下一代能源代替的激烈竞争中，丰田汽车在想什么トヨタ自動車の豊田章男社長はレースに参加した岡山県内のサーキットで、「敵は炭素であり、内燃機関ではない」と語った。11月13日、岡山県美作市で撮影（2021年 ロイター/Tim Kelly）
各国首脳が英グラスゴーで気候変動対策を議論した先週末、トヨタ自動車の豊田章男社長は岡山県内のサーキットで自動車レースに参戦していた。電気自動車（EV）が脱炭素を実現する車として唯一の選択肢ではない、既存の内燃機関を使った自動車なら業界に携わる数百万人の雇用を維持できると訴えるのが狙いだった。
さまざまな選択肢
豊田社長がハンドルを握ったのは、鮮やかにカラーリングされた「カローラ スポーツ」。小型車「GRヤリス」のエンジンを改造し、ガソリンの代わりに水素を燃料に使った水素エンジン車だ。実用化できれば、脱炭素化時代でも内燃機関を活かし続けることができる。
「敵は炭素であり、内燃機関ではない。1つの技術にこだわるのではなく、すでに持っている技術を活用していくべきだ」と豊田社長はサーキットで語った。「カーボンニュートラル（温暖化ガスの実質排出ゼロ）とは、選択肢を1つに絞ることではなく、選択肢を広げておくことだ」。
各国が地球温暖化対策で排ガス規制を強め、欧米や中国の自動車メーカーがEVに注力する中、トヨタはEV市場もこれから本格的に攻めつつ、水素技術にも取り組んでいる。
世界の新車市場に占めるEVの割合は3％未満とまだごく一部に過ぎない。しかし、国際エネルギー機関（IEA）によると、2020年は新型コロナウイルス感染拡大で新車市場全体が前年から約16％減少したにもかかわらず、EV登録台数は30.2％伸びた。外部充電可能なバッテリーと内燃機関の両方を積んだプラグインハイブリッド車も合わせれば、増加率は41％だった。
トヨタは25年までに15車種のEVを投入する予定で、30年までに電動車用の電池生産と研究開発に計約1兆5000億円を投資する計画を打ち出している。
19世紀の「電流戦争」再来
13日夜に閉幕した国連気候変動枠組み条約第26回締約国会議（COP26）は、石炭火力の段階的削減に向け努力することを盛り込んだ「グラスゴー合意」を採択するとともに、米ゼネラル・モーターズとフォード・モーター、スウェーデンのボルボ、独ダイムラーAGのメルセデス・ベンツなど大手自動車6社が、40年までに世界で販売する新車をすべて「ゼロエミッション（二酸化炭素排出ゼロ）」化する声明に署名した。
ゼロエミッション化への移行は世界の多くの地域でまだ時間がかかることなどを理由に、トヨタは署名を見送った。販売台数で世界トップをトヨタと争う独フォルクスワーゲンも署名しなかった。
トヨタの早川茂副会長はロイターとのインタビューで、「われわれは『EV』を追求する会社ではなく、どの地域でも『環境に一番良い車』を提供する会社でありたい」と語った。国ごとに電源構成やインフラの整備状況、政策などが異なるとし、「その市場で一番プラクティカル（実用的）でサステナブル（持続可能性）でアフォーダブル（価格が手頃）なことが大事だ」と述べた。早川氏は自動車業界が現在直面している技術的な選択を、直流送電か交流送電かを巡って争った19世紀後半の「電流戦争」になぞらえる。環境車開発には巨額の投資が必要で、賭けに負けた際の代償は大きい。「結局、今は直流と交流の両方が併存している。多様なアプローチで問題解決にあたることが、まさに今、ヒントになる」。
自動車調査会社カノラマの宮尾健アナリストは、「自動車産業が目指しているのはあくまでもカーボンニュートラルの世の中であり、EVの普及ではない」と指摘。「脱炭素燃料の普及が早ければ、EVブームは終了する可能性がある」と予想する。
大規模な人員削減が政治的に困難な日本では、水素やバイオなど代替燃料の魅力はEVへ完全に移行するより混乱が少ないことだ。日本自動車工業会によると、550万人が国内の自動車産業に従事している。
トヨタ以外にも水素を燃料に発電し、モーターを回して走る燃料電池車の開発に力を入れるメーカーはあるが、内燃機関を活用する水素エンジン技術に意欲的なところは少ない。
EVの弱点、水素の弱み
発電所で作られた電気を使って走るEVは、石炭火力から太陽光まで、各国の電源構成によって全体の温暖化ガス排出削減量が左右される弱点がある。一方の水素エンジンも完全に脱炭素を実現できるわけではない。排出するのは水素と酸素を燃焼させた副産物としての水だが、エンジンオイルが燃焼する際にごくわずかな二酸化炭素も出る。排ガスには微量の窒素酸化物も含まれる。
水素エンジン車には大型のタンクも必要だ。トヨタの水素エンジン車は後部座席やトランクの大部分が水素のタンクで占められ、後部の窓を塞いでいた。
日本政府は脱炭素を目指す電源構成の重要な要素として、水素燃料を支持している。しかし、1カ所約4億円の建設費用がかかる水素ステーションの普及は遅れている。政府は今年3月末までに160カ所の設置を目指していたが、8月末時点でも目標に6カ所届いていない。
IEAは今月出した報告書で「水素は有望な低炭素の輸送燃料としてみられてきたが、輸送燃料の構成の1つとして定着するには難しい状況が続いている」と指摘した。
燃料インフラが十分に整備されたとしても、航続距離、販売価格、維持費などの面でガソリン車やEVと競争できる車両を製造する必要がある。トヨタは水素エンジン車の量産時期はまだ言える段階にないとしている。技術は前進しているものの、市販化するには品質や安全性などまだ確認すべきことが多いという。
香川県からレースを観戦しに訪れていた57歳の男性は、「選択肢がたくさんあることはいいと思う」と話す。「すべてEVになったら、その産業の多くが中国勢に占められてしまう」。
（Tim Kelly、白木真紀 編集：Gerry Doyle、Emelia Sithole-Matarise、久保信博）
各国首脳が英グラスゴーで気候変動対策を議論した先週末、トヨタ自動車の豊田章男社長は岡山県内のサーキットで自動車レースに参戦していた。電気自動車（EV）が脱炭素を実現する車として唯一の選択肢ではない、既存の内燃機関を使った自動車なら業界に携わる数百万人の雇用を維持できると訴えるのが狙いだった。
さまざまな選択肢
豊田社長がハンドルを握ったのは、鮮やかにカラーリングされた「カローラ スポーツ」。小型車「GRヤリス」のエンジンを改造し、ガソリンの代わりに水素を燃料に使った水素エンジン車だ。実用化できれば、脱炭素化時代でも内燃機関を活かし続けることができる。
「敵は炭素であり、内燃機関ではない。1つの技術にこだわるのではなく、すでに持っている技術を活用していくべきだ」と豊田社長はサーキットで語った。「カーボンニュートラル（温暖化ガスの実質排出ゼロ）とは、選択肢を1つに絞ることではなく、選択肢を広げておくことだ」。
各国が地球温暖化対策で排ガス規制を強め、欧米や中国の自動車メーカーがEVに注力する中、トヨタはEV市場もこれから本格的に攻めつつ、水素技術にも取り組んでいる。
世界の新車市場に占めるEVの割合は3％未満とまだごく一部に過ぎない。しかし、国際エネルギー機関（IEA）によると、2020年は新型コロナウイルス感染拡大で新車市場全体が前年から約16％減少したにもかかわらず、EV登録台数は30.2％伸びた。外部充電可能なバッテリーと内燃機関の両方を積んだプラグインハイブリッド車も合わせれば、増加率は41％だった。
トヨタは25年までに15車種のEVを投入する予定で、30年までに電動車用の電池生産と研究開発に計約1兆5000億円を投資する計画を打ち出している。
19世紀の「電流戦争」再来
13日夜に閉幕した国連気候変動枠組み条約第26回締約国会議（COP26）は、石炭火力の段階的削減に向け努力することを盛り込んだ「グラスゴー合意」を採択するとともに、米ゼネラル・モーターズとフォード・モーター、スウェーデンのボルボ、独ダイムラーAGのメルセデス・ベンツなど大手自動車6社が、40年までに世界で販売する新車をすべて「ゼロエミッション（二酸化炭素排出ゼロ）」化する声明に署名した。
ゼロエミッション化への移行は世界の多くの地域でまだ時間がかかることなどを理由に、トヨタは署名を見送った。販売台数で世界トップをトヨタと争う独フォルクスワーゲンも署名しなかった。
トヨタの早川茂副会長はロイターとのインタビューで、「われわれは『EV』を追求する会社ではなく、どの地域でも『環境に一番良い車』を提供する会社でありたい」と語った。国ごとに電源構成やインフラの整備状況、政策などが異なるとし、「その市場で一番プラクティカル（実用的）でサステナブル（持続可能性）でアフォーダブル（価格が手頃）なことが大事だ」と述べた。早川氏は自動車業界が現在直面している技術的な選択を、直流送電か交流送電かを巡って争った19世紀後半の「電流戦争」になぞらえる。環境車開発には巨額の投資が必要で、賭けに負けた際の代償は大きい。「結局、今は直流と交流の両方が併存している。多様なアプローチで問題解決にあたることが、まさに今、ヒントになる」。
自動車調査会社カノラマの宮尾健アナリストは、「自動車産業が目指しているのはあくまでもカーボンニュートラルの世の中であり、EVの普及ではない」と指摘。「脱炭素燃料の普及が早ければ、EVブームは終了する可能性がある」と予想する。
大規模な人員削減が政治的に困難な日本では、水素やバイオなど代替燃料の魅力はEVへ完全に移行するより混乱が少ないことだ。日本自動車工業会によると、550万人が国内の自動車産業に従事している。
トヨタ以外にも水素を燃料に発電し、モーターを回して走る燃料電池車の開発に力を入れるメーカーはあるが、内燃機関を活用する水素エンジン技術に意欲的なところは少ない。
EVの弱点、水素の弱み
発電所で作られた電気を使って走るEVは、石炭火力から太陽光まで、各国の電源構成によって全体の温暖化ガス排出削減量が左右される弱点がある。一方の水素エンジンも完全に脱炭素を実現できるわけではない。排出するのは水素と酸素を燃焼させた副産物としての水だが、エンジンオイルが燃焼する際にごくわずかな二酸化炭素も出る。排ガスには微量の窒素酸化物も含まれる。
水素エンジン車には大型のタンクも必要だ。トヨタの水素エンジン車は後部座席やトランクの大部分が水素のタンクで占められ、後部の窓を塞いでいた。
日本政府は脱炭素を目指す電源構成の重要な要素として、水素燃料を支持している。しかし、1カ所約4億円の建設費用がかかる水素ステーションの普及は遅れている。政府は今年3月末までに160カ所の設置を目指していたが、8月末時点でも目標に6カ所届いていない。
IEAは今月出した報告書で「水素は有望な低炭素の輸送燃料としてみられてきたが、輸送燃料の構成の1つとして定着するには難しい状況が続いている」と指摘した。
燃料インフラが十分に整備されたとしても、航続距離、販売価格、維持費などの面でガソリン車やEVと競争できる車両を製造する必要がある。トヨタは水素エンジン車の量産時期はまだ言える段階にないとしている。技術は前進しているものの、市販化するには品質や安全性などまだ確認すべきことが多いという。
香川県からレースを観戦しに訪れていた57歳の男性は、「選択肢がたくさんあることはいいと思う」と話す。「すべてEVになったら、その産業の多くが中国勢に占められてしまう」。
（Tim Kelly、白木真紀 編集：Gerry Doyle、Emelia Sithole-Matarise、久保信博）
玉门油田，作为中国的第一个天然石油基地，它的历史贡献是巨大的，无论是在战火连天的年代，还是在社会主义建设时期，它在中国石油史上都留下了光辉的足迹。玉门油田的创建、发展、壮大，奠定了中国现代化石油工业的基础。同时，它又以出产品、出人才、出经验、出技术的独特历史作用赢得了“凡有石油处，皆有玉门人”的美誉。玉门油田，成为中国石油工业发展史上的骄傲。然而，玉门油田的开发和发展却与一位世纪伟人有着不解之缘。众所周知，玉门油田是在抗战时期投入开发使用的，而它的正常运转却离不开周恩来的支持和关怀，这是国共合作，共同开发资源，支援抗战的一段佳话。1938年，在日本侵略军的大规模进攻下，我国沿海地区相继沦陷。作为运输、工业等方面必不可少的燃料——石油制品，进口线完全被日军切断。顿时，从抗日前线到抗战后方，都处于油荒的危机中，为节约用油，甚至提出了“一滴油一滴血”的口号。为解决这一难题，天然气、木炭、酒精，甚至是植物油等替代品都被启用，但终究不能从根本上解决汽油危机问题。此时，一些爱国人士提出了勘探开发玉门石油的建议，促使国民政府将发现已久但从未投入力量的玉门油田开发问题正式提到了议事日程上。由国民政府资源委员会主任翁文灏、副主任钱昌照负责，抽调力量成立了甘肃油矿局筹备处，办公地点设在汉口，由张心田担任代主任。筹备处的任务就是实施对甘肃玉门老君庙油田的勘查和建矿等项工作。当国民政府决定开发玉门油矿时，却遇到了大难题：没有钻机进行勘探。从国外进口，战争状况下极不现实；从四川油矿抽调，一则路远，二则当时对四川油矿开发尚抱有很大希望，不便抽调。资源委员会将眼光放到了属陕甘宁边区管辖范围的延长油矿的钻机上。而要动用延长的钻机，就必须通过合适的渠道接洽以取得边区政府的同意。于是，资源委员会想到了时在武汉的周恩来。周恩来当时任中共长江局副书记，领导着沦陷区及国统区的党组织活动。同时，他还出任国民党军事委员会政治部副部长。这是在蒋介石为首的国民党政府一再邀请下，中共中央出于国共合作的诚意考虑特别批准的。这也是抗战时期中共党员公开在国民党政府担任的唯一要职。此时，驻在武汉的周恩来，多种重任在身。一面为抗战大局弹精竭虑，一面为争取陕甘宁边区政府的地位和利益做了许多工作，同时，还领导着长江局的各项活动。资源委员会主任翁文灏拜见了周恩来，提出了移用延长油矿钻机开发玉门油矿一事。周恩来对此十分关注，他深深知道油料对抗战局势的影响和迫切需要。虽然延长油矿也在开发中，但出于国共合作的诚意，出于开发出祖国更大油矿资源的愿望，周恩来表示同意并支持办理这件事，让翁文灏尽快办理手续。1938年6月18日，国民党政府资源委员会以第313号函致八路军驻汉口办事处，介绍甘肃油矿筹备处代主任张心田联系拆运延长油矿钻机问题。函曰:“本会奉令勘探甘肃油田，需用油钻机，拟从陕北延长永坪选配两部连同锅炉等件运往甘肃。兹派本会甘肃油矿筹备处兼代主任张心田前往商洽。”八路军办事处主任钱之光接此公函后，深感事情重大，立即请示了周恩来同志。周恩来指示尽快复函，并就张心田的陕北之行做了妥善的安排。6月20日接到资源委员会公函刚两天的武汉八路军办事处就复函资源委员会，明确答复:“贵会6月18日密矿字第313号公函敬悉，派甘肃油矿筹备处兼代主任张心田先生赴陕北办理移送油钻机去甘西间使用，准此。除商准周恩来同志，介绍本军驻陕代表林伯渠同志，于张主任到陕时就近照料一切，并转电延安陕甘宁边区政府处，相应函复。”由于周恩来的周密安排，前往陕北的张心田先生一路上都受到了热情接待。在西安八路军办事处，林伯渠主任亲自欢迎他的到来，并就他的延安之行提供了方便。到达延安的张心田，受到边区政军领导高自立、萧劲光的接见。此后，由边区政府第三局王局长和八路军后勤部军工局副局长李强与他合作办理此事。对张心田在拆迁间题上提出的种种要求，李强都代表边区政府慨然允诺。张心田非常高兴，于7月20日给翁文灏、钱昌照发去电报，告知:“移用陕北钻机事，因到延安后，承八路军留守处及边区政府赞助，已与工业局负责人商洽妥当，留一钻机在永坪继续钻探，以两部钻机交职处运甘肃用，因拟于近日返西安，俾早派员工办理拆运事宜。”陕北之行给张心田留下了深刻的印象，到西安后，他又于8月10日写信给高自立、萧劲光二人，表达自己的感受和谢意:“上次陕北之行，获睹鸿宇，备承伏待，感常渴晚。”在周恩来的关怀下，边区为钻机拆迁做了大量的工作。资源委员会于8月下旬派去的以赵润生工程师等15人到达陕北后，钻机的所有部件已备好待运，只等运到玉门，即可开钻使用。同时，延长油矿还为玉门支援了12名熟练技工随机启程。这批人后来就成为玉门油矿的第一代产业工人。当国民党政府派不出车来启运时，张心田只好再次求助李强。边区车辆也十分匮乏，但还是先后抽出13辆汽车，将两套钻机及配件，悉数运往咸阳。装运过程中，遇到过种种困难，如钻机远离公路，汽车无法到达，边区政府就动员群众用肩扛人拉的办法将钻机搬到公路，装上汽车，保证了运输工作的正常进行。到达咸阳后的钻机，国民党当局仍无车启运，致使钻机在咸阳又停留数日。张心田无奈，只好于10月18日致电翁文顺、钱昌照:“陕北机件经商租八路军汽车13辆完全运出，至咸阳，公路局无车接运，拟雇大车及自备汽车续运兰州。”当延长钻机运到玉门后，为玉门油田做出巨大贡献的科学家孙健初等人此时也来到玉门，在他的支持下，这两部钻机立刻被安装使用，一连钻了6口试井，用丰富的数据证明了玉门油田具有大规模的开采使用价值，之后，两部钻机又大显身手，在深井钻探时，又井井出油，日产量均在10吨左右，在当时已属高产优质油田。于是，玉门声望日增，大批技术人员和各地抽调的设备也陆续到达玉门，开始工作，形成了玉门油田开发的第一个高潮期。玉门油矿的建成解决了军事、工业、民用油料的急需，迅速缓解了石油用品的紧张程度。据玉门油矿当时的报告称：“在抗战期间，除飞机汽油经盟部供给外，其它液体燃料之供应均由该局努力，赖以不匮。”玉门油田的开发极大地支援了抗日战争，为争取抗战的胜利做出了卓越的贡献。在南方局主持工作的周恩来，一直关注着玉门油田的开发。1941年秋，他又指示新华日报社社长潘梓年(潘汉年的堂弟)派出采编室主任田伯萍等同志到玉门油田开展工作。田伯萍等人成立了玉门地下党支部，由重庆南方局直接领导。他们在油矿以教师职业为掩护，一面教书育人，一面组织工人夜校，演讲抗日救国道理，号召工人们鼓足干劲，多产石油支援抗战。支部工作坚持到1944年，才根据南方局指示撤离玉门。1959年3月20日，周恩来为兰炼题词 1959年10月14日，周恩来视察兰州炼油厂全国解放后，周恩来总理十分关心中国石油工业的发展，对玉门油田建设给予了高度的支持。玉门油田被列入全国156项重点建设工程之一，作为中国的第一个石油基地进行建设。在我国第一个五年计划和第二个五年计划期间，玉门油田是全国的主力，也是我国第一个注水开发的油田，年产量全国最高。为制造出更多的石油产品，周总理还批示建造了一批大的石油化工配套工程。兰炼、兰化就是这样的重要工程。1959年3月，周恩来为兰炼题词:“依靠党的领导，发挥广大职工群众的积极性和创造性”，“加强组织工作和具体措施，鼓足干劲，力争石油生产的量多、质好和品种齐全，以逐步满足国家和人民的需要。”同年10月中旬，周恩来又亲临兰州炼油厂视察，鼓励大家要为国家多炼油，炼好油，为支持中国革命和世界革命多做贡献。周恩来总理接见王进喜玉门油田的开发建设经历半个多世纪的沧桑，跨越了新旧两个社会，但它的诞生和发展历史始终与敬爱的周恩来同志有着不解之缘。1966年，当周恩来的手在大庆紧紧握住著名的劳动模范玉门人王进喜的手时，更印证了玉门人在全国石油工业上的历史地位和不朽价值。
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
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