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如何提高動力鋰電池能量密度及材料

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年08月04日  

當前國內三元動力電池單體能量密度170-190Wh/kg,整車續航里程150-200km,遠低于傳統燃油車的500-600km續航里程。在充電樁等配套設施仍然不完善的當下,提高續航里程成為當前發展電動車的主要任務之一。


從專業角度來看,提高電動車續航里程的途徑主要有三個:


一是增加電池組容量,


二是提升電池能量密度,


三是通過結構優化等手段實現整車輕量化。


而根據科技部新能源汽車試點專項及國內主要動力電池企業的規劃,到2020年國內單體動力電池能量密度將達到200Wh/kg。相比較而言,通過提高電池能量密度的方式來提高電動車續航里程的空間更大。


那么提高電池能量密度的途徑又在哪?


動力電池材料對于提升電池能量密度起到至關重要的作用。而厘清國內動力電池材料行業呈現出的明顯特征,針對性地進行研發投入及改進,將有助于提升材料企業制造水平。


目前國內動力電池材料主要呈現以下三大特點:


1、國產化率大幅提升


當前動力電池用四大關鍵材料的國產化率均超過80%,其中負極、電解液的國產化率高達98%,正極材料的國產化率超過95%,隔膜國產化率超過80%。


國產化率大幅提升主要因為:


1)國內動力電池體系開發較早,且綜合性能要求相對較低,國產材料水平近幾年穩步提升,在一致性、批次穩定性方面進步較快,能滿足國內電池企業需求;


2)國內當前70%的動力電池為磷酸鐵鋰電池。中國從2004年開始研發、生產磷酸鐵鋰電池,其配套的磷酸鐵鋰材料、石墨負極材料等較成熟;3)當前動力電池用材料價格普遍較低,進口材料的競爭力不強。


2、供需失衡,價格大幅增長,擴產潮開啟


2014年9月份至2016年第一季度,國內動力電池迅速發展,規模同比增長超過200%。2015年中國動力電池產值380億元,同比增長262%。動力電池大幅增長,主要受國家加大對新能源汽車行業的政策支持影響。


新能源汽車終端需求大幅增長,而上游材料及電池的供應量增速偏慢,導致供需失衡。2015年下半年至今,國內鋰電中上游多種材料處于價格大幅增長態勢,比如碳酸鋰、六氟磷酸鋰、銅箔、磷酸鐵鋰、濕法隔膜等。


而伴隨材料價格的大幅增長,材料毛利率也大幅回升,進而吸引多家企業積極擴產及新進入者。2016年1-9月,國內四大材料的投資額超過350億元,其中正極材料(含上游礦產資源)、隔膜成投資熱點。


3、各大材料制造水平良莠不齊,高性能材料產業化進展偏慢


中國已經成為全球最大的動力電池生產與需求大國,但國內動力電池與日韓相比仍存在差距,主要體現在能量密度、產品一致性、產品穩定性、故障率等。


舉例來看,特斯拉的主力供應商松下穩定量產的18650動力電芯,單顆容量已經達到3.1Ah,而國內單顆18650電芯容量以2.2Ah及2.4Ah為主,只有少數幾家能達到2.6Ah。這與國內各種類材料不匹配、電池設備自動化水平低等息息相關。國內正極材料廠商能量產動力型NCM622,但受制于高鎳電解液不成熟、電芯廠制造水平低等因素,當前還無法大批量使用NCM622。


此波材料漲價何時休?在低門檻準入下,各企業紛紛擴產建線,2017年材料領域是否產能過剩?外資材料企業針對中國動力電池市場做出策略調整,能否重新獲得市占率?中國材料企業是以走出去為主,還是主攻國內市場?高額投資下,鋰電材料領域還有那些新機會?

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