2020:新能源汽車動力電池市場四大要點,展望五大新技術

這裏對2020上半年電動汽車動力電池市場情況進行梳理,以及對電池技術發展進行展望。

2020:新能源汽車動力電池市場四大要點,展望五大新技術

上半年市場情況要點

1. 電動汽車產量35.1萬,同比下降42%,對應的動力電池需求(裝機量)為17.8GWh,同比下降40%;而上半年動力電池產量約25GWh,大約有7.5GWh的庫存;

2. 另一個鋰電大頭,電動自行車產量1150萬輛,假設50%採用鋰電 (一輛車15Ah x 48V = 0.72kWh),加上20%換電需求,需求總量約為5GWh。

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3. 鋰電池正極材料產量16.4萬噸,同比下降28%,其中三元7.1萬噸(下降28%),磷酸鐵鋰4萬噸(增加5%),鈷酸鋰2.9萬噸(下降15%),錳酸鋰2.4萬噸(下降10%);電解液(不宜庫存)生產總量7.2萬噸,同比下降18%。

4. 上半年18GWh裝機量中,乘用車佔比75%。

乘用車中,88%的裝機用於純電動汽車,而方形電芯為主導,佔比達七成。

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其中,三元電池裝機佔比超過了84%,磷酸鐵鋰電池全部用於純電動乘用車。

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電池新技術展望

1. 磷酸鐵鋰電池,電芯能量密度200Wh/kg(國軒高科宣稱),市場主流為140-180Wh/kg;電池包能量密度140Wh/kg(比亞迪刀片電池),市場主流120Wh/kg左右;電池包成本約0.5-0.6元/Wh。

2. 三元鋰離子電池,電芯能量密度300Wh/kg(力神宣稱NCA),市場主流200-240Wh/kg;電池包能量密度250Wh/kg(寧德時代宣稱),市場主流170Wh/kg左右;電池包成本約0.8-0.9元/wh。

3. 電池技術發展,僅僅圍繞消費者對於電動汽車的痛點在五個方面發力:提升能量密度,保證安全,成本降低,滿足快充(3C),提升環境適應性(-40度到60度)。

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4. 提升能量密度一直都備受重視,目前創新工作集中在“材料”、“工藝”和“結構”三大方面,從以下五個要點進行詳細論述:第一,正極材料

1. 三元高鎳,寧德時代NCM811,容量200左右,SKI推出了NCM9電池。

2. 正極去鈷,即鎳酸鋰LNO,克容量270左右,特斯拉添加5%Mg用於穩定結構,預計2023量產。

3. 進一步去鎳,即富鋰錳材料,容量可以達到300mAh/g,個人預計2025年量產。

第二,負極材料

1. 最早採用人造石墨,添加碳納米管、石墨烯(市面上宣傳的所謂石墨烯電池)等,增加導電性,容量300-340mAh/g。

2. 在石墨中添加10%左右的硅,松下在2017年已實現,克容量500-1000mAh/g。

3. 最終目標採用無鋰負極,只需銅箔集流體(鋰直接來源於正極)。

第三,電解質材料

從常規電解質到多元高壓電解質,到最終的全固態電解質。

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(來源:研究)

全固態電解質有三種技術路線,聚合物,硫化物和氧化物,目前需要解決離子導電率和界面阻抗的兩大難題。

第四,工藝

1. 採用超厚電極,特斯拉幹法塗布技術,可將正極片單邊厚度從100微米做到200微米左右,減少NMP溶劑的使用。

2. 採用超薄的鋁箔(小於10微米)和銅箔(小於6微米)的集流體,實現高導電率、高強度、高柔韌性和高結合力。

3. 把隔膜減薄(3-10微米),增加穿透性,但同時兼顧耐穿刺、機械強度、隔離和耐熱特性。

4. 做大電芯和做長電芯(刀片電池),最終降低電芯內非活性材料。

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第五,結構

1. 採用大模組(特斯拉,寧德時代“CTP”)或者真正無模組技術(比亞迪刀片電池);

2. 將“三電”融入底盤一體化設計,需要電池廠商深度參與車廠前期設計,對整車影響有待驗證(特斯拉Model 3,寧德時代所謂“CTC”)

(文:汽車人蔘考)

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