Возрождение твердотельных и легковесных источников питания: смогут ли пакетные батареи вернуться на рынок? Новая эра энергии

Прошлой осенью мягкие батареи снова оказались в центре внимания из-за слуха.

Видеоблогер утверждал, что Xiaopeng P7+ использует мягкие батареи. Это заявление было быстро опровергнуто официальным заявлением компании Xiaopeng. Компания пояснила, что Xiaopeng P7+ на самом деле использует прайзматические алюминиевые корпусные литий-железо-фосфатные батареи, предоставленные компанией Hubei Ewe Power Co., Ltd., а не упомянутые в слухах мягкие батареи, и призвала общественность не верить и не распространять такие слухи.

На данный момент прайзматические фосфатные батареи доминируют, а цилиндрическая форма упаковки также возродилась благодаря 46-серии полноразмерных цилиндрических батарей. Рынок и обычные потребители кажутся недостаточно доверяющими мягким батареям — менее заметному техническому направлению.

В объеме установки аккумуляторов за февраль доля мягких батарей составила менее 1%. На данном этапе Seems, что литий-ионные батареи в пакетах потеряли свое место на рынке в секторе новых энергоэффективных автомобилей страны.

Однако, на положительной ноте, по мере того как компании продолжают развивать свои технологии, отгрузки батарей в пакетах увеличились в нескольких нишевых областях. Зарубежный рынок все еще имеет большой потенциал для развития, и следующее поколение технологии "пакет +" также расширяет границы применения для компаний.

01 Постепенный рост отгрузок потребительских батарей в пакетах

В настоящее время потребительская электроника стала наибольшим и наиболее стабильным сценарием применения для батарей в пакетах. Полимерные литий-ионные батареи используют алюминиево-пластиковую пленку в качестве корпуса, что делает их легкими, безопасными и обладающими гибким дизайном. Они также имеют высокую энергетическую плотность, что делает их подходящими для требований потребительской электроники к тонкости, легкости, изменяемому размеру и безопасности.

С 2024 года глобальное экономическое восстановление продолжилось, а подъем волны ИИ привел к новому раунду продукционных инноваций в потребительской электронике, что еще больше стимулировало спрос на терминалы и способствовало увеличению объема поставок маленьких пouch-батарей.

Данные SPIR (Start Point Research Institute) показывают, что объем поставок глобальных батарей 3C достиг 66,9 ГВт·ч в 2024 году, что на 6,9% больше по сравнению с предыдущим годом. Ожидается, что в 2025 году отрасль потребительской электроники продолжит стабильно расти, что приведет к тому, что объем поставок глобальных батарей 3C превысит 70 ГВт·ч в 2025 году, что на 5,8% больше по сравнению с предыдущим годом.

В частности, мобильные телефоны и ноутбуки являются крупнейшими сценариями применения для маленьких полимерных батарей. В 2024 году объем поставок полимерных батарей для мобильных телефонов составил 31,3%, а объем поставок полимерных батарей для ноутбуков составил 13,6%. Другие области включают беспроводные наушники, электронные сигареты, дроны, планшеты, носимые устройства, повербанки и умные колонки.

Что касается структуры рынка, ATL занимает первое место в мире с долей рынка более 25% и входит в десятку ведущих компаний по глобальным поставкам. С постепенным выходом японских и корейских компаний из рынка потребительских батарей ожидается рост доли отечественных производителей.

В сфере потребительской электроники, помимо традиционного рынка 3C, сектор носимой электроники в настоящее время обладает огромным потенциалом роста. Головные носимые устройства, такие как умные очки и MR/AR, очень чувствительны к весу продукта, а энергопотребление приложений искусственного интеллекта на стороне устройства относительно высоко. Стоимость батареи относительно низкая, поэтому требования к повышению производительности батарей и допустимому уровню стоимости очень высоки, и пространство спроса на полимерные батареи продолжает расширяться.

Ожидаем, что спрос на литий-ионные батареи для потребительской электроники достигнет 165 ГВт·ч к 2028 году, с среднегодовым темпом роста (CAGR) 7,9% с 2023 по 2028 год, и потребительский бизнес ведущих компаний по производству полимерных батарей будет продолжать стабильно расти .

02 Полимерные батареи имеют рыночные возможности на рынке легковесной энергетики

На рынке малых и средних аккумуляторов компании, производящие пакетные батареи, по-прежнему имеют рыночные возможности в нишевых областях, особенно в тех секторах, где еще не сформировалась устойчивая структура, оставляя место для компаний второго и третьего эшелона.

Например, на легковесном энергетическом рынке. Согласно данным SPIR, объем отгрузок литий-ионных батарей в мире в 2024 году достиг 1501,9 ГВт·ч, что на 26,0% больше по сравнению с предыдущим годом; объем отгрузок легковесных литий-ионных батарей составил 43 ГВт·ч, что на 21,5% больше по сравнению с предыдущим годом .

В 2024 году снижение цены литиевых батарей для электрических двухколесных транспортных средств способствовало росту проникновения литиевой электрификации в сегменте двухколесного транспорта. В первых и вторых городах Китая, таких как Нанкин, Ханчжоу и Шэньчжэнь, были ослаблены ограничения на развертывание общедоступных электроскутеров. Проникновение системы обмена аккумуляторами у водителей продолжало расти, а экспорт внутренних электрических трехколесных транспортных средств за рубеж также увеличивался. Эти факторы совместно способствовали стабильному росту спроса на литиевые батареи для электрических двух- и трехколесных транспортных средств.

SPIR прогнозирует, что рынок электроинструментов и двух/трехколесного транспорта продолжит расти в 2025 году, при этом объем мировых поставок легковесных литий-ионных батарей достигнет 50,9 ГВт·ч в 2025 году, что на 18,4% больше по сравнению с предыдущим годом.

Что касается форм упаковки, тоcurrently пластинообразные и цилиндрические батареи занимают большую долю, однако многие компании, производящие полимерные батареи, развивают свое присутствие в сегменте легковесной энергетики.

Farasis Energy является первой отечественной компанией по производству аккумуляторов, которая начала развивать электрический двухколесный транспорт, имея более 14 лет опыта применения продукции. Ее пакетные батареи используются в известных отечественных и международных брендах, таких как Zero, Chunfeng Power, Qiu Long, Yamaha и Polaris. Также у компании есть 7 лет опыта применения на рынке замены батарей, обслуживая клиентов, таких как Zili Battery Swapping, ZhiZu Battery Swapping и China Tower.

Согласно SPIR, в области электромотоциклов New Energy Safety занимает первое место по доле рынка, используя высокопроизводительные пакетные батареи.

При этом легковесный энергетический рынок также считается идеальным сценарием применения для индустриализации технологии натриевых батарей. В процессе индустриализации компании "переходят реку, ощупывая камни", и пластинообразные, пакетные и цилиндрические формы стали выбором различных компаний.

По сравнению с призматическими и цилиндрическими батареями, у полимерных натриевых батарей есть дифференцированные преимущества: Во-первых, алюминиево-пластиковая пленка, используемая в полимерных батареях, менее подвержена взрывам по сравнению с жесткой упаковкой призматических и цилиндрических батарей. Во-вторых, полимерные батареи на 40% легче стальных батарей той же емкости и на 20% легче алюминиевых, что напрямую решает проблему веса натриевых батарей.

Согласно неполному опросу SPIR, среди компаний, производящих натриевые батарей, многие делают ставку на полимерный путь, такие как ChaoNa, ZhongNa, PangGu New Energy и XingChu Century. Области применения в основном сосредоточены на нишевых рынках, таких как электрические двух- и трехколесные транспортные средства.

Pioneer Technology также заявила, что согласно тестам, решение компании "мешочек + поли-анион" показывает безопасность, сопоставимую с аккумуляторами на основе свинца. При этом оно также соответствует требованиям к работе при низких температурах и сроку службы батарей для электромобилей в северных регионах.

На данный момент многие компании делают ставку на все три формы. В будущем они будут дальше развивать и производить соответствующие продукты на основе натриевых батарей в зависимости от рыночных тенденций и сценариев применения. На текущем этапе, когда рынок еще не полностью открыт, у всех трех форм натриевых батарей есть пространство для конкуренции.

03 Мешочные батареи отстают по установкам

Значительное снижение внимания внутри страны к мешочным батареям связано с их отставанием в установках на новых энергетических автомобилях. С 2020 года объем установок внутренних мешочных силовых батарей резко сократился.

Данные показывают, что в 2020 году объем установки аккумуляторов в сегменте новых энергоемких транспортных средств Китая составил около 64 ГВт·ч. Среди них объемы установки блочных, цилиндрических и пакетных батарей составили 50,88 ГВт·ч, 9,20 ГВт·ч и 3,93 ГВт·ч соответственно, с соответствующими долями рынка 79,5%, 14,4% и 6,1%. Доля пакетных батарей значительно снизилась с 13,4% в 2018 году до 6,1% в 2020 году.

С одной стороны, субсидии больше не ориентированы на энергетическую плотность. В 2019 году максимальная субсидия для электромобилей была установлена на уровне 160 Вт·ч/кг с коэффициентом вознаграждения 1x, исключив дополнительные множители для моделей с более высокой энергетической плотностью. Преимущество пакетных батарей по энергетической плотности стало менее заметным.

С другой стороны, в условиях снижения стоимости и повышения эффективности, прismatic-батареи с фосфатом железа стали основным выбором автопроизводителей. С развитием и инновациями в других батарейных технологиях (например, технологии CTP компании CATL и "Blade Battery" от BYD), эти технологии не только повысили энергетическую плотность и безопасность батарейных систем, но и снизили затраты. В противоположность этому, пouch-батареи не имели преимуществ в согласованности, эффективности сборки и стоимости.

По сравнению с другими формами, блочные батареи имеют более высокую долю использования в моделях автомобилей, priced между 100,000–200,000 и 200,000–300,000 юаней, что делает их одной из основных выборов в этих ценовых сегментах. Лезвенные батареи主要集中уются на сегменте 100,000–200,000 юаней, где они уже заняли прочные позиции. На данный момент цилиндрические батареи主要用于тся в автомобилях стоимостью ниже 100,000 юаней.

К 2024 году объем установки внутренних пластиночных аккумуляторов достиг примерно 513,7 ГВт·ч, что на 52% больше по сравнению с предыдущим годом; объем установки пакетных аккумуляторов составил около 6,4 ГВт·ч, что на 37% меньше по сравнению с предыдущим годом; а объем установки цилиндрических аккумуляторов составил около 10,9 ГВт·ч, что на 1% меньше по сравнению с предыдущим годом.

Под влиянием быстрого роста объемов установки ведущими компаниями по производству аккумуляторов, такими как CATL, BYD, CALB, LFP, EVE, SVOLT, XD, RPL и ZLNE, которые в основном специализируются на пластиночных батареях, объем установки компаний, производящих пакетные батареи, существенно сократился. В феврале 2025 года объем установки пакетных аккумуляторов составил примерно 0,20 ГВт·ч, что на 39% меньше по сравнению с предыдущим годом, с долей рынка всего 0,58%, достигнув нового минимума.

Что касается позиции автопроизводителей в下游, то пакетные батареи не являются очень "дружественными" при ориентации на снижение стоимости и повышение эффективности.

В январе прошлого года Reuters со ссылкой на осведомленный источник сообщил, что из-за проблем с долговечностью и рисков утечек BYD планирует прекратить производство пouch-батарей для своих подключаемых гибридных автомобилей (PHEV).

Ранее BYD отозвала более 60 000 единиц модели Tang DM-i с pouch-батареями, указав на "потенциальные проблемы термического бегства" в аккумуляторных блоках в рамках плана отзыва.

Согласно сообщениям, согласно плану, BYD полностью прекратит использование pouch-батарей к началу 2025 года; генеральный директор Tesla Илон Маск также "настоятельно рекомендовал" не использовать такие батареи из-за их низкой последовательности.

Под влиянием рыночной среды внутренние компании, производящие pouch-батареи, находились в сложном положении в последние годы.

Сравнивая десятку ведущих компаний по производству pouch-батарей в 2020 году, сегодня только CATL и EVE остаются в списке десяти крупнейших производителей в стране, причем обе сейчас сосредоточены в основном на призматических батареях.

Чтобы вырваться из жёстких условий и добиться роста производительности, многие компании, занимающиеся пouch-батареями, постепенно переходят на призматические батареи с фосфатом железа, крупные цилиндрические батареи или целенаправленно разрабатывают твёрдотельные батареи, создавая продукты, подходящие для энергохранилищ, малой мощности, низколетящих устройств и других областей.

Что касается производительности, то из-за острой конкуренции в отрасли, перепроизводства и снижения цен, а также значительного падения доли рынка, компании, производящие пouch-батареи, как правило, находятся в убыточном состоянии. Компания Farasis Energy, один из ведущих производителей пouch-аккумуляторов, охватывает глобальный рынок своими продуктами, её основными клиентами являются Mercedes-Benz и GAC Group. С момента выхода на биржу в 2020 году компания Farasis Energy никогда не достигала прибыльности, и её убытки увеличиваются год за годом.

В сентябре прошлого года акционеры компании Sangteng New Energy сообщили о подаче заявления о банкротстве и реорганизации; согласно доступной информации, JieWei Power прекратила производство 1 декабря 2023 года из-за рыночных условий и влияния вертикальной интеграции цепочки поставок. Согласно последним отчетам, в марте этого года LG New Energy привлекла ключевую команду из JieWei Power для усиления своих позиций в области фосфат-железо-литиевых батарей.

SPIR считает, что на рынке электромобилей пластиночные батареи будут доминировать долгосрочно, а крупные цилиндрические батареи, вероятно, займут часть рыночной доли.

04 Зарубежный рынок как основное поле битвы для батарей типа "мягкий чехол"

По сравнению с внутренним рынком, зарубежный рынок более благосклонен к батареям типа "мягкий чехол", обладая большим потенциалом спроса.

В 2020 году среди 20 лучших продаваемых новых энергетических легковых автомобилей в Европе 15 моделей были оснащены пouch-батареями. Многие премиальные конфигурации зарубежных новых энергетических автомобилей также используют технологию pouch-батарей.

Возьмем снова Farasis Energy, с 2017 года по настоящее время Farasis Energy непрерывно занимала первое место в Китае по объему установки pouch-аккумуляторов в течение восьми лет и находилась в тройке лидеров во всем мире на протяжении многих лет. Выступление компании на внешнем рынке еще более примечательно.

Хотя Farasis Energy не вошла в десятку крупнейших производителей аккумуляторов мира в 2024 году, она заняла восьмое место в глобальном рейтинге установки аккумуляторов за пределами Китая, с долей рынка 7,5%. Их pouch-батареи, известные своей высокой безопасностью, завоевали европейский рынок роскошных автомобилей, составляя более 30% от Mercedes-Benz EQS и Porsche Taycan.

При этом, как типичный представитель зарубежных компаний по производству пouch-батарей, южнокорейские батарейные компании LG New Energy и SK On имеют значительные заказы на пouch-батареи.

20 марта SK On объявила о соглашении о поставке батарей Nissan Motor. SK On планирует поставить около 100 ГВт·ч высокопроизводительных, высоконикелевых пouch-батарей, изготовленных в США, компании Nissan Motor. Эти батареи будут использоваться в следующем поколении электромобилей Nissan, производимых на автомобильном заводе Кантон в штате Миссисипи, США. Поставки начнутся в 2028 году и завершатся в 2033 году.

С точки зрения автопроизводителей, многие известные японские, корейские, европейские и американские компании приобретают пouch-батареи, включая Nissan Motor, Volkswagen, Audi, Mercedes-Benz, General Motors, Hyundai и Ford.

Однако, из-за геополитических факторов и долгосрочного сотрудничества, эти автопроизводители склонны выбирать сотрудничество с южнокорейскими компаниями по производству батарей. Для отечественных компаний, производящих пouch-батареи, значительно сложнее войти в цепочку поставок и завоевать долю рынка.

Отметим, что глобальная доля рынка южнокорейских компаний LG New Energy и SK On снижается, и они испытывают трудности.

LG New Energy и SK On сообщили о потерях в размере 22,55 млрд вон и 35,94 млрд вон соответственно за четвертый квартал прошлого года. Их рыночные доли составляли 10,8% и 4,4% соответственно. Чтобы выйти из затруднительного положения, южнокорейские компании начали сосредотачивать свои технологические усилия на фосфатных литий-железных батареях и крупных цилиндрических батареях, представленных серией 46.

В последние годы фосфат-железно-литиевые батареи получили широкое распространение во всем мире. Многие международные автопроизводители перешли на использование пластиночных фосфат-железно-литиевых батарей для удовлетворения рыночного спроса на снижение стоимости. При этом интерес компаний Tesla, BMW и других к большим цилиндрическим батареям побуждает производителей аккумуляторов двигаться в этом технологическом направлении. Китайские компании по производству батарей, такие как CATL, EVE и Envision Power, а также четыре южнокорейских и японских производителя батарей увеличили соответствующее строительство мощностей, что в некоторой степени сократит рыночный спрос на пакетные батареи.

05 Пакетные твердотельные батареи "На волнах успеха"

Несмотря на низкий уровень установки пакетных батарей, "вспышка" интереса к твердотельным батареям подстегнула инвестиционный энтузиазм всей цепочки отрасли, и различные производители батарей начали разрабатывать и обновлять продукты пакетных твердотельных батарей.

Специалисты отрасли обычно считают, что маршрут развития твердотельных батарей наиболее вероятно приведет к возрождению формы упаковки в виде пouch-батарей.

Во-первых, процесс упаковки стекания пouch-батарей может идеально соответствовать физическим свойствам твердых электролитов; во-вторых, оболочка из алюминиево-пластиковой пленки может автоматически расширяться для сброса внутреннего давления, когда аккумулятор перегревается, значительно повышая безопасность; в-третьих, легкий корпус способствует достижению более высокой энергетической плотности; кроме того, пouch-батареи также имеют множество преимуществ, таких как большая гибкость дизайна и хорошее управление затратами.

С другой точки зрения, полностью твердотельная форма может решить две основные проблемы безопасности полимерных батарей. У полимерных батарей всегда были проблемы с вздутием и утечками в точках сварки электродов, которые не могут быть решены новыми технологиями, такими как медный слой PET или арамидные сепараторы. Только переход к полностью твердотельной форме и исключение жидких электролитов может устранить эти проблемные моменты.

Что касается сценариев применения, то премиальные легковые автомобили, низко-altitude экономика (например, дроны и электрические летающие машины), антропоморфные роботы и другие области станут будущими сценариями применения для полимерных твердотельных батарей.

На данный момент ведущие компании по производству аккумуляторов, компании по твердотельным батареям и новые игроки уже вошли в эту область. Для компаний, производящих полимерные батареи, годы опыта и технологических накоплений в области полимерных батарей дают им преимущество первых movers.

Согласно неполному опросу, отечественные компании, такие как CATL, Farasis Energy, CALB, Ganfeng Lithium, EVE Energy, Weilun New Energy, Taiblue New Energy, Qingtao Energy, а также зарубежные японские и южнокорейские производители аккумуляторов и автопроизводители все采用了 подход «пouch + твердотельный». Отечественные компании продвигаются быстрее, и многие из вышеупомянутых компаний уже применили упаковку в виде пouch к некоторым полутвердотельным и полностью твердотельным батарейным продуктам.

По мере продолжительного повышения эффективности укладки ожидается, что укладка пouch получит преимущества в стоимости, что еще больше способствует индустриализации твердотельных батарей.

С точки зрения корпоративного прогресса, Farasis Energy сообщила в своем отчете о деятельности по работе с инвесторами за март, что ее продукты полутвердотельных батарей уже достигли масштабных поставок. Первое поколение полутвердотельных батарей было успешно установлено в автомобилях в 2022 году, а второе поколение полутвердотельных батарей имеет энергетическую плотность более 330 Вт·ч/кг и ресурс циклов более 4000. Ожидается, что массовое производство начнется в 2025 году, и вероятно, они будут коммерциализированы в первую очередь в областях с высокими технологическими барьерами и требованиями к высокой производительности, таких как низко-altitude экономика и антропоморфные роботы.

Farasis Energy уже сотрудничает с ведущими отечественными компаниями по производству гуманоидных роботов для удовлетворения потребностей в аккумуляторах. Кроме того, в 2020 году Farasis Energy впервые предоставила образцы клиентам eVTOL (электрический вертикальный взлёт и посадка) и завершила сертификацию. В 2022 году была доставлена первая партия аккумуляторов для eVTOL, а также проведена проверка второй версии продуктовой системы. Ожидается, что массовое производство ячеек второго поколения плюс для eVTOL начнется в 2026 году, с энергетической плотностью более 350 Вт·ч/кг. Параллельно несколько полуподвижных ячеек для дронов логистики и сельского хозяйства также планируется запустить в производство примерно в это же время.

Компания EVE Energy в течение трех лет сотрудничает с зарубежной компанией в области аккумуляторов для eVTOL и уже поставила образцы A зарубежным авиационным партнерам. Энергетическая плотность достигает 320 Вт·ч/кг, способна заряжаться до 80% за 10 минут, обеспечивает высокую разрядную мощность 10C на протяжении всего жизненного цикла и гарантирует более 7000 циклов использования.

Недавно как EVE Energy, так и Farasis Energy объявили, что получили квалификацию на разработку систем низковольтных литий-ионных батарей для летающих автомобилей Xiaopeng Huitian, что означает еще один важный прорыв в области низко-altitude экономики.

С точки зрения автопроизводителей, отечественные автопроизводители продвигают внедрение полутвердотельных батарей через самостоятельные исследования и разработки или сотрудничество. Традиционные производители автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и новой энергетики, такие как NIO, SERES и SAIC, все они сотрудничают с производителями твердотельных батарей, сосредотачиваясь на массовом производстве и установке полутвердотельных батарей. Например, NIO сотрудничает с Weilun New Energy, SERES с Ganfeng Lithium, SAIC с Qingtao Energy, а Changan Automobile с Taiblue New Energy.

Что касается планирования мощностей, согласно опубликованной информации с веб-сайтов компаний или официальных аккаунтов в WeChat, уже установленная, строящаяся или запланированная мощность отечественных твердотельных батарей достигает сотен ГВт·ч. Общий прогресс индустриализации в Китае относительно быстрый, с формами упаковки, включая пакетные, призматические и цилиндрические, преимущественно доминируют пакетные.

С точки зрения прогресса индустриализации, коммерциализация полупроводниковых батарей ускоряется, многие компании ускоряют свое развертывание для захвата преимущества первопроходца. Очень ожидаемые полностью твердотельные батареи все еще находятся далеко от реализации. Разработка технологии сталкивается с множеством параллельных технических направлений, и различные производители литий-ионных батарей имеют свои собственные преимущества в производительности. Это в основном связано с низкой технологической зрелостью, так как ни один производитель батарей пока не нашел технического решения, которое могло бы всесторонне улучшить все важные показатели производительности батарей, сохраняя при этом контроль над затратами.

По крайней мере, на данный момент, сможет ли пакетные батареи снова подняться на "крыльях" твердотельных батарей, еще предстоит подождать несколько лет.