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固态电池的起点，从软包开始

导语：固态电池是锂电池未来的发展方向，而软包是固态电池确定性的包装技术。

Through chances various， through all vicissitudes， we make our way.

这是格雷厄姆《聪明的投资者》一书扉页上的话，来源于维吉尔（Virgil）未完成的古罗马史诗《埃涅伊德（Aeneid）》。

“千载难逢，历经沧桑，一路前行”。

特洛伊陷落后，流亡的埃涅伊德王子带领族众四处迁徙流浪，试图寻找一块福地。经历无数跋涉、快抵达时，他们又遭遇风暴和诱惑考验，甚至走过地狱，信念仍然如“蒲苇纫如丝，磐石无转移”。最后如愿以偿，开启罗马帝国的建国伟业。

聪明的投资者，理应像埃涅伊德，在迈向信念目标的路途中，守得住繁华，也耐得住寂寞。

价值投资奉行长期主义，企业经营更有甚于此。

保持初心、坚守不移从不是一件简单的事。外界质疑、发展变化，以及自我怀疑，都是考验，且最后不一定行满功圆。

但在这个过程中，有一个先决条件——是否探究到事物的本质。如果做到了，便有望守得云开见月明。

锂电池的技术发展，是一项看谁跑得久、跑得远的比赛。掌握了关键技术，方能御风而起，乘浪而行。

如今，这场赛事正进入下半场。固态电池备受瞩目，有望引领下一次锂电池浪潮。而软包电池无疑是最为匹配的包装技术。

传说中的“软包之王”孚能科技（ 688567.SH），将迎来高增长时刻。

下一站，固态电池

说起固态电池，各位读者可能略感陌生。严格意义上讲，现阶段的锂电池应该称作液态锂电池，因为其核心电池材料之一是液态电解质（也称电解液）。

那么使用固态电解质的锂电池，就被称之为固态锂电池，简称固态电池。很明显，二者构造不同。

传统锂电池构成包括正极、负极、电解液、隔膜四大材料。而固态电池则将电解液和隔膜换成了固态电解质，其余类似。

对于锂电池而言，安全是排在第一位的。可是，传统液态锂电池的安全性却长期被市场质疑。

近日，市场监管总局公布《关于2021年全国汽车和消费品召回情况的通告》，报告显示，2021年实施新能源汽车召回59次，涉及车辆83万辆，占全年召回总数量的9.5％；新能源汽车召回次数和召回数量，同比上年，分别增长31.1％和75.9％。

其中，新能源汽车缺陷线索报告3033例，反映动力电池、电机、电控系统问题的，占新能源汽车缺陷线索的52.5％。“动力电池过热起火”和“电控系统故障”依旧占比较大，是新能源车的首要安全隐患。

锂电池导致起火的主要原因便是电解液。在现有技术条件下，电解液提供了锂离子在电池内“畅游”的场所。

不过，电解液对温度十分敏感。它在高温下极易分解，腐蚀性强、易燃易泄漏。尤其是析锂反应，极易造成短路。

短路一旦发生，局部温度大幅上升，达到锂电池内部的液态电解液燃点，进而起火甚至发生爆炸。

虽然各厂商也曾尝试添加阻燃剂、或使用耐高温薄膜的方法，解决安全性问题，但仍旧没有成功。可以说，从根本上，液态电池技术难以杜绝安全隐患。

相较而言，固态电池最突出的优点便是安全性。它使用几乎不可燃的固态电解质作为传导介质，降低了电池组对温度的敏感性，杜绝了析锂枝晶增加的短路概率，亦能凭借良好的绝缘性，有效阻隔正负极。

除了安全性的天然优势，固态电池另一大看点便是性能。

长期以来，续航和快充是新能源车的阿克琉斯之踵，里程焦虑是令人尴尬的“常态”。因此，新能源车一直朝着高续航的路径发展：从200公里到500公里，即将进入1000公里的目标范围。

达成这一目标，需要更高能量密度的锂电池。在业界，通常用Wh/kg标定能量密度。

根据国家2020年10月发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，我国纯电动汽车动力电池的能量密度，2025年目标为400Wh/kg，2030年目标为500Wh/kg。

这对于现在的液态锂电池技术来讲是困难重重。

在液态电池领域，三元软包是能量密度最高的技术。根据2021年4月的《自愿性披露新技术研发进展公告》，孚能科技研发成功的新一代动力电池，能量密度可达330Wh/kg，而其余厂家正在努力突破300Wh/kg。

锂电池的能量密度主要取决于工作电压和正负极材料比（克）容量。也就是说，电压越大，能量密度越大；比容量越高，能量密度越高。

简单来讲，锂电池在工作的时候，电池电压会随着电量的降低而下降。假设其他条件不变，同等电流下，高电压的工作时间就比低电压长。

打个比方，高一点的蓄水池可以装更多的水，所以使用相同的水龙头排水，时间肯定更长。

然而，4.3V以上电压会加剧电解液分解。因此，受目前液态锂电池的材料和使用安全性所限，锂电池的工作电压一般在4.2V以内，很难有所提升。

比（克）容量的意义是每克锂电池材料含多少mAh（毫安时）电量。从液态锂电的正负极材料来看，负极石墨365m A·h/g，8系三元高镍正极220mA·h/g。现有正负极材料的比容量难以大幅提升。

液态锂电技术与生俱来的瓶颈制约下，实现未来的能量密度目标困难重重。而固态电池如果只是替换了电解液进而提升安全性，那也不可能被视为一项颠覆性技术。

最为关键的是，固态电解质的使用，可以改变现有正负极体系，采用更高比容量材料作为正负极。

通过采用负极金属锂，正极高电势材料，电化学窗口可以达到5V以上。而锂的比容量高达3860mA·h/g，是石墨的10倍以上，三元高镍正极的17.5倍。

从锂电池未来高能量密度的技术发展路径来看，固态电池无疑更加适合大规模应用。

技术大规模推广最重要的前提之一是成本。虽然目前固态电池的成本远高于液态锂电池，但降本路径已经逐步清晰。

首先，固态电池使用电解质，替换出的电解液和隔膜，合计占锂电池成本30-45％。

目前在使用中、或接近商用的固态电池电解质，有聚合物、硫化物和氧化物三种。近期，中科大合成了一种新型固态电解质——氯化锆锂，使成本降低94％。

液态锂电池除了锂外，还大量用到钴、镍等稀缺金属，价格高昂。而固态电池正极可以使用锰、硫等常见的材料，客观上保证了未来固态电池的成本竞争空间。

现阶段的三元电池，其每千瓦时成本已经超过1000元。

而据日产汽车（7201.T）的规划，到2028财年，全固态电池能够将电池组的成本降至每千瓦时75美元（折合人民币约477元），未来会将成本进一步降低至每千瓦时65美元（折合人民币约414元）。

安全、性能、成本是锂电池推广的核心三要素，在这三方面，固态电池已经展现出巨大的优势。毫无疑问，未来锂电池的主流技术路径属于固态电池。

目前固态电池技术尚处于一片蓝海。电解质、正极等材料均没有出现颠覆性替代的产品，没有形成产业基础。此时，是先行者获取优势的最好时机。

但，如何辨识出具有发展前景与潜力的企业，对投资者是一道难题。

确定的未来，属于软包电池

在现阶段固态电池的技术认知里，有一个方向是确定性较高的，那便是包装方式。

传统的锂电池和固态电池包装，有软包、方形和圆柱三种工艺。

制造过程按顺序可分为前段、中段、后段三个环节。简单来讲，前段就是正负极生产的过程，后段则是检测组装的环节。

中段就是电池制作的过程，包含叠片/卷绕、入壳、焊接、干燥、注液等五道工序，最核心的环节便是叠片/卷绕工序，在整个中段工艺中价值量最高，占比约为70％。

不同包装方式制作工序也不同。圆柱电池主要采用卷绕工艺（可以想象成制作多种食材的卷饼），方形电池多数也以卷绕为主，而软包电池采用的是叠片工艺（可以想象成制作三明治）。

由于氧化物及硫化物电解质柔韧性较弱，采用叠片工艺的软包电池是最适合的。不仅于此，相较于圆柱电池和方形电池，软包电池在能量密度上也有显著优势。

叠片工艺生产的软包电池，内部变形、弯曲或断裂的概率低。另外，软包电池的铝塑膜外壳并不坚硬。电池一旦发生热失控，一般会先胀气冲破铝塑膜封装，带走大量的热量，避免电池发生爆炸。

而质量较轻的铝塑膜外壳，在同等容量下，使得整个电池重量较钢壳锂电池轻40％，较铝壳锂电池轻20％。因而，软包电池的能量密度会比钢壳三元锂电池高出40％。

软包电池获得了下游汽车厂商的青睐，大众、奔驰、通用、现代、福特等车企，纷纷使用其配置多款主流车型。

2020年欧洲最畅销Top20新能源乘用车中有15款搭载软包电池。而高端配置型新能源车更多采用的也是软包电池技术。

相比于海外，国内软包电池却显得较为落寞。国内车厂更倾向于产业链条完备、供给保障充足的方形电池。目前而言，软包电池相关产业基础薄弱，在推进新能源汽车的历史进程中，暂时落后于方形和圆柱电池。

国产化替代一直是国内软包电池需要攻克的难题。以孚能科技为代表的软包电池企业多年深耕，已打破各项技术瓶颈，产品品质达到国际先进水准，成功进入了戴姆勒A供体系。

2021年国内动力电池装机电量排名中，孚能科技排名第七。在国内软包电池以及三元软包电池装机量上，孚能连续保持第一名。

生产方面，镇江工厂一期完成产能爬坡，二期已陆续投产，三期建设再提速，芜湖项目蓄势待发。届时到2023年底，公司将实现26Gwh软包电池的产能规模。

在固态电池技术逐步落地过程中，孚能科技有望获取先发优势，迎来高增长时刻。

结语

在国内外固态电池技术推进上，上至政府、下至企业皆不遗余力。

海外企业纷纷抛出大手笔投资，大众集团董事会成员Thomas Schmall表示，公司计划花费高达300亿欧元（约合人民币2162亿），用于欧洲电芯工厂，并确保重要原材料供应。

包括宝马、奔驰、大众、现代、丰田、本田、日产等在内的汽车集团，均将固态锂电池作为其下一代电动车电池的技术方向。

政府层面，欧盟多国共同出资32亿欧元，同时从私人投资方募集50亿欧元，用于发展固态电池。美国、日本、韩国也都宣布了发展固态锂电池相关支持政策和补贴。

我国《新能源汽车产业发展规划》中提出了加强固态电池研发和产业化的要求。东风汽车与赣锋锂业合作开发的首批50辆东风－赣锋高比能固态电池车，在江西省新余市完成交付。

在此背景下，固态电池未来的确定性毋庸置疑，甚至已开始提速。

中国锂电技术从模仿者、追赶者的角色，逐步成长为引导者和创新者。沧海横流，方显英雄本色。

在固态电池的竞争上，以宁德时代（ 300750.SZ）、比亚迪（ 002594.SZ）、孚能科技为代表的中国锂电军团，将在这个舞台上大展宏图，大显身手，争夺锂电池下半场的话语权。

本文源自阿尔法工场研究院

科创板电池第一股来了，这是家什么样的公司？

记者 | 周小飏

编辑 |

孚能科技（赣州）股份有限公司（下称孚能科技）成为科创板动力电池第一股。

3月31日，孚能科技的科创板首发上市申请通过上市委审议，是科创板首家过会的电池企业。

去年9月16日，孚能科技在科创板的IPO获得受理，之后历经了三轮问询。

据招股说明书显示，孚能科技此次拟公开发行普通股不超过2.14亿股，拟募资不超过34.37亿元。

其中，计划28.36亿元用于年产8 GWh的镇江锂离子电池项目三期工程；约6亿元用于补充运营资金。

新能源汽车动力电池技术路线中，按照电池的封装方式和形状，可分为软包电池、方形电池、圆柱电池等；按照正极材料的类型，可分为三元电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池等。

孚能科技的技术路线为三元软包动力电池，被业界称为“软包动力之王”，其生产基地主要在江西省赣州市，江苏镇江市的生产基地正在建设中。

招股说明书显示，2016年-2018年，孚能科技的有效产能分别为372 MWh、1264 MWh 和2018 MWh；2019年前9月，进一步提升到2309.25 MWh，是2016年的6.2倍。

根据高工锂电GGII数据，2017年，孚能科技产品装机量排名全国第七，2018年排名全国第五，2019年重新排名全国第七。

招股书明书显示，孚能科技成立于2009年，由美国孚能与赣州满园建设开发有限公司合资建立。2012年，美国孚能宣布收购后者持有的全部30%股权，成为孚能科技的全资控股股东。

美国孚能是一家从事新型锰酸锂材料及其动力锂离子电池的科研企业。

此后，孚能科技还经过了11次股权转让。自2016年5月-2019年2月，共进行了D轮融资。

目前，香港孚能是孚能科技第一大股东，持股28.36%；深圳安晏投资合伙企业是第二大股东，股比23.88%；第三大股东为上杭兴源股权投资合伙企业，持股比例为6.99%。

招股说明书显示，2016年-2019年前9个月，孚能科净利润分别为734.36万元、1826.13万元、-7821.48万元和8337.95万元。

北汽集团是孚能科技第一大客户。2016年-2019年前9月，北汽集团对其主营业务收入贡献占比分别为65.63%、87.57%、83.58%和53.68%。

此外，孚能科技的客户还包括北汽新能源、戴姆勒、北京奔驰、广汽、长城、吉利、一汽、江铃、长安等车企。

孚能科技称，截至2019年末，其已为超过12.5万辆新能源汽车提供产品和服务。

软孚能科技在包动力电池的产能，既是它的优势，也是其局限。

孚能科技在招股说明书中称，其技术路线和产品线较为单一，如果未来动力电池技术发生突破性变革，电池产品类型发生迭代，公司未能及时掌握新技术并将其应用于相关产品，可能会对公司的市场地位和盈利能力产生不利影响。

今年新冠疫情发生后，孚能科技于2月12日复工。孚能科技称，截至3月13日，其复工率已超过90%，各项生产经营活动正常有序开展。

孚能科技判断，今年一季度受疫情影响较大，预计公司收入大幅下降，产量减少及费用开支明显增加，对全年经营业绩产生一定负面影响。

孚能科技也提醒投资者，动力电池下游行业发展，有高度依赖行业政策的风险。

孚能科技的保荐机构是华泰联合证券有限公司（下称华泰证券）。这是华泰证券今年保荐过会的第二家科创板企业。3月11日，华泰证券保荐了天合光能股份有限公司过会。

孚能王锂电池固态电池的起点，从软包开始

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