中年|2020: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2020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 。
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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 。
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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 。
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【中年|2020:新能源汽车动力电池市场四大要点,展望五大新技术】
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 。
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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) 。
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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2023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2017年已实现 , 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 。
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(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 。
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