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动力电池行业报告:高镍未来已来(82页)

行业报告下载 2021年09月06日 06:00 1 管理员

动力电池需解决续航里程及平价(长期存在降价压力)痛点,高能量密度+低成本为长期进步方向:1)材料 体系升级:材料体系升级更多是电化学体系的换代,比如高镍正极、硅碳负极、钠离子正极、富锂锰基等方 向,并需相关材料配套开发。2)工艺改进:工艺改进属于生产过程中物理属性的变化,目前主要的方向包括 电池形态的变化、CTP技术、刀片电芯、叠片技术等,可有效提高能量密度、降低成本。  2020年10月发布《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,指引2025年商用性能量型电池能量密度 >200WH/kg,成本低于0.45元/wh,2035年能量密度>250WH/kg,成本低于0.35元/wh,高端型25年比 容量达到350WH/kg,动力电池发展方向明确。高镍为可识别路径中最成熟、接受程度最高的技术进步方向之一。高镍三元为NCM材料体系内的技术更迭, 镍元素有助于提高比容量和能量密度,钴有助于提高电导率和倍率性能,高镍低钴化使得电池比容量提高, 但安全性和倍率性能减弱。  高镍大势所趋,未来已来:1)提升能量密度:镍含量提高能够有效提高能量密度,NCM811目前单体能量 密度可以达到260wh/kg,成组可以达到180wh/kg,相较NCM523产品能量密度可以提升25%,后续进一 步优化能量密度单体达到300wh/kg+,系统达到200wh/kg。

降低成本:由于上游钴资源相对匮乏且供 给集中成本较高、价格波动大,高镍能够减轻上游原材料限制,降低成本。3)技术成熟度高,已实现产业化 应用,产业链配套完善,经历2年以上装车验证,主流车企、电池厂均加大布局。成组效率提高易接近极限,材料体系进步天花板更高,是提高锂电池能量密度未来关键。随着CTP和刀片电 池技术的发展,电池的成组效率已经从传统电池包的75%提升至90%左右,提升空间已经不大,电芯能量密 度提升是未来关键,重点在于电化学材料体系的升级。  三元材料高镍化是当下材料体系进步的最有效方式。目前各种正极材料中,1)LFP现有比容量已经接近理论 极限170mA.h/g,LCO、NCM 和富锂基正极材料比容量提升空间较大;2)LCO 可以通过提升电压提升比 容量,但成本较高;3)富锂基正极材料虽然理论单体能量密度高,但仍处于研发阶段,需配套半固态或者 固态电解液才能发挥优势。4)高镍正极提高镍含量比例,产业链、技术成熟。镍在三元材料中为主要氧化 还原反应元素,增加镍含量使得可反应电子数增多、正极材料活性与放电比容量增强,从而提升电池能量密 度,为当前NCM材料体系内的技术迭代。所以当前提升能量密度最有效可行的方法是三元材料高镍化。

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标签: 新能源|电力|电池|储能

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