动力电池新技术研究报告：锂电技术升级加速（105页）

行业报告下载 2022年04月24日 06:33 管理员

宁德专利全面覆盖，推动行业发展。2018-2021年公司累计获得专利5000+项，其中模组、pack层面的专利最多，接近25%；另外对上游正极、负极、电解液、隔膜、设备、结构件等均有广泛布局，合计专利数接近1605项，占比32%。同时宁德时代在新技术均有长期布局，包括补钠、无负极电池、固态电池等等。正极材料决定电池关键性能，正极材料技术升级。动力电池产品性能由材料共同决定，不同的材料形貌、组合将得到不同性能的电池，其中电芯质量能量密度取决于正极克容量、负极克容量、以及正负极电势差，提升正负极克容量、电势差可直接提升能量密度，且由于正极材料克容量普遍低于负极，因此改变正极性能对于电池能量密度提升作用显著。超高镍三元、磷酸锰铁锂为正极方向，硅碳负极+LIFSI+碳纳米管等渗透率提升。

材料体系升级更多是电化学体系的换代，超高镍通过提升比容量，锰铁锂通过提升电压，有效提升电池能量密度，并需相关材料配套开发，硅碳负极的应用，LIFSI、碳纳米管等材料渗透率的提升，将有效提升电池综合性能。三元材料兼备高能量密度、高电压平台、相对较低的成本，成为正极材料的主流。常见的锂离子电池正极材料有层状钴酸锂、橄榄石结构磷酸铁锂、尖晶石结构的锰酸锂以及层状三元材料，三元层状金属(Co, Mn, Ni/Al等)氧化物(LiNi1-x-yCoxMnyO2)以其高理论比容量(>250mAh/g)及较高工作电压(~3.65 V)的特点，成为正极材料的主流。但三元材料随着镍含量的提升，热稳定性会降低，安全性较差于铁锂。三元正极三种金属元素作用：根据Ni、Co、Mn三种元素比例的不同，可以分为523、622、811型。镍为电池活性元素，提升电池能量密度的关键（能量密度）；钴作为正极支架结构坚固，但价格昂贵，并对环境造成污染（循环性能）；锰/铝提高材料的导热性，是热稳定性关键（安全性）。