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:新能源汽车动力电池市场四大要点 展望五大新技术

时间:2020-02-25 09:46:30

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:新能源汽车动力电池市场四大要点 展望五大新技术

这里对上半年电动汽车动力电池市场情况进行梳理,以及对电池技术发展进行展望。

上半年市场情况要点

1. 电动汽车产量35.1万,同比下降42%,对应的动力电池需求(装机量)为17.8GWh,同比下降40%;而上半年动力电池产量约25GWh,大约有7.5GWh的库存;

2. 另一个锂电大头,电动自行车产量1150万辆,假设50%采用锂电 (一辆车15Ah x 48V = 0.72kWh),加上20%换电需求,需求总量约为5GWh。

3. 锂电池正极材料产量16.4万吨,同比下降28%,其中三元7.1万吨(下降28%),磷酸铁锂4万吨(增加5%),钴酸锂2.9万吨(下降15%),锰酸锂2.4万吨(下降10%);电解液(不宜库存)生产总量7.2万吨,同比下降18%。

4. 上半年18GWh装机量中,乘用车占比75%。

乘用车中,88%的装机用于纯电动汽车,而方形电芯为主导,占比达七成。

其中,三元电池装机占比超过了84%,磷酸铁锂电池全部用于纯电动乘用车。

电池新技术展望

1. 磷酸铁锂电池,电芯能量密度200Wh/kg(国轩高科宣称),市场主流为140-180Wh/kg;电池包能量密度140Wh/kg(比亚迪刀片电池),市场主流120Wh/kg左右;电池包成本约0.5-0.6元/Wh。

2. 三元锂离子电池,电芯能量密度300Wh/kg(力神宣称NCA),市场主流200-240Wh/kg;电池包能量密度250Wh/kg(宁德时代宣称),市场主流170Wh/kg左右;电池包成本约0.8-0.9元/wh。

3. 电池技术发展,仅仅围绕消费者对于电动汽车的痛点在五个方面发力:提升能量密度,保证安全,成本降低,满足快充(3C),提升环境适应性(-40度到60度)。

4. 提升能量密度一直都备受重视,目前创新工作集中在“材料”、“工艺”和“结构”三大方面,从以下五个要点进行详细论述:第一,正极材料

1. 三元高镍,宁德时代NCM811,容量200左右,SKI推出了NCM9电池。

2. 正极去钴,即镍酸锂LNO,克容量270左右,特斯拉添加5%Mg用于稳定结构,预计量产。

3. 进一步去镍,即富锂锰材料,容量可以达到300mAh/g,个人预计2025年量产。

第二,负极材料

1. 最早采用人造石墨,添加碳纳米管、石墨烯(市面上宣传的所谓石墨烯电池)等,增加导电性,容量300-340mAh/g。

2. 在石墨中添加10%左右的硅,松下在已实现,克容量500-1000mAh/g。

3. 最终目标采用无锂负极,只需铜箔集流体(锂直接来源于正极)。

第三,电解质材料

从常规电解质到多元高压电解质,到最终的全固态电解质。

(来源:研究)

全固态电解质有三种技术路线,聚合物,硫化物和氧化物,目前需要解决离子导电率和界面阻抗的两大难题。

第四,工艺

1. 采用超厚电极,特斯拉干法涂布技术,可将正极片单边厚度从100微米做到200微米左右,减少NMP溶剂的使用。

2. 采用超薄的铝箔(小于10微米)和铜箔(小于6微米)的集流体,实现高导电率、高强度、高柔韧性和高结合力。

3. 把隔膜减薄(3-10微米),增加穿透性,但同时兼顾耐穿刺、机械强度、隔离和耐热特性。

4. 做大电芯和做长电芯(刀片电池),最终降低电芯内非活性材料。

第五,结构

1. 采用大模组(特斯拉,宁德时代“CTP”)或者真正无模组技术(比亚迪刀片电池);

2. 将“三电”融入底盘一体化设计,需要电池厂商深度参与车厂前期设计,对整车影响有待验证(特斯拉Model 3,宁德时代所谓“CTC”)

关于电池结构创新,可以参见汽车人参考有关“CTP、比亚迪刀片电池”相关文章。

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