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 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。