行业深度丨电池Pack技术革命：结构优化有助于动力电池成本降低

三、电池包结构设计优化，将加剧动力电池行业集中度再次提升

（一）电池包设计优化，拓展铁锂动力电池应用空间，也同样利于三元材料电池成本降低

我们知道，铁锂电池作为国内新能源汽车产业发展早期占比最高的动力电池类型，在商用车领域一直占据稳定的行业地位。但是在国家补贴和技术标准不断倒逼动力电池能力密度提升背景下，过去5年铁锂电池在新能源乘用车领域的市场份额被三元材料锂电池所替代。随着国家补贴逐渐退出，国内的新能源汽车整车生产商对于动力电池技术路线将逐步回归以市场需求为主导，磷酸铁锂电池体现出的高性价比特征，在价格敏感的新能源汽车市场再次体现出竞争力。

与此同时，比亚迪将磷酸铁锂正极制成的“刀片电池”应用于2020年全新车型“汉”，则赋予了磷酸铁锂高端化车型应用新的变化。根据行业信息，磷酸铁锂正极材料除了具备一定改性空间（磷酸锰铁锂）以外，电芯结构借鉴软包电池工艺（叠片工艺、电池极耳设计等）进行升级等，对于磷酸铁锂电芯能量密度、充放电性能及循环寿命等方面均有改善。再加上电池pack设计优化，装载磷酸铁锂电池的比亚迪“汉”，能够实现2.9秒的百公里加速，和600公里续航能力。定位于中高端车型的比亚迪“汉”，也同时拓展了磷酸铁锂电池的车型级别应用空间。

另外，如前文所述，采用三元材料锂电池的日常LEAF也通过近10年3代电池结构的设计，实现了电池包能量密度和成组效率提升。特斯拉的Model S和Model 3的电池包比较，也可以看到提升对电池管理能力，降低对电池包结构的硬件冗余设计，是当前车企在电池包成本优化性能提升的殊途同归之策。

另外，2019年12月28日，蔚来汽车创始人李斌表示，蔚来汽车未来推出的100kwh电池包，将采用宁德时代CTP电池技术（早期采用811三元锂电，将电池包电量从70kwh提升至84kwh）。而威马汽车采用CTP技术将电芯集成到电池包，将使得威马汽车综合续航里程提升至700km。我们可以明显的看到，少模组及无模组的电池包解决方案，国内车企在2020年也将使用于三元锂电，实现电池包综合性能的不断提升。

（二）降低安装成本增加维护难度，对产品品质提出更高要求：加剧行业集中度提升

我们知道，随着一个产品系统集成化程度加深，这将加大该系统后期使用过程中运维难度。所以对于新能源汽车动力电池系统，当车企考虑成本降低通过少模组或无模组解决方案提高了电池包集成度，那么对于电池包品质，特别是组成电池包的电芯单元，提出更高要求：不单单需要满足能够实现产品的生产，同时要具备上规模商业化推广的经济价值。所以在这样背景下，使得车企在动力电池生产商选择门槛提升，同时为车企本身打造的高集成度电池包系统建立产品护城河。

在从电芯集成为模组最后形成电池包的过程中，模组这个环节的设计，就是便于电池在后期使用过程中以“模组”为单元对故障电池进行维护，可以降低电池包的维护成本。但是如果电池走向少模组或者无模组解决方案之后，电芯再出现故障，那么按照以往处理方式，拆除更换单个模组涉及的电芯数量就会变多（甚至是整个电池包），这将大大增加电池后期维修成本。所以如何降低电池故障率，提高电池品质质量，就成为车企选择动力电池生产企业的关键标准。而考虑到后期高昂的供应商更换成本，我们认为该技术路线将加剧动力电池行业集中度提升。

（三）电池包少模组方案或将加剧方形电池在全球动力电池市场份额提升

当前锂离子动力电池依然是圆柱、方形、软包三类电芯三分天下。相比于特斯拉采用圆柱电池解决方案的与众不同，方形电芯和软包电池在全球其他主流车企和造车新势力中有更广泛的应用。当前，还没有足够的证据来说明最终三种技术路线是否会被其中一种一统天下，因为各类电池在当前的锂电池产业发展阶段，均具有横向比较性的优点和劣势。但是考虑到电池包结构优化的重要思路，是降低电池包冗余零部件使用量，那么圆柱电池和方形电池的金属外壳（钢壳或者铝壳），本身所具备的机械强度，可减少模组支撑结构件的使用量，也便于电池pack加工难度的降低，软包电芯需要借助模组来形成机械强度的设计就显出一定劣势。而方形电池在单体电芯容量较圆柱电池优势明显，且其方形物理尺寸持续较圆形尺寸能够使得pack系统成组效率更高，所以如果无模组或少模组解决方案被越来越多车企认同接受，或将加剧方形电池市场份额的提升。这只是一直可能演进方向的猜想，后续可持续保持跟踪。

全球方形电池代表企业：宁德时代、比亚迪、三星SDI等；软包电池代表企业：LG、SKI、AESC；圆柱电池代表企业：松下、LG、三星SDI等。所以未来动力电池技术路线的比较，或将中期维度影响各类企业市场份额的变化。