于新能源車補貼大幅退坡，國內(nèi)動力電池產(chǎn)業(yè)從能量密度導向轉變?yōu)橐园踩统杀掘寗?，軟包電池的劣勢日益凸顯，在國內(nèi)的市占率從2018年巔峰時期的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，電池廠主要通過做大電芯或者減少結構件的方式來提高系統(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，由于采用無極耳設計，大大降低了電池體積增加所帶來的內(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)的設計難度也有所降低。
▲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。以技術最為領先的LG為例，目前將軟包電池的長度做到600mm已經(jīng)接近極限，同時由于鋁塑膜的限制，厚度也難以進一步增加，尺寸再往上就會面臨結構強度問題和散熱問題。
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）的三級結構，于是就有了CTP以及更進一步的CTC體系，前者跳過模組直接將電池集中在PACK內(nèi)，后者跳過模組和PACK，直接將電池集成到車輛底盤。
通過這種方式，整車的電池系統(tǒng)大幅簡化，以國內(nèi)零跑汽車CTC技術的數(shù)據(jù)來看，零部件數(shù)量減少約20%，結構件成本減少15%，整車剛度提升25%。
但CTP與CTC技術意味著電池本身需要具備一定的結構強度，在這點上，圓柱電池采用不銹鋼外殼，圓柱體的結構本身有助于分散外部來力；方形電池的鋼制與鋁制外殼也具備一定的結構剛性；只有軟包電池的鋁塑膜無法作為結構件用于CTP與CTC體系中。
可以說，無論是大電芯還是系統(tǒng)簡化，軟包電池在這一輪技術創(chuàng)新的表現(xiàn)并不亮眼，甚至有些落伍。
04
尾聲
在中國新能源車產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中，出現(xiàn)過多次的“技術路線斗爭”， 比如磷酸鐵鋰和三元鋰、混動和純電、充電和換電等，但從結果來看，并沒有出現(xiàn)一邊倒的態(tài)勢，大家都找到了最適合的細分市場。
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做大體積和簡化結構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圓柱和方形的投資，但他們并沒有放棄軟包電池。
實際上，目前動力電池廠都在研發(fā)固態(tài)電池，由于使用固態(tài)電解質，柔軟性不足，只能使用疊片方式，因此無法使用圓柱封裝方式，使用方形封裝則會削弱它的能量密度優(yōu)勢，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過早。
