鉅大LARGE | 點擊量:972次 | 2021年03月02日
新能源汽車產業鏈研究
行業發展空間:
2020年12月,我國電動汽車保有量492萬輛,據我國新能源汽車產業發展規劃中2025年電動汽車銷量占比20%,以每年2500萬輛的整車銷量來看,預計2025年電動車保有量將達到2000萬輛,與2020年相比年復合增長率25%,平均70度電/輛,則五年內將新增儲能系統裝機設備1400GWh,以售價1元/Wh計算,新能儲能市場規模1.4萬億元。
目前市面上電池根據電解質狀態不同大致可分為液態電池、半固態電池、準固態電池和全固態電池。液態電池僅含有液體電解質,半固態電池以氧化物復合電解質為主,準固態電池以聚合物復合電解質為主,而全固態電池以硫化物復合電解質為主。
正極材料主要是磷酸鐵鋰,三元材料,錳酸鋰,鈷酸鋰等,負極材料主要是石墨烯等。據ICC鑫欏資訊數據顯示,2020年國內四大正極材料總產量51.9萬噸/+20.8%,其中磷酸鐵鋰材料表現強勢,產量達到14.2萬噸/+45.7%。鈷酸鋰與錳酸鋰正極材料的產量分別為7.38萬噸及9.29萬噸,同比分別增長24.8%及21.6%;三元材料產量增速最緩,僅7%,全年總量為21萬噸。負極材料產量達到46萬噸/+28%。全球負極材料市場繼續向中國集中,2020年中國負極材料產量已經占到全球總產量的85%左右。
政策總結:
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2020年3月,國家確定將新能源汽車購置補貼和免征購置稅政策延長2年,原計劃到2020年底結束。
2020年7月,工信部、農業農村部、商務部等3部門在發布《關于開展新能源汽車下鄉活動的通知》,活動時間為半年。期間汽車企業給出讓利,并在此基礎上推出5000元的置換補貼,促進入門級電動車在三四線及以下地區替代低速車。
2021年工信部取消動力電池白名單,LG化學,SDI,SKI等外資將重新進入中國市場。
2020年10月,《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》重點強調了總體能耗的控制。要求2025年、2030年和2035年乘用車總體百公里平均油耗分別達到4.6L、3.2L和2.0L。新能源汽車2025年滲透率達到20%,2030年達到40%;到2035年新能源汽車滲透率則要達到50%以上,其中純電動則將占到新能源汽車的95%以上,純電動汽車成為新銷售車輛的主流,公共領域用車全面電動化。同時,2025年、2030年和2035年,混合動力節能汽車分別要占到50%、75%和100%。也就是說,到2035年,我國新銷售的汽車將有一半以上是新能源汽車,其余全部都是混合動力的節能汽車。具體規劃下表:
動力電池主流類型:
4680電池:松下將于2021年為特斯拉制造4680圓柱電池,該電池直徑46mm,長80mm,單體電芯型號比21700更大,能量密度提升至300Wh/kg,輸出功率提升6倍,搭載該電池的電動汽車續航里程可提高16%,新電池每千瓦時成本降低14%。此外,4680電池采用全新"無耳級"技術,使得正負極流體與蓋板/殼體直接連接,電流導電面積成倍增加,電流傳導電流傳導面積成倍增大,傳導距離縮短,從而大幅降低電池內阻,減少發熱量,可大大延長電池壽命,提高充放電峰值功率。馬斯克還透露2021年下半年推出的特斯拉MODELSPlaid三電機高性能版將配備全新結構電池組就包括4680鋰電池。
百萬英里鋰電池:
特斯拉的百萬英里電池是一種鋰離子電池,采用新一代"單晶"NCM532正極和一種新型先進電解質,采用單晶鎳鈷鋁電極,鎳含量達到50%,鈷元素20%,并加入人造石墨,可使電動汽車持續行駛100萬英里(約160萬公里),目前特斯拉使用的電池壽命僅為50萬公里,。該"超長壽命電池"實現裝車后就算報廢了還可以繼續使用,對天氣,地形等外部因素限制較小,能達到4000次充放電循環。該電池與寧德時代合作,將在中國首推。
通用汽車也表示正在開發使用壽命達100萬英里的電動汽車電池,但尚未公布推出時間表。
蜂巢2020年推出兩款無鈷電池,其中一款產品容量為115Ah。電芯能量密度為245Wh/kg,電池使用壽命達15年或120萬公里。
比亞迪量產的磷酸鐵鋰刀片電池體積能量密度比傳統電池提升了50%,電池使用壽命超100萬公里。其正極是磷酸鐵鋰,屬于磷酸鐵鋰電池范疇,系統能量密度140Wh/kg,續駛里程約600公里。不含重金屬,減少環境污染;體積變小,侵占小。重量減輕,自損能耗降低;安全性提升,在高溫、過充、擠壓、針刺等情況下,降低電芯爆炸的概率。
NCMA超高鎳電池:LG能源計劃2021Q2開始量產鎳含量90%的NCMA電池,并向特斯拉供應下一代車型,該電池能量密度為161Wh/kg,電池包容量77KWh,續航里程594km。國內華友鈷業和格林美已經進行NCMA四元材料量產準備,華友鈷業1月8日啟動年產12500噸NCMA四元前驅體材料項目,建設周期兩年。格林美的NCMA四元前驅體材料正在進行客戶認證。
固態電池
固態電池被認為是動力電池技術發展的主要方向,正極(朝高鎳三元方向)、負極材料(硅碳-蔚來或摻硅-上汽智己)其生產重點在負極材料,硫化物(CATL-2030年)和氧化物進展較快,樣品正通過針刺測試,但還要做車輛測試,預計2021年下半年規模量產裝車。固態電池中的固態電解質代替了液態電解質和隔膜,安全性好,充電時長短,單體能量密度(>350Wh/kg)和壽命(>5000次)都得以提升,但是固態電解液接觸面積比液態差,導致其活性降低,導電率低,內阻大,因此采用創新架構模式,如雙機架構技術、CTP、CTC、刀片電池可改善。但全固態電池想要規模化量產還需要5-10年。目前,法國Bollor、臺灣公司、國內三家公司,臺灣目前量產產量較小,且主要用于消費電子和可穿戴設備。
2021年1月,蔚來汽車在NIODAY上發布了續航里程超1000公里的固態電池,計劃于2022年四季度發布半固態電池包,屆時其電池單體能量密度將達到360Wh/kg,電池包帶電量也將由現在的100kWh提升至150kWh,但仍需使用電解液,隔膜等,屬于半固態電池。但是電池行業去隔膜和去電解液,預鋰化,無鈷化技術仍是行業發展大趨勢。
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