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2017年中国锂电池行业运营现状分析及未来发展趋势预测

2017-12-13 12:20来源:中国产业信息网关键词:锂电池动力电池新能源汽车收藏点赞

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动力锂电池产能过剩的趋势比较明确,在动力电池的技术走向中,三元正在成为大趋势。我们认为,主要有两点原因,一方面是政策推动,如科技部要求到2015年能量密度达到200wh/kg,2020年达到300wh/kg。二是用户需求,小型化、长续航里程将成为电动车的未来主导方向,三元体系正式满足了这样的需求。而随着三元电池价格进一步下降,磷酸铁锂在价格上已无多少优势。专用车三元电池的解禁进一步推动了三元锂电池发展。我们认为无论政策导向还是下游要求,均进一追求电池能量密度的提升,我们认为三元电池的推广将进一步提速,中期将是低镍NCM占优,长期看高镍三元NCM、NCA占比将不断提升。

动力电池需求预测

数据来源:公开资料整理

从扩产角度来看,三元电池技术壁垒高,高端三元产能扩产更慢,扩张效果不达预期非常普遍。2017年1月,特斯拉宣布与松下联合开发的新型21700电池开始进入量产,宣告动力电池正式进入21700时代,这款全球首发的21700电池将在超级工厂生产。2017年年8月4日,国家标准委员会公布的GB/T34013-2017《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》中,明确地将21700规格尺寸列入其中。相比较18650型电池,21700具有显著优势:1)保持了18650型电池的高可靠性和稳定性;2)电池系统能量密度提升约20%:目前特斯拉生产的21700电池系统能量密度约300wh/kg,相比较现有的18650电池系统250wh/kg提高了20%。3)单体电池容量提升带来的数量减少,从而使结构件、导电连接件等配件数量相应减少,整个系统成本下降约10%;4)配件数量的减少使得电池系统减少10%左右的组件和重量,提升其能量密度。

特斯拉18650电池和21700电池比较

数据来源:公开资料整理

当前新能源汽车补贴标准与动力锂电池能量密度正比例相关。在电池材料体系没有巨大突破的情况下,21700电池是获得更高的有效容量的趋势。在今年第八批推广目录车型中,已有搭载了三元21700电池的两款纯电动厢式运输车进入目录。从供给来看,目前市场上21700的产能并不多,主要原因是国内当前21700电池的性价比还不足,装配产线配套等方面与国外企业还有差距。我们认为随着国内设备企业以及零配件企业的快速跟进,21700电池的成本有望逐步下降,同时21700电池在PACK成本方面的优势也会体现。根据2020年的300Wh/kg的目标,多家电池企业和研究机构都已有所布局,技术的快速迭代将使得大部分企业在加速跑中逐渐落伍,而具备整体研发实力的动力电池企业将从中胜出。根据目前的技术路线,我们认为短期内三元电池仍将是提高能量密度的关键,中期看富锂锰基的技术突破,远期方向是锂硫电池。

动力锂电池发展路径

数据来源:公开资料整理

负极材料在提高电池的容量以及循环性能方面起到了重要作用。通常将锂电池负极材料分为两大类:碳材料和非碳材料。其中碳材料又分为石墨和无定形碳,如天然石墨、人造石墨、中间相碳微球和软炭(如焦炭)等;非碳负极材料有氮化物、硅基材料、锡基材料、钛基材料等。从技术来讲,石墨的克容量为372mAh/g,性能逐渐趋于理论极限值。负极材料的发展是高比容量、高充放电效率、高循环性能和较低成本,其中硅碳复合材料的取得了很大的进展,特斯拉发布的Model3就采用了硅碳负极作为动力电池新材料。通过在人造石墨中加入10%的硅基材料,特斯拉让电池容量达到了550mAh/g以上,电池能量密度可达300wh/kg。采用钛酸锂负极材料的动力电池具备快速充点、循环寿命长及安全性高等特点,因此该负极材料在公交领域得到了较大的关注。

负极材料比较

数据来源:公开资料整理

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