方形软包电池(孚能 SPS，软包电池的最优解？)

Posted 2023-05-28

篇首语：书到用时方恨少，事非经过不知难。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了方形软包电池(孚能 SPS，软包电池的最优解？)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

方形软包电池(孚能 SPS，软包电池的最优解？)

在上周的孚能新品发布会上，孚能科技董事长王瑀称：如果说软件定义汽车，那么软包三元将定义下一代动力电池。

支撑王瑀说出这种「豪迈」言论的正是孚能科技最新产品——SPS（Super Pouch Solution）。

下面我用一组官方数据来展现 SPS 的设计能力，大家自行感受：

体积利用率达到 75%
电池系统部件减少 50%
材料成本降低 33%
充电倍率达到 5C
相比 4680，体积利用率高出 12%、拥有 3 倍循环寿命、导热效率提升 60%

这列数据覆盖了几个关键工艺部分，分别是集成度、充电效率，另外王瑀还特别提到了 SPS 的适配性与成本等，下面我们就来详细了解软包电池领域新玩家 SPS。

大软包的 CTC 方案

提升电池能量密度的方式有两种，一是从化学手段上切入，例如 NCM 配方电池一般是提高 N，即镍的含量，我们常说的高镍电池，就是 N 的占比较高。

另一种是从物理手段切入，即在同等体积 pack 下，提高空间利用率，以此放入更多电芯。再进一步则是 CTP、CTC 方案，将电芯直接集成到车身中。

SPS 正是采用物理方式，在同等 pack 体积下提高利用率。SPS 采用的是液冷板与底盘一体化的设计，半固态的软包电池直接集成与系统底盘，将体积利用率提高到了 75%，同时 CTC 的方案还使得系统零部件减少 50%，材料成本降低了 33%。

这样的体积利用率要优于宁德时代的 72% 与 4680 的 63%，当然「卧式」的软包电池在体积利用率上本身就具备优势。

王瑀还自信地称，凡是供给客户的电池，只要用上了 SPS，容量都能直升 30%。例如现在搭载的三元锂电池续航能力是 800 km，新系统就能做到 1,000 km。

5C 放电倍率

王瑀称现阶段的「焦虑」点并非来自续航里程，而是充电速度。现在的车辆基本能达到 400 公里以上的真实续航，但是充电动辄一个多小时。大多数人开个 400 公里，总会停车休息的。所以，利用一杯咖啡的时间进行补能，是符合用户使用习惯的。

SPS 展示了从 2.4C 到 4C 的充放电倍率，针对不同电池容量、续航里程的车型设计不同的充电倍率。

例如 150 kWh 电池包、续航里程为 1000 km 采用的是 2.4C 充电，十分钟可以补能 40%，即十分钟补能 400 km；

100 kWh 电池包、续航里程为 800 km，采用的是 3C 充电，十分钟可以补能 50%，即实现十分钟补能 400 km；

容量较小的 75 kWh 电池包，续航里程为 600 km，采用的是 4C 倍率，十分钟补能 70%，达 420 km。

大家可能发现了，小电池包反而采用大倍率充电，其实这是一种考虑我国现有充电桩功率的最优解。如果大电池包同样采用高倍率充电，充电桩的功率是无法满足的。

适配性

王瑀称：在保持电池系统底盘尺寸不变的情况下，SPS 卧式电芯通过调整卧式布置的大软包电芯厚度，灵活调节电池系统的底盘高度，即同款底盘、一款电芯就可以适配全系乘用车型。

SPS 卧式电芯厚度能够在 85 mm 到 145 mm之间灵活调节，电池容量涵盖了 80 kWh 到 150 kWh，能够满足从轿车到皮卡的车型覆盖。对于车企来说，这种方案能够缩短研发周期，甚至在不同车型上实现电芯的适配。

除了能够让车企「省钱」，大软包的生产制造也能让孚能减少大量成本。

在制造端，大软包电芯的投产能够大幅降低投资成本和制造流程费用。孚能称 SPS 的制造将设备投资减少 50%、厂房面积减少 60%、制造能耗和费用分别减少 35% 和 30%。

另外，孚能电池还用了近 10 年时间开发和验证了锂电池的直接回收技术，可保留材料的晶体结构再次利用。孚能称材料的回收利用率能够达到 99%，根据美国第三方实验室数据，掺入 25% 直接回收的正极材料之称的电芯与全新征集材料制成的电芯，在性能表现上无明显差异。

另外，SPS 还计划在未来采用其他材料体系进行电芯制造。

具体包括：

2021—23 年推出中镍/高镍电芯，能量密度分别达到 260—180 Wh/kg、270—290 Wh/kg；
2023—27 年推出钠离子电池、同时正极高镍、负极硅碳的电芯能量密度达到 300—400 Wh/kg、低镍富锰体系电芯也在这段时间推出；
2030 年推出固态电池，能量密度达到 400—500 Wh/kg。

安全性

对于高利用率大容量电池来说，电池的液冷和导热也非常重要。

SPS 采用的是液冷板和导热片的复合使用方式，为电芯提供了「双面液冷、三面导热」的设计。

同时，液冷板还能可以作为结构件起到固定和保护的作用。王瑀称，SPS 电池系统的散热效率提升了 4 倍，精准的控温让电池系统循环寿命超过了 3,000 次。同时由于 SPS 具有 6 面防护的能力，配以排气通道的设计和热交换能力，SPS 电池系统能够配备 8 系或更高镍含量的电芯，依然能做到单体电芯的热失控不扩散。

但是是否能做到如宣传的这般安全可靠，还需大量装车进行市场验证后才能下定论。

产能规划

最后则是产能规划，在发布会上，王瑀宣布未来四年孚能科技将规划 150 GWh 产量，其中中国本土规划了 130 GWh。

这 130 GWh 将会在全国四大生产基地完成，赣州大本营生产 46 GWh，与吉利合资工厂能够制造 12 GWh 产量，该工厂即将竣工。另外，江苏镇江、安徽芜湖分别规划了 24 GWh 产量，西南地区规划 16 GWh。

海外方面，孚能科技将在土耳其和德国建厂，共规划 16 GWh 产量。

但是在宣布产能规划后，王瑀又补充说到，产能会根据工厂建设都诸多因素发生变化，还是要以实际能力为准。

国内多家车企都已经在德国建设了海外工厂，日前，蜂巢能源宣布在德国勃兰登堡州建设一座面向欧洲市场的电芯工厂，该工厂将于 2025 投产，计划年产能 16 GWh。早些时候，宁德时代也曾对外透露过其国际化进展，宁德时代将在德国图林根州建设电芯工厂建设资质，首批工厂电芯产量为 8 GWh，第一批电芯在 2022 年年底前进行下线冲刺。

写在最后

孚能科技有着响亮的「江湖名号」——软包电池第一股。孚能科技是国内前十大动力电池生产商中，唯一一家仍然坚持三元软包路线的企业。

根据 2021 年年报显示，孚能实现了 35 亿元营收，同比增长 212.6%，创近 5 年新高。但是公司亏损却进一步扩大，2021 年度孚能科技实现归属于母公司所有者的净利润为 -9.53 亿元，同比下滑 187.83%；归属于母公司所有者的扣除非经常性损益的净利为 -12.63 亿元，同比下滑 132.82%。

市场局势一片大好，但是孚能却增收不增利，甚至出现了走量让利的情况。同时，孚能科技客户较为集中，基本都在为戴姆勒、广汽等 OEM 服务，这对于一家供应商，这是一种有风险的经营模式。

SPS 的发布，能够极大地为孚能潜在客户提振合作信心。另外，SPS 也是孚能科技在未来一段时间内与友商竞争的核心武器，其竞争对手包括了麒麟电池、4680 大圆柱等等，这样的高利用率大密度软包电池，能挽救装机量日益下降的软包电池吗？

Q&A

记者：现在孚能是软包电池的代表性企业，您觉得未来软包领域，可以从方形电池那边抢到多少市场占有率？

王瑀：2015 年之前，中国 90% 以上的市场都是软包，都是 LG、SK，没有方壳。白皮书之后，很多软包电池厂没法继续，孚能也错过了最好的机会。孚能是行业里第一个解决 A0 级车以下续航 300 公里问题，但是我们在知名度、产能上没有及时跟上。软包是我们第一个提出来的，后来全世界都在做，包括 LG 等等，全世界基本都是软包，没有硬壳。

但是从第一性原则分析，什么样的电池可以满足未来汽车的要求？要做到可控，15 年、30 年，一定要保证所有的极片在使用过程当中，一定是非常理想化的放在一起，除了软包其他的保证不了。

软包也有问题，就像一张纸一样，做的过程当中要控制非常难，工艺、设备都没有，需要重新开发。不像圆柱、方形，都是日本人、韩国人做出现成的。九几年开始一直搞这些，产量很快就可以上去。

对于我们搞技术的人，最终还是要找到解决问题的方案，不要走环路，过程当中一定会有很难的情况，我们想办法突破。我们的存在就是找到方向、解决，而不是逃避，或者赚快钱，这就丧失了这么多年我们一天到晚搞研究的价值了。

记者：您此前讲到，未来迈向固态的方向软包电池可能是更合理的方式。但目前软包电池的市场占有率是下滑的，是否可以评价一下目前的市场趋势，包括软包电池的趋势？第二个问题，孚能在科创板是「科创 50」之一，但可以看到作股市当中我们这种类型的企业并不是很「出头」，相对宁德、比亚迪而言还有这样的差距。怎么可以给到投资人信心？

王瑀：对于孚能来说，时间的长河很长、市场很大，现在还是刚刚开始，还是「赛跑」的阶段，还在「填空」，所以到处都是电池公司。我经历过两次淘汰，第一次是在美国，所有电池公司就孚能一家生存下来了，其他很多都是世界 500 强。

第二次是白皮书之后，最后差不多4家公司垄断了市场近 90% 左右的电池量，孚能是其中之一。现在是 9 家公司，市场份额又是 90%，你觉得 9 家能剩多少？所以现在市场还在暴发当中，说这些还为时过早。

最终能生存下来的公司，首先是技术，这是保证，有了技术才有后续一切可能。二是要有一个团队以及非常清晰的战略，使你在赛跑的过程当中找准自己的定位，就像孚能一样。我找准我的定位，你再大的量也淘汰不了我，因为我是「不可缺少的」。在这个过程当中我可以不断地创新、不断地发展、不断地扩张，最终我会找到我的正确定位、市场地位。

投资者要看长线投资，因为投资不是炒股。在这个过程当中，一定要找到价值投资的投资点，这样投资长远来看才能受益。否则可能你现在赚了 10 倍、8 倍，突然一下「归零」都有可能，公司的基本面非常重要。

记者：孚能科技现在还处于亏损状态，按照之前的说法，可能奔驰电动车销量和孚能的业绩影响较大，如何解决盈利的问题？现金流如何改善？

主持人：我们只回答我们这一部分。

王瑀：我们第二季度的报表已经进入到了盈利状态。孚能是专注于做汽车电池的，目前最大的合作伙伴是戴姆勒。戴姆勒的产业化周期比较长，在产业化周期当中你不生产电池就涉及到摊销，这是造成亏损的重要原因。

对于亏损的改善，我们需要提高产能，释放产能，像二季度一样，保证现金流、保证利润，这是可以做到的。

记者：锂电行业，结构创新，圆柱和方形创新较多，软包较少。是不是软包的结构性创新难度更大一些？孚能发布大软包，对软包电子企业会有哪些影响？

孚能的大软包和宁德时代的麒麟电池、比亚迪刀片电池，特斯拉的 4680 这种电池，您如何评价这几种路线之间的优劣？

主持人：今天讲演当中对几种电池类型做了评价。今天有很多数据也是针对 4680 讲的，孚能科技 SPS 的体积利用率高出 12%，这些都是针对 4680 的。

王瑀：软包电池不创新，是因为软包电池先进。第一代软包电池达到续航 300 公里以上，全世界都在用软包电池。现在在能量密度、续航里程方面，大家知道软包电池都是做最长续航里程车，别的做不到。

像 CTP 都是想办法追上软包电池的能量密度，想办法降低成本。过去一款电芯做了七个车型，它七款电芯做七个车型，很累，而且能量密度上不去，逼着进行创新，逼着先把软包追上去，干掉它。但最终我们的大模组还是领先。

对孚能来说，过去 4 年我们没有停，都在寻找下一代的解决方案，SPS 就是 4 年的研究成果。我们的解决方案是从源头到最后，一个整体的解决方案，不是就解决结构设计，是围绕着源头，就像九几年设立软包电池这样的技术路线，从第一性原理分析，我们再重新设立一个技术路线，再引领。不是去和方形电池竞争，而是围绕满足整车厂未来的需求。

孚能永远是在无人区， 3500Wh/kg 这个重点往回想每年做什么、每个阶段做什么？这个阶段就是要推 SPS 来解决这个问题。前一阶段解决续航里程，到最后老百姓不买账。再长的续航里程，充电充不上去也没有用，今天我解决充电时间的问题。

现在能量密度较低，通过将能量密度做得更高，又一次结构创新，又一次解决安全的忧虑问题、充电的时间问题、寿命问题。

刚才也说了，电池是实验室的东西，和使用工况中完全不一样，如何保证电池正常使用？被动式 BMS 怎么能把几百万种工况都分析出来？分析不出来，所以我们要开发 AI-BMS，让它有自驱智能。汽车要「四化」，电池也要「AI 化」，这样才能保证应对每个人不一样的方式。

比如说今天你的车别人开了，他的习惯不一样，踩加速踏板的时间不一样，反馈的电流也不一样，加速不一样，对电池的消耗也不一样。这样的工况条件下，我要分析电池究竟怎么回事，然后马上维护、马上调节，使电池回归到设计的工况条件，让你达到 30 年寿命，达到所有的安全隐患不发生。

讲到创新，之前狼没有来，孚能也在做准备，但并不那么急迫。因为过去几年孚能没有产能，推出来也没有用。今天为什么推出？大量的产能在后续都是上这个东西，因为都准备好了。这样一个产能，投资降低了 50%，零部件减少这么多，性能这么好，对市场的冲击就可想而知了，而孚能要的就是这个效果。