800V高压系统对电池的影响
电芯层面
高压快充对电池的倍率性能提出要求
高压快充，其本质就是要提高充电速度，解决用户的充电焦虑。如今普遍使用的400 V电压系统(250 A电流)可以达到100 kW的充电功率，电池由30%SOC充至80%SOC需要约30min，距燃油车的加油速度还存在很大差距，即使在未来将电流增加到500 A，也需要15min左右，而800V高压未来能达到300-500 kW的充电功率，只需几分钟就能迅速补能，可以媲美燃油车的补能速度。
图片
充电时间的减少在给消费者带来更好体验的同时也给电池带来了考验，电池的充电速度主要取决于锂离子的脱嵌和迁移速率，当采用800V电压平台后，充电倍率最大可达6C（目前普遍为1C），在高充电倍率下，锂离子脱嵌和迁移的速率加快，部分锂离子来不及进入正负极，只能形成一些副产物，导致活性物质损失，加速电池寿命衰减。且动力电池在快充条件下，析锂现象加剧，一方面将造成活性物质的损失，影响电池容量和寿命；另一方面，锂枝晶一旦刺穿隔膜，将导致电池内部短路，造成起火等安全风险。
为解决上述问题，业界针对电池各组分做出了大量努力：
正极材料方面，最新的亮点技术有蜂巢能源的前驱体定向生长精准控制技术，通过控制前驱体合成参数，一次粒径放射状生长，打造离子迁移“高速公路”，提高离子传导，以及广汽埃安的石墨烯电池，石墨烯电池是将石墨烯与镍钴锰酸锂三元正极材料混合制成，石墨烯形成一个近似球面的三维结构，它能很好地与三元正极分子结合，增大相互之间传递电荷的面积，从而提升电荷传递效率，将充电速度加快至8分钟充满80%，这款电池将搭载在AionV上。
负极材料是充电倍率突破的重要方向，宁德时代在2019年曾对外宣称正在研发一种新的磷酸铁锂电池技术，在负极石墨的表面利用“快离子环”技术让石墨结构兼具超级快充和高能量密度的特性，石墨层增加锂离子嵌入速度后可以达到4C-5C的超级快充能力，相当于15分钟完成主要的充电过程；蜂巢能源在今年的上海车展上推出负极表面改性技术，采用液相包覆技术在石墨表面包覆无定形碳，降低阻抗，提升锂离子的通道。
电解液也需要较高导电率，并且不与正负极反应，能抗高温、阻燃、防过充。宁德时代引入了拥有超强运输能力的超导电解液，提升锂离子在液相和界面的传输速度，通过调控极片多孔结构的梯度分布，实现上层高孔隙率结构，下层高压实密度结构等。蜂巢能源采用含硫添加剂/锂盐添加剂等低阻抗添加剂体系电解液，降低正负极界面成膜阻抗，较高的锂盐浓度可以保证电解液较高的电导率。
在材料之外，还可以改善生产工艺来提高电池倍率性能，比如制备更均匀的浆料，提高涂布一致性可以使电极形成更均匀的导电网络，为离子传输提供快速通道。另外，将电极做薄也有助于提高脱嵌锂的速率，但矛盾的是，厚电极更有利于提高能量密度。因此，在目前的技术基础上，为实现快速充电，势必牺牲一定的能量密度，Taycan的电池系统能量密度约为148Wh/kg，作为对比，根据工信部的《新能源汽车推广应用推荐车型目录》，我国2019年申报数量最多的车型能量密度集中在160Wh/kg，2020年申报数量最多的车型能量密度集中在160-170Wh/kg之间，从某个角度来说，由于能量密度下降，Taycan车重增加了40多千克。
另外，说一句题外话，电池系统能量密度降低后，对于整车来说，更高的电压意味着更小的电流和更轻的线缆重量（Taycan的铜线减重4kg），在这个层面上来说，800V有助于整车减重。
模组/pack层面
我们知道单个锂离子电池的电压只有3-4V，电池串联后增大电压，并联后增大电流，因此为实现几百伏的系统电压，需要将电池进行串联，400V电压需要约一百个电芯串联，例如特斯拉Model 3短续航版的电芯总数为4416个，串联数为96；而800V则需要约200个电芯串联，保时捷Taycan的电池包总共包含396个电芯，串联数为198。
保时捷Taycan的串并联方式
保时捷Taycan是全球第一款量产的电压平台为800V的车型，其最高充电功率为350kW，电池包总重630kg，采用三元体系，总电量为93.4kWh，额定电压为723V，包含396个三元软包电芯，每个电芯的标称电压为3.65V，容量为66Ah；每12个电芯以6s2p的形式组成一个模组，模组电压为22V，容量为132Ah，396个电芯共组成33个模组。
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单个模组串并联方式
上述33个模组串联，被分成两层放置，下层包含30个，上层包含另外3个，800A保险丝串联在18号模组和19号模组之间。在发生短路电流的情况下，将会中断高压蓄电池的供电，以保证电池安全。
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Taycan的电池箱体结构
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下层模组的连接方式
图片
上层模组的连接方式
串数增加，对电芯一致性要求提高
一致性，指的是用于成组的单体电芯的初期性能指标的一致，包括容量、阻抗、电极的电气特性、电气连接、温度特性、衰变速度等，如果电芯之间一致性存在差异，将影响整个电池组的性能。
从上面的分析可以看出，800V高压架构的Taycan的电池采用的是198s2p的连接方式，串联数为198个，较400V系统增加了一倍。对于串联回路，在充放电时流过的电流是一样的，因为电芯内阻的差异，单体电芯表现的电压不同。内阻比较大的电池在充电时会提前充满或优先到达上限电压，放电时则会提前到达下限电压，为了避免过充过放，电池管理系统就会截止充放电，而此刻其他电芯还未充满或充分发挥容量，从而导致电池容量的浪费。内阻高的电芯完全充放电的频率更高，使其衰减更快，久而久之，这颗电芯就更可能发生失效或安全故障。串数越多，电芯产生问题的概率就越高，对于电芯一致性的要求也相应提高。
目前，改进电池一致性的方法主要有：（1）极限制造：在生产过程中控制原材料的一致性、改良工艺过程及参数等，例如宁德时代就将极限制造创新列为自己的四大创新体系之一，将产品缺陷率由ppm级做到ppb级；（2）电池下线后即对电池进行筛选，选择同一批次性能相近的电池成组；（3）电池管理方面：在使用过程实时监控，优化电池的充放电、热管理等等，这个我们后面会讲。
电池热管理
为进行对比，我们假设存在电压为400V的电芯，将其分别组成电量相同，电压分别为400V和800V的电池包，则其串并联方式如下图：
图片
目前国内充电桩支持的最大电流为250A，未来可达500A，若电流过大，将导致充电电缆过粗过重，给使用带来不便。因此，在外部输入电流一样的情况下，由于并联分流，流过800V系统单个电芯的电流将大于400V系统，相应的800V系统产生的热量也更大，对于热管理的要求越高。
我们来看一下Taycan的热管理，水冷板分别在电池箱体下侧，可有效隔绝冷却液与模组，提高电池安全性。由于模组分布在两层，其水冷系统也分为上下两层，共13个冷却支路，每个冷却支路有两根水冷管并联，水冷管采用口琴管的方案，每根水冷管有10个并联通道。
图片
Taycan水冷管截面
电池的液冷系统与整车的冷却系统是交互的，动力电池将热量传递给水冷板中的冷却液，冷却液再将热量通过热交换器传递给整车的冷却系统，最后将热量排放到空气中。
图片
Taycan的热管理系统
热安全方面，由于快充过程中产热量大，热失控的风险增加，因此需要进行有效的监控与预警，电池包的结构选材方面也要优化改进。
此外，800V高压快充技术对热管理的要求还体现在电池散热与升温之间的平衡：
一方面，由于通过单个电芯的电流更大，导致电芯产热更多——温度升高——加剧电芯老化/产生安全隐患——波及其他电芯甚至整车。另一方面，低温环境并不利于快充，热管理系统需要将即将进行快充的电池的温度适当提高，例如，Taycan电芯进行快充的最适宜温度为30℃，所以，车主如需要进行大功率快充，那么整车会事先将电芯温度调整到30℃，如果在充电时还没有达到这个温度或是车主没有事先设置进行加热，Taycan会首先将电芯加热到30℃，然后才允许大功率充电。
BMS
BMS对电池进行监控和管理，是动力电池系统的大脑。一般来说，BMS由一个主控单元和多个从控单元组成，从控单元直接连接动力电池，主控单元通过CAN总线或菊花链通信等方式管理多个从控单元。
图片
BMS架构
上文我们提到，一个电池包中的电芯要尽量保持在一致的状态，BMS具有均衡管理的功能，即根据电芯信息，采取主动或被动的方式，尽可能均衡各电芯的荷电状态。BMS有两种均衡方式：主动均衡和被动均衡，主动均衡是将电量由SOC高的电池转移到低的电池中，结构较为复杂且成本高；被动均衡是将SOC高的电池的电量通过并联电阻消耗掉，这种方式结构简单且成本低，但是会造成能量浪费，目前采用较多的是被动均衡。BMS需要考虑电池自放电、均衡时间、散热等因素，来管理电池状态，使其保持一致，上文提到，串数增多，电池一致性要求也提高，同样的，对BMS的均衡能力要求也要提高。
再有就是， BMS中存在高压电路和低压电路，高低压电路之间的通信需要使用通信隔离芯片，电池包电池达800V后，这种耐高压的隔离芯片要重新选型，选择汽车级加强隔离的芯片。
除上述内容外，由于电压电流的变化，电池包内相关元器件、连接件等也需要重新选型，在此不再赘述。
电芯层面
高压快充对电池的倍率性能提出要求
高压快充，其本质就是要提高充电速度，解决用户的充电焦虑。如今普遍使用的400 V电压系统(250 A电流)可以达到100 kW的充电功率，电池由30%SOC充至80%SOC需要约30min，距燃油车的加油速度还存在很大差距，即使在未来将电流增加到500 A，也需要15min左右，而800V高压未来能达到300-500 kW的充电功率，只需几分钟就能迅速补能，可以媲美燃油车的补能速度。
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充电时间的减少在给消费者带来更好体验的同时也给电池带来了考验，电池的充电速度主要取决于锂离子的脱嵌和迁移速率，当采用800V电压平台后，充电倍率最大可达6C（目前普遍为1C），在高充电倍率下，锂离子脱嵌和迁移的速率加快，部分锂离子来不及进入正负极，只能形成一些副产物，导致活性物质损失，加速电池寿命衰减。且动力电池在快充条件下，析锂现象加剧，一方面将造成活性物质的损失，影响电池容量和寿命；另一方面，锂枝晶一旦刺穿隔膜，将导致电池内部短路，造成起火等安全风险。
为解决上述问题，业界针对电池各组分做出了大量努力：
正极材料方面，最新的亮点技术有蜂巢能源的前驱体定向生长精准控制技术，通过控制前驱体合成参数，一次粒径放射状生长，打造离子迁移“高速公路”，提高离子传导，以及广汽埃安的石墨烯电池，石墨烯电池是将石墨烯与镍钴锰酸锂三元正极材料混合制成，石墨烯形成一个近似球面的三维结构，它能很好地与三元正极分子结合，增大相互之间传递电荷的面积，从而提升电荷传递效率，将充电速度加快至8分钟充满80%，这款电池将搭载在AionV上。
负极材料是充电倍率突破的重要方向，宁德时代在2019年曾对外宣称正在研发一种新的磷酸铁锂电池技术，在负极石墨的表面利用“快离子环”技术让石墨结构兼具超级快充和高能量密度的特性，石墨层增加锂离子嵌入速度后可以达到4C-5C的超级快充能力，相当于15分钟完成主要的充电过程；蜂巢能源在今年的上海车展上推出负极表面改性技术，采用液相包覆技术在石墨表面包覆无定形碳，降低阻抗，提升锂离子的通道。
电解液也需要较高导电率，并且不与正负极反应，能抗高温、阻燃、防过充。宁德时代引入了拥有超强运输能力的超导电解液，提升锂离子在液相和界面的传输速度，通过调控极片多孔结构的梯度分布，实现上层高孔隙率结构，下层高压实密度结构等。蜂巢能源采用含硫添加剂/锂盐添加剂等低阻抗添加剂体系电解液，降低正负极界面成膜阻抗，较高的锂盐浓度可以保证电解液较高的电导率。
在材料之外，还可以改善生产工艺来提高电池倍率性能，比如制备更均匀的浆料，提高涂布一致性可以使电极形成更均匀的导电网络，为离子传输提供快速通道。另外，将电极做薄也有助于提高脱嵌锂的速率，但矛盾的是，厚电极更有利于提高能量密度。因此，在目前的技术基础上，为实现快速充电，势必牺牲一定的能量密度，Taycan的电池系统能量密度约为148Wh/kg，作为对比，根据工信部的《新能源汽车推广应用推荐车型目录》，我国2019年申报数量最多的车型能量密度集中在160Wh/kg，2020年申报数量最多的车型能量密度集中在160-170Wh/kg之间，从某个角度来说，由于能量密度下降，Taycan车重增加了40多千克。
另外，说一句题外话，电池系统能量密度降低后，对于整车来说，更高的电压意味着更小的电流和更轻的线缆重量（Taycan的铜线减重4kg），在这个层面上来说，800V有助于整车减重。
模组/pack层面
我们知道单个锂离子电池的电压只有3-4V，电池串联后增大电压，并联后增大电流，因此为实现几百伏的系统电压，需要将电池进行串联，400V电压需要约一百个电芯串联，例如特斯拉Model 3短续航版的电芯总数为4416个，串联数为96；而800V则需要约200个电芯串联，保时捷Taycan的电池包总共包含396个电芯，串联数为198。
保时捷Taycan的串并联方式
保时捷Taycan是全球第一款量产的电压平台为800V的车型，其最高充电功率为350kW，电池包总重630kg，采用三元体系，总电量为93.4kWh，额定电压为723V，包含396个三元软包电芯，每个电芯的标称电压为3.65V，容量为66Ah；每12个电芯以6s2p的形式组成一个模组，模组电压为22V，容量为132Ah，396个电芯共组成33个模组。
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单个模组串并联方式
上述33个模组串联，被分成两层放置，下层包含30个，上层包含另外3个，800A保险丝串联在18号模组和19号模组之间。在发生短路电流的情况下，将会中断高压蓄电池的供电，以保证电池安全。
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Taycan的电池箱体结构
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下层模组的连接方式
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上层模组的连接方式
串数增加，对电芯一致性要求提高
一致性，指的是用于成组的单体电芯的初期性能指标的一致，包括容量、阻抗、电极的电气特性、电气连接、温度特性、衰变速度等，如果电芯之间一致性存在差异，将影响整个电池组的性能。
从上面的分析可以看出，800V高压架构的Taycan的电池采用的是198s2p的连接方式，串联数为198个，较400V系统增加了一倍。对于串联回路，在充放电时流过的电流是一样的，因为电芯内阻的差异，单体电芯表现的电压不同。内阻比较大的电池在充电时会提前充满或优先到达上限电压，放电时则会提前到达下限电压，为了避免过充过放，电池管理系统就会截止充放电，而此刻其他电芯还未充满或充分发挥容量，从而导致电池容量的浪费。内阻高的电芯完全充放电的频率更高，使其衰减更快，久而久之，这颗电芯就更可能发生失效或安全故障。串数越多，电芯产生问题的概率就越高，对于电芯一致性的要求也相应提高。
目前，改进电池一致性的方法主要有：（1）极限制造：在生产过程中控制原材料的一致性、改良工艺过程及参数等，例如宁德时代就将极限制造创新列为自己的四大创新体系之一，将产品缺陷率由ppm级做到ppb级；（2）电池下线后即对电池进行筛选，选择同一批次性能相近的电池成组；（3）电池管理方面：在使用过程实时监控，优化电池的充放电、热管理等等，这个我们后面会讲。
电池热管理
为进行对比，我们假设存在电压为400V的电芯，将其分别组成电量相同，电压分别为400V和800V的电池包，则其串并联方式如下图：
图片
目前国内充电桩支持的最大电流为250A，未来可达500A，若电流过大，将导致充电电缆过粗过重，给使用带来不便。因此，在外部输入电流一样的情况下，由于并联分流，流过800V系统单个电芯的电流将大于400V系统，相应的800V系统产生的热量也更大，对于热管理的要求越高。
我们来看一下Taycan的热管理，水冷板分别在电池箱体下侧，可有效隔绝冷却液与模组，提高电池安全性。由于模组分布在两层，其水冷系统也分为上下两层，共13个冷却支路，每个冷却支路有两根水冷管并联，水冷管采用口琴管的方案，每根水冷管有10个并联通道。
图片
Taycan水冷管截面
电池的液冷系统与整车的冷却系统是交互的，动力电池将热量传递给水冷板中的冷却液，冷却液再将热量通过热交换器传递给整车的冷却系统，最后将热量排放到空气中。
图片
Taycan的热管理系统
热安全方面，由于快充过程中产热量大，热失控的风险增加，因此需要进行有效的监控与预警，电池包的结构选材方面也要优化改进。
此外，800V高压快充技术对热管理的要求还体现在电池散热与升温之间的平衡：
一方面，由于通过单个电芯的电流更大，导致电芯产热更多——温度升高——加剧电芯老化/产生安全隐患——波及其他电芯甚至整车。另一方面，低温环境并不利于快充，热管理系统需要将即将进行快充的电池的温度适当提高，例如，Taycan电芯进行快充的最适宜温度为30℃，所以，车主如需要进行大功率快充，那么整车会事先将电芯温度调整到30℃，如果在充电时还没有达到这个温度或是车主没有事先设置进行加热，Taycan会首先将电芯加热到30℃，然后才允许大功率充电。
BMS
BMS对电池进行监控和管理，是动力电池系统的大脑。一般来说，BMS由一个主控单元和多个从控单元组成，从控单元直接连接动力电池，主控单元通过CAN总线或菊花链通信等方式管理多个从控单元。
图片
BMS架构
上文我们提到，一个电池包中的电芯要尽量保持在一致的状态，BMS具有均衡管理的功能，即根据电芯信息，采取主动或被动的方式，尽可能均衡各电芯的荷电状态。BMS有两种均衡方式：主动均衡和被动均衡，主动均衡是将电量由SOC高的电池转移到低的电池中，结构较为复杂且成本高；被动均衡是将SOC高的电池的电量通过并联电阻消耗掉，这种方式结构简单且成本低，但是会造成能量浪费，目前采用较多的是被动均衡。BMS需要考虑电池自放电、均衡时间、散热等因素，来管理电池状态，使其保持一致，上文提到，串数增多，电池一致性要求也提高，同样的，对BMS的均衡能力要求也要提高。
再有就是， BMS中存在高压电路和低压电路，高低压电路之间的通信需要使用通信隔离芯片，电池包电池达800V后，这种耐高压的隔离芯片要重新选型，选择汽车级加强隔离的芯片。
除上述内容外，由于电压电流的变化，电池包内相关元器件、连接件等也需要重新选型，在此不再赘述。
封装的核心工序：卷绕更贴合实际，叠片代表高性能的未来
不同的封装形式意味着核心制造工艺的差异化，形成卷绕和叠片两种技术。圆柱电池通常采 用卷绕工艺制作而成，软包电池则需应用叠片工艺，方形电池两种工艺皆可（当下主要为卷 绕）。1）卷绕是将制片工序或收卷式模切机制作的极片卷绕成电芯，原材料按照负极、隔膜、 正极、隔膜的顺序进行卷绕；2）叠片是将模切工序中制作的单体极片叠成电芯，例如典型的 “Z”字形叠片，正负极分别叠在隔膜两面，隔膜以“Z”字形穿行其间而隔开两极。
卷绕和叠片的工艺环节存在差异，使工艺更换将涉及产线的更新与再投资。电芯在卷绕或叠 片前都需要经历搅拌、涂布、辊压等环节，核心差异在于：1）卷绕工艺需要应用制片机和卷 绕机，制片是卷绕前一道工序，包括对分切后的极片焊接极耳、贴保护胶纸、极耳包胶等；2）叠片工艺主要需采用模切机与叠片机，叠片之前先进行模切，将分切后的涂布的极片冲切 成型。工序的差异带来设备的不同，工艺的更换意味着进行产线的更新和再投资。
工艺更换需要对工艺进行严格论证，当下卷绕更符合产业化需求。理论上，叠片工艺制得的 电芯产品在综合性能上优于卷绕工艺，包括能量密度、循环性能及安全性能等方面，主要系 卷绕电芯存在多处弯折区域和集流体焊接区域，内部空间利用率低，并且会有卷绕张力的不 均匀和形变等现象，而叠片电芯界面反应更均匀，活性物质容量能够得到充分发挥。但在实 际应用中，卷绕的生产效率更高，叠片则会面临虚焊、极片毛刺、粉尘等问题，控制和操作 难度更大，需要进一步开展相关设备改进、提升工艺效率。
品质升级的诉求之下，持续优化的叠片工艺逐渐导入。新能源汽车的发展逐渐从政策驱动切 换为消费驱动，对于产品的质量要求提升，体现在动力电池领域，对工艺品质提出了全面升 级的要求。传统的卷绕工艺切合规模量产要求，但叠片对于电芯性能的提升更为明显。随企 业对工艺的精进，叠片工艺开始逐渐导入。蜂巢能源已于 2019 年 4 月率先发布首款车规级 方形叠片电池，其一期工厂应用的高速叠片工艺效率已达到 0.6 秒/片（传统为 1 秒/片），二 期有望提升至 0.45 秒，三期将达到 0.25 秒以超越卷绕工艺效率。蜂巢能源之外，比亚迪的 刀片电池也采取叠片工艺，宁德时代、松下等优质电池企业也有在 2022 年之后导入叠片的 计划。我们认为，对电池品质的高要求将推动叠片技术继续精进。
工艺格局演化之思：先进技术与产业实践的契合是发展关键
全球范围内，不同封装形式电池均有一席之地，但市场竞争力已有差异。2020 年全球动力电 池装机 142.8GWh，同比增长 21%，CATL、LG 化学、松下分列装机前三。从封装类型看， 装机 TOP3 的主营类型不同，CATL 为方形、LG 化学为软包、松下是圆柱。从市场竞争力 看，TOP10 主要是软包和方形电池企业，其中韩系企业聚焦软包，中国企业主营方形居多。短期部分企业为满足下游整车要求，推出其他封装类型产品，如 LG 化学为特斯拉供应圆柱 形电池，并且取得较好的装机量；但长期看，为提升企业竞争力，向更好封装类型切换的动 力提升，如松下已开发出方形产品，避免单一的圆柱业务阻碍发展。
中国区域方形电池为主流，2020 年以来圆柱电池份额有所提升。2020 年中国动力电池出货 量约 80GWh，同比增长 12.7%，其中方形电池占比达到 81%，是主流的封装形式。另一方 面，受益特斯拉国产 Model 3 销量高增，因其搭载 LG 化学三元 811 圆柱电池，因此圆柱类 型出货量占比有所提升，我们预计未来特斯拉 4680 大圆柱带动下有望保持一定份额。分企 业看，中国 2020 年装机 TOP10 中，有 6 家企业主营方形电池，支撑方形装机。
特斯拉与松下的合作使圆柱封装盛极一时。1992 年日本索尼发明锂离子电池，随后选择稳妥 可行的 18650 圆柱电池技术满足消费电子需求。索尼之后，日本松下在 1994 年开始锂电研 发，2008 年收购三洋电机成为全球最大锂电供应商。当镍氢电池因涉及专利侵权而使得丰田 无法在纯电动车上使用该类型后，丰田及松下分别在 2010 年向特斯拉投资 5000 万及 3000 万美元，致力于锂电池系统在动力领域的应用。松下与特斯拉自 2008 年起合作逐渐深入， 并成功将圆柱电池推广到电动汽车：2008 年 Roaster 采用 18650 LCO 电芯，2012 年 Model S 及 2015 年 Model X使用 18650NCA 电芯，直至 2017 年 Model 3 搭载 21700 电芯。独家 供应特斯拉圆柱电芯，松下动力业务跟随特斯拉发展壮大。2017 年松下全球装机约 9.9GWh， 份额为 16.7%排名全球第一。圆柱电芯受到青睐，主要系工艺成熟、一致性强。但圆柱电芯 的劣势在于单体电芯容量小，因此在动力领域需要大量电芯组成电池包，增加管理的复杂程 度。特斯拉匹配圆柱电池包的电池管理系统技术世界领先，未来将推出 4680 大圆柱电芯。
中国新能源商用车的推广使方形成为主流，德系车企对方形的推崇则壮大三星 SDI。中国新 能源汽车的快速发展首先得益于新能源商用车的增长，主要系初期给予较多政策倾斜。商用 车尤其是客车对于动力电池容量要求高，需要数百 Ah，圆柱电池应用难度大，此外软包则在 内部胀气和外部穿刺时容易漏液，而方形封装形状规整、空间利用率高，与软包相比成组难 度小，因此成为首选。2014 年全球份额最大封装形式为方形，且中国动力装机排名前五均为 方形企业。在欧洲，德系车企偏爱方形，主要系车企注重安全，认为方形更符合车规级设计， 三星 SDI 通过与博世合资成立动力电池企业 SB Limotive，成功进入德系车企供应链。三星 SDI 与宝马的合作深度逐渐提升，2013 年成为宝马核心供应商。三星 SDI 在深厚的技术积 淀基础上（1999 年进入电池领域）成长为方形动力电池龙头。
LG 化学技术深厚，新能源车性能提升进入一定的瓶颈期，软包封装的高比能优势将凸显。LG 化学具备化学品和材料基础，在消费类软包电池领域已有多年积淀，研发出世界第一款 阶梯式和六角形软包电池。2009 年现代起亚混动汽车搭载 LG 化学软包电池，2010 年则应 用到通用雪佛兰 Volt，LG 化学合作的车企逐渐增加，至今仍是拥有最多全球优质客户的动力 电池企业，配套的车型数量多。另一边，销量快速增长的日产 Leaf 搭载 AESC 的软包电池， 2014 年 AESC 全球市占率达 16.2%。但此后因特斯拉崛起叠加中国新能源车市高景气，软 包份额开始下降。值得注意的是，应用软包的车企仍然较多，但还需等待相关车型的高景气 到来。随着电池材料体系性能瓶颈期的出现，软包封装的高比能优势开始凸显。工艺的精进 也在改善软包成组效率低、一致性差等问题，软包的导入逻辑持续强化。
来源：DT新材料新材料智库
不同的封装形式意味着核心制造工艺的差异化，形成卷绕和叠片两种技术。圆柱电池通常采 用卷绕工艺制作而成，软包电池则需应用叠片工艺，方形电池两种工艺皆可（当下主要为卷 绕）。1）卷绕是将制片工序或收卷式模切机制作的极片卷绕成电芯，原材料按照负极、隔膜、 正极、隔膜的顺序进行卷绕；2）叠片是将模切工序中制作的单体极片叠成电芯，例如典型的 “Z”字形叠片，正负极分别叠在隔膜两面，隔膜以“Z”字形穿行其间而隔开两极。
卷绕和叠片的工艺环节存在差异，使工艺更换将涉及产线的更新与再投资。电芯在卷绕或叠 片前都需要经历搅拌、涂布、辊压等环节，核心差异在于：1）卷绕工艺需要应用制片机和卷 绕机，制片是卷绕前一道工序，包括对分切后的极片焊接极耳、贴保护胶纸、极耳包胶等；2）叠片工艺主要需采用模切机与叠片机，叠片之前先进行模切，将分切后的涂布的极片冲切 成型。工序的差异带来设备的不同，工艺的更换意味着进行产线的更新和再投资。
工艺更换需要对工艺进行严格论证，当下卷绕更符合产业化需求。理论上，叠片工艺制得的 电芯产品在综合性能上优于卷绕工艺，包括能量密度、循环性能及安全性能等方面，主要系 卷绕电芯存在多处弯折区域和集流体焊接区域，内部空间利用率低，并且会有卷绕张力的不 均匀和形变等现象，而叠片电芯界面反应更均匀，活性物质容量能够得到充分发挥。但在实 际应用中，卷绕的生产效率更高，叠片则会面临虚焊、极片毛刺、粉尘等问题，控制和操作 难度更大，需要进一步开展相关设备改进、提升工艺效率。
品质升级的诉求之下，持续优化的叠片工艺逐渐导入。新能源汽车的发展逐渐从政策驱动切 换为消费驱动，对于产品的质量要求提升，体现在动力电池领域，对工艺品质提出了全面升 级的要求。传统的卷绕工艺切合规模量产要求，但叠片对于电芯性能的提升更为明显。随企 业对工艺的精进，叠片工艺开始逐渐导入。蜂巢能源已于 2019 年 4 月率先发布首款车规级 方形叠片电池，其一期工厂应用的高速叠片工艺效率已达到 0.6 秒/片（传统为 1 秒/片），二 期有望提升至 0.45 秒，三期将达到 0.25 秒以超越卷绕工艺效率。蜂巢能源之外，比亚迪的 刀片电池也采取叠片工艺，宁德时代、松下等优质电池企业也有在 2022 年之后导入叠片的 计划。我们认为，对电池品质的高要求将推动叠片技术继续精进。
工艺格局演化之思：先进技术与产业实践的契合是发展关键
全球范围内，不同封装形式电池均有一席之地，但市场竞争力已有差异。2020 年全球动力电 池装机 142.8GWh，同比增长 21%，CATL、LG 化学、松下分列装机前三。从封装类型看， 装机 TOP3 的主营类型不同，CATL 为方形、LG 化学为软包、松下是圆柱。从市场竞争力 看，TOP10 主要是软包和方形电池企业，其中韩系企业聚焦软包，中国企业主营方形居多。短期部分企业为满足下游整车要求，推出其他封装类型产品，如 LG 化学为特斯拉供应圆柱 形电池，并且取得较好的装机量；但长期看，为提升企业竞争力，向更好封装类型切换的动 力提升，如松下已开发出方形产品，避免单一的圆柱业务阻碍发展。
中国区域方形电池为主流，2020 年以来圆柱电池份额有所提升。2020 年中国动力电池出货 量约 80GWh，同比增长 12.7%，其中方形电池占比达到 81%，是主流的封装形式。另一方 面，受益特斯拉国产 Model 3 销量高增，因其搭载 LG 化学三元 811 圆柱电池，因此圆柱类 型出货量占比有所提升，我们预计未来特斯拉 4680 大圆柱带动下有望保持一定份额。分企 业看，中国 2020 年装机 TOP10 中，有 6 家企业主营方形电池，支撑方形装机。
特斯拉与松下的合作使圆柱封装盛极一时。1992 年日本索尼发明锂离子电池，随后选择稳妥 可行的 18650 圆柱电池技术满足消费电子需求。索尼之后，日本松下在 1994 年开始锂电研 发，2008 年收购三洋电机成为全球最大锂电供应商。当镍氢电池因涉及专利侵权而使得丰田 无法在纯电动车上使用该类型后，丰田及松下分别在 2010 年向特斯拉投资 5000 万及 3000 万美元，致力于锂电池系统在动力领域的应用。松下与特斯拉自 2008 年起合作逐渐深入， 并成功将圆柱电池推广到电动汽车：2008 年 Roaster 采用 18650 LCO 电芯，2012 年 Model S 及 2015 年 Model X使用 18650NCA 电芯，直至 2017 年 Model 3 搭载 21700 电芯。独家 供应特斯拉圆柱电芯，松下动力业务跟随特斯拉发展壮大。2017 年松下全球装机约 9.9GWh， 份额为 16.7%排名全球第一。圆柱电芯受到青睐，主要系工艺成熟、一致性强。但圆柱电芯 的劣势在于单体电芯容量小，因此在动力领域需要大量电芯组成电池包，增加管理的复杂程 度。特斯拉匹配圆柱电池包的电池管理系统技术世界领先，未来将推出 4680 大圆柱电芯。
中国新能源商用车的推广使方形成为主流，德系车企对方形的推崇则壮大三星 SDI。中国新 能源汽车的快速发展首先得益于新能源商用车的增长，主要系初期给予较多政策倾斜。商用 车尤其是客车对于动力电池容量要求高，需要数百 Ah，圆柱电池应用难度大，此外软包则在 内部胀气和外部穿刺时容易漏液，而方形封装形状规整、空间利用率高，与软包相比成组难 度小，因此成为首选。2014 年全球份额最大封装形式为方形，且中国动力装机排名前五均为 方形企业。在欧洲，德系车企偏爱方形，主要系车企注重安全，认为方形更符合车规级设计， 三星 SDI 通过与博世合资成立动力电池企业 SB Limotive，成功进入德系车企供应链。三星 SDI 与宝马的合作深度逐渐提升，2013 年成为宝马核心供应商。三星 SDI 在深厚的技术积 淀基础上（1999 年进入电池领域）成长为方形动力电池龙头。
LG 化学技术深厚，新能源车性能提升进入一定的瓶颈期，软包封装的高比能优势将凸显。LG 化学具备化学品和材料基础，在消费类软包电池领域已有多年积淀，研发出世界第一款 阶梯式和六角形软包电池。2009 年现代起亚混动汽车搭载 LG 化学软包电池，2010 年则应 用到通用雪佛兰 Volt，LG 化学合作的车企逐渐增加，至今仍是拥有最多全球优质客户的动力 电池企业，配套的车型数量多。另一边，销量快速增长的日产 Leaf 搭载 AESC 的软包电池， 2014 年 AESC 全球市占率达 16.2%。但此后因特斯拉崛起叠加中国新能源车市高景气，软 包份额开始下降。值得注意的是，应用软包的车企仍然较多，但还需等待相关车型的高景气 到来。随着电池材料体系性能瓶颈期的出现，软包封装的高比能优势开始凸显。工艺的精进 也在改善软包成组效率低、一致性差等问题，软包的导入逻辑持续强化。
来源：DT新材料新材料智库
推荐：交易从新手到高手的六步（三） 。你明确了“有所为”，懂得了如何干，但没有明确哪些利润才是自己的，哪些利润是别人的；没有明确哪些行情注定是与自己无缘的，哪些品种根本就不是自己的菜、、、懂得“有所不为”，要比“有所位”，花费的时间更长。全文点击：https://t.cn/A6xzz5hT
全文：
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第四步、明确“有所不为”，大刀阔斧砍、砍、砍自己能力圈之外的行情和利润
十多年前，我也认为，当我完成了第三步后，我的账户应该是稳步增长的，我应该是稳定盈利的，可是我完成了第三步后，发现不是、、、、
、
、
、
接前一篇文章：
那么如何渡过这一关呢？
根据我自己的交易经历， 第四步不是最困难的，但却是很关键的，我所花费的时间比第三步还要长。如果第四步没有完成，第三步只是让你不会亏损了，整体能盈利，但会时而赚、时而亏，盈利不稳定、盈利弱，账户波动大，盈利也不大，只有第四步后，你的账户才能出现稳定的盈利、回撤小、盈利大。
我的体会是懂得“有所为，有所不为”，大刀阔斧砍掉自己能力圈之外的行情和利润。完成了第三步，仅表明你明确了“有所为”，懂得了如何干，悟性高的人需要花费七八年，但那只是交易的中级阶段；但你没明确“有所不为”，这才是交易的高级阶段。
好多人完成了第三步，本可以盈利，但最终账户还是回撤大、极不稳定，因为没有明确“有所不为”，没有明确哪些利润才是自己的，哪些利润是别人的，别人的利润也想落入腰包，不落入腰包就嘴馋眼馋，就会导致自己不顾及信号而去盲目追单；没有明确哪些行情注定是与自己无缘的，对于自己抓不住，或错失的、事后看比较大的行情，总是耿耿于怀、郁郁而终；哪些品种根本就不是自己的菜，做某个品种，无论怎么做总是亏，甚至从没从它身上赚过前，但却控制不了还要做它、、、、、本质上就是没有明白自己的能力圈。
对于技术分析而言，因为你基于技术分析建立起来的交易系统是不可能抓住所有行情的，连一半的行情都抓不住，能抓住三分之一的行情，你的盈利就足够了，但是你不理解，没有领悟，总觉得错失了行情和利润，自己心不甘，总觉得是自己的交易系统有问题，每遇到一波错失的行情和利润，你都心痛、郁闷，要修正自己的交易系统，以希望能使自己的系统在下一次抓住类似的行情和利润；或者看到涨势或跌势凶猛的行情，心痛刀割，没有出现自己的入仓信号就领先抢跑，想多赚点，或者不顾及止损太大就盲目追单，结果导致事后止损太大、账户回撤大，暂时舍弃自己的交易系统，而且告诉自己“这是例外，仅这一次，下不为例”，经常这样去重复。看到某个品种出现你的信号，你就杀入，而没有想到不同的品种有自己的秉性，有的品种具有妖性，怎么做都会亏，有些品种就不适合你的交易系统，两者性格不合，但是你全然不顾，而是杀入，结果都亏在了这些品种中；你看到你的持仓有了利润，但是害怕利润回吐，行情刚回一点点，就担心利润回吐，当然事后看，部分行情确实会回撤打掉你的止损、利润化为泡影，部分行情会持续延续、走出大行情，但是在前者的影响下，你担心利润化为泡影，有点利润即开始神经紧张，也就断了后者的大利润。
对于基本面的投资而言，相对于大千世界，你的知识面、数据和经验总是有限的，由于基本面的复杂性、广泛性，你不可能深入了解那么多的行业，更不可能了解那么多的上市公司，也不可能那么研究透那么多的大宗商品，你能在某一个领域研究透，你就已经相当牛了，隔行如隔山，跨行业非常难，你在这个领域，因为你的知识积累、先天优势、信息优势，例如你是焦化厂或钢铁厂的人员，你拥有焦炭或钢铁的人脉圈，首先你就拥有了先天的信息优势，能第一时间知道双焦或钢贸的供需矛盾、库存情况、国家政策情况，其次你常年在这个领域研究或工作，你对影响他们价格走势的因素、逻辑了如指掌，当某个因素出现变化，你能够灵敏地判断出他的走势，这就是知识积累的优势，这些知识层面是非行业人员再努力也是无法和你竞争的，这就是你的能力圈。你只投资于你擅长领域中的交易机会，你能胜多败少，别人无法和你竞争。股票行业，你是学医出身，做过多年医生，积累了医药的人脉圈子，你会别人知道哪种药管用、哪种药销售好、哪种药有前途、哪种药是骗子，你拥有信息优势和行业优势，你能外行更容易发现医药行业中的牛股，这是你的能力圈。
不过在投资中，你是钢铁的圈内资深人士，你看到化工上涨或者农产品上涨，而自己的螺纹却没涨，一直没行情，你会心痛、心痒，就会去做化工或农产品，但由于不是你的擅长，你不太懂，结果总落入陷阱，导致辛苦从钢材中赚的钱，回吐，还导致亏损；你是医药行业的资深人士，医药股好久没涨，你看到科技股上涨，你忍受不住自己去做科技股，但不太懂，结果调入陷阱，账户回撤大。
因为你没理解“有所不为”，没有划清自己的能力圈，导致面对错失的行情和利润，你都会自责，指责自己为何会错失了行情和利润？自己没抓住，就会对自己的交易系统做出怀疑，在怀疑的背景下，自然就会不断地出现不执行的问题，时而执行，时而不执行，就会出现利润该赚却没赚、不该亏却亏的循环，然后就产生了内心后悔等等其他的心理障碍。
我的理解是，你要明白“有所不为”，就要划清明确的界限，你需要明确哪些品种需要舍弃、哪些行情需要舍弃、哪些利润需要舍弃、哪些机会需要放弃、、、、、、、，明确自己交易系统内的行情和利润才是自己的，交易系统之外的行情和利润，再大也不是自己的，与自己无缘，一旦将自己的入仓信号、止盈信号降低到这个标准后，则此后的交易质量便无法得到概率上的保障。只在自己擅长的领域内进行投资，守住这个能力圈，你才比别人有优势，才能收割别人，领域外的机会放弃、扔掉，那些都是你的陷阱，那是王八蛋才能赚的机会，你又不是王八蛋，干嘛要学王八蛋？巴菲特一生坚持做消费行业的投资，因为他不是理工出身，商科出身，看不懂科技，根据自己的能力圈，一生坚守消费和价值投资，当然很少的情况下他偶然投资过科技股，业绩却不好，更加坚定了他的坚守。
当然了，你的能力圈是可以拓展的，“有所不为”的部分可以变成“有所为”，例如发现了新的成功率高的信号，或者通过大量的阅读和研究，深入了解了新的行业，但是这需要经过大量的验证、丰富经验，发现你的这个拓展的能力圈，是能盈利的，才在实战中去运用，才成为你的“有所为”的部分，否则就死守“能力圈”。
第四步不是最困难的，但却是很关键的，如果第四步没有完成，第三步只是让你不会亏损了，但会时而赚、时而亏，盈利不稳定，账户波动大，只有第四步后，你的账户才能出现稳定的盈利、回撤小。
完成第四步，所花费的时间有可能比第三步还要漫长，我建立自己的交易系统可能花了五六年，但经过大量的吃亏、打脸，中间曾经连续累计亏损在千万，等到我明白了能力圈和砍掉了能力圈之外的，却花了五年以上的时间，因为明确“自己不能做的东西”，要比明确“自己能做的东西”，需要较高的悟性，如果能悟到这一层面，则去砍掉能力圈之外的东西，砍不是困难的，砍掉就行，毕竟要建立自己的交易规则，明确能做的东西，需要大量的科学性、论证性和逻辑性，但砍掉能力之外的东西，就相对容易一些了，不用这么麻烦和繁琐了。
完成了第三步，只是表明你的交易技能成熟了，60-80%的心理问题得到化解，完成了第四步后，你的交易思想就成熟了，交易理念也成熟了，80%-90%的心理问题得到化解，困扰少了很多，心里云淡风轻，你的交易境界达到一定的高度了，此后你的知行就容易合一了，执行不是难事了，因为不做能力圈之外的事情，你的止损会大幅减少，账户回撤就小了，同时因为你明确了哪些利润是自己的、哪些利润不是自己的，你便能够持有单子、抓自己能抓的利润，能放飞利润，利润也就会增大了，此后你的账户就呈现了回撤小、利润变大的特点，你慢慢发现原来交易不过如此，交易不难、不苦，是轻松愉快的事情。
其实，说实话，我虽然做交易近二十年了，但是感觉完成第四步，也只是2010年前后的事情，但是即便如此，有时还会不守能力圈，总想试试新东西、玩玩新花样，但经常亏多胜少，又会步步坚定死守我的能力圈。
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根据我自己的交易经历， 第四步不是最困难的，但却是很关键的，我所花费的时间比第三步还要长。如果第四步没有完成，第三步只是让你不会亏损了，整体能盈利，但会时而赚、时而亏，盈利不稳定、盈利弱，账户波动大，盈利也不大，只有第四步后，你的账户才能出现稳定的盈利、回撤小、盈利大。
我的体会是懂得“有所为，有所不为”，大刀阔斧砍掉自己能力圈之外的行情和利润。完成了第三步，仅表明你明确了“有所为”，懂得了如何干，悟性高的人需要花费七八年，但那只是交易的中级阶段；但你没明确“有所不为”，这才是交易的高级阶段。
好多人完成了第三步，本可以盈利，但最终账户还是回撤大、极不稳定，因为没有明确“有所不为”，没有明确哪些利润才是自己的，哪些利润是别人的，别人的利润也想落入腰包，不落入腰包就嘴馋眼馋，就会导致自己不顾及信号而去盲目追单；没有明确哪些行情注定是与自己无缘的，对于自己抓不住，或错失的、事后看比较大的行情，总是耿耿于怀、郁郁而终；哪些品种根本就不是自己的菜，做某个品种，无论怎么做总是亏，甚至从没从它身上赚过前，但却控制不了还要做它、、、、、本质上就是没有明白自己的能力圈。
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对于基本面的投资而言，相对于大千世界，你的知识面、数据和经验总是有限的，由于基本面的复杂性、广泛性，你不可能深入了解那么多的行业，更不可能了解那么多的上市公司，也不可能那么研究透那么多的大宗商品，你能在某一个领域研究透，你就已经相当牛了，隔行如隔山，跨行业非常难，你在这个领域，因为你的知识积累、先天优势、信息优势，例如你是焦化厂或钢铁厂的人员，你拥有焦炭或钢铁的人脉圈，首先你就拥有了先天的信息优势，能第一时间知道双焦或钢贸的供需矛盾、库存情况、国家政策情况，其次你常年在这个领域研究或工作，你对影响他们价格走势的因素、逻辑了如指掌，当某个因素出现变化，你能够灵敏地判断出他的走势，这就是知识积累的优势，这些知识层面是非行业人员再努力也是无法和你竞争的，这就是你的能力圈。你只投资于你擅长领域中的交易机会，你能胜多败少，别人无法和你竞争。股票行业，你是学医出身，做过多年医生，积累了医药的人脉圈子，你会别人知道哪种药管用、哪种药销售好、哪种药有前途、哪种药是骗子，你拥有信息优势和行业优势，你能外行更容易发现医药行业中的牛股，这是你的能力圈。
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我的理解是，你要明白“有所不为”，就要划清明确的界限，你需要明确哪些品种需要舍弃、哪些行情需要舍弃、哪些利润需要舍弃、哪些机会需要放弃、、、、、、、，明确自己交易系统内的行情和利润才是自己的，交易系统之外的行情和利润，再大也不是自己的，与自己无缘，一旦将自己的入仓信号、止盈信号降低到这个标准后，则此后的交易质量便无法得到概率上的保障。只在自己擅长的领域内进行投资，守住这个能力圈，你才比别人有优势，才能收割别人，领域外的机会放弃、扔掉，那些都是你的陷阱，那是王八蛋才能赚的机会，你又不是王八蛋，干嘛要学王八蛋？巴菲特一生坚持做消费行业的投资，因为他不是理工出身，商科出身，看不懂科技，根据自己的能力圈，一生坚守消费和价值投资，当然很少的情况下他偶然投资过科技股，业绩却不好，更加坚定了他的坚守。
当然了，你的能力圈是可以拓展的，“有所不为”的部分可以变成“有所为”，例如发现了新的成功率高的信号，或者通过大量的阅读和研究，深入了解了新的行业，但是这需要经过大量的验证、丰富经验，发现你的这个拓展的能力圈，是能盈利的，才在实战中去运用，才成为你的“有所为”的部分，否则就死守“能力圈”。
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完成了第三步，只是表明你的交易技能成熟了，60-80%的心理问题得到化解，完成了第四步后，你的交易思想就成熟了，交易理念也成熟了，80%-90%的心理问题得到化解，困扰少了很多，心里云淡风轻，你的交易境界达到一定的高度了，此后你的知行就容易合一了，执行不是难事了，因为不做能力圈之外的事情，你的止损会大幅减少，账户回撤就小了，同时因为你明确了哪些利润是自己的、哪些利润不是自己的，你便能够持有单子、抓自己能抓的利润，能放飞利润，利润也就会增大了，此后你的账户就呈现了回撤小、利润变大的特点，你慢慢发现原来交易不过如此，交易不难、不苦，是轻松愉快的事情。
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