鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:966次 | 2022年12月30日
動(dòng)力鋰電池新技術(shù)——自修復(fù)長壽命技術(shù)
說起動(dòng)力鋰電池很多從業(yè)者都不陌生,作為鋰電池繼消費(fèi)電子、儲(chǔ)能設(shè)備之后涉足的第三大領(lǐng)域,逐漸成為新能源汽車的核心競爭力之一,消費(fèi)者關(guān)于動(dòng)力鋰電池的安全性、續(xù)航能力、成本等都提出了較高的要求。作為新能源汽車的核心組件,動(dòng)力鋰電池市場的競爭一直都沒停止,甚至有越演越烈的局勢。
一、動(dòng)力鋰電池基本介紹
動(dòng)力鋰電池是有一定差異性的產(chǎn)品,汽車不同的功能需求關(guān)于電池的參數(shù)有著決定性的影響。粗略來看,根據(jù)使用情況可將鋰電池分為兩類,一類是功率型,重要用來為汽車加速供應(yīng)短暫的動(dòng)力,可以儲(chǔ)存的能量較少,不能長期供應(yīng)能量,其能量釋放時(shí)間通常持續(xù)幾秒到幾十分鐘;另一類是能量型,可以長期供應(yīng)能量,但放電速率相對(duì)較小,一般情況下放電時(shí)間設(shè)計(jì)為1小時(shí)甚至更長,一般純電動(dòng)汽車會(huì)用到能量型電池。
功率型電池和能量型電池的重要差別是功率/能量比,即放電倍率,功率型電池的放電倍率可達(dá)15C以上,能量型電池的放電倍率不超過2C,隨著純電動(dòng)汽車帶電量日益增大,關(guān)于放電倍率的要求會(huì)進(jìn)一步放寬。這兩種需求反映在電芯層面,最顯著的差別是功率型電芯極片由于電流密度較大,為確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,活性層的厚度很薄,能量密度較低,成本更高。因此工業(yè)上這兩類電芯在設(shè)計(jì)方面截然不同。動(dòng)力鋰電池設(shè)計(jì)時(shí),必須了解用電設(shè)備具對(duì)電池性能指標(biāo)及電池使用條件,一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:電池工作電壓;電池工作時(shí)間;電池工作環(huán)境;電池最大允許體積。
美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室提出了一套設(shè)計(jì)原則,規(guī)則要求用戶輸入多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù),例如電池電量,電池和模組數(shù)量,以及最大功率下的目標(biāo)電壓等。此外,用戶必須輸入以下三種能量測量值之一:電池組能量,電池容量或車輛電氣范圍,含義其中一個(gè)值將決定其他兩個(gè)值。然后,迭代過程通過改變電池容量和電極厚度來解決用戶含義的能量參數(shù)(能量,容量或范圍)和剩余電池特性。結(jié)果是電池,模組和電池組的尺寸,質(zhì)量,體積和材料等方面的要求。
鋰電池參數(shù)設(shè)計(jì)流程圖:
鋰電池生產(chǎn)流程圖:
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
二、動(dòng)力鋰電池細(xì)分市場分析
動(dòng)力鋰電池是新能源電動(dòng)汽車的心臟,作為電動(dòng)汽車的關(guān)鍵零部件,動(dòng)力鋰電池是整車成本中占比最大的零部件,占整車成本的30%-40%,是潛在市場達(dá)數(shù)千億的新興產(chǎn)業(yè)。對(duì)動(dòng)力鋰電池核心技術(shù)和供應(yīng)鏈的爭奪,將成為大國制造業(yè)競爭的另一制高點(diǎn),且很大程度上影響著未來全球新能源汽車的行業(yè)格局。細(xì)分為正極材料、負(fù)極材料、隔膜及電解液四大關(guān)鍵材料的成本占電池成本的八成以上。
1、正極材料:2019年產(chǎn)量突破50萬噸,優(yōu)勢公司占據(jù)重要市場份額
我國鋰電池正極材料產(chǎn)量快速上升,這重要得益于鋰電池下游行業(yè)中手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)汽車等的快速發(fā)展,公司對(duì)鋰電池正極材料的投資加大,新能源汽車的發(fā)展和國家政策的支持等。根據(jù)我國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鋰業(yè)分會(huì)調(diào)研情況,2019年我國鋰電池正極材料產(chǎn)量突破50萬噸,達(dá)到53.7萬噸。
(備注:2016、2017年產(chǎn)量增速為49.6%、99.9%)
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
在國內(nèi)市場,目前仍有較多的公司在參和市場競爭,由于鋰電池正極材料行業(yè)技術(shù)集成度高、下游客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求嚴(yán)格等原因,一些不具備核心競爭力的公司將會(huì)逐步退出,行業(yè)內(nèi)的優(yōu)勢公司將占據(jù)越來越多的市場份額。近年來,我國鋰電正極材料市場發(fā)展迅速,正極材料的產(chǎn)銷量已占據(jù)全球的40%以上。國內(nèi)重要正極材料公司產(chǎn)量如下:
2、負(fù)極材料:2019年產(chǎn)量約在25萬噸,行業(yè)公司競爭格局變化不大
近幾年來,我國負(fù)極材料產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢,2019年,國內(nèi)負(fù)極材料的產(chǎn)量約在25萬噸,人造石墨市場占比估計(jì)在75%以上,其市場占比進(jìn)一步擴(kuò)大,關(guān)于針狀焦的需求預(yù)計(jì)在今年依舊保持堅(jiān)挺。
(備注:2016、2018年產(chǎn)量增速為33.6%、47.7%)
從公司競爭格局來看,2019年,深圳貝特瑞、江西紫宸、杉杉科技占據(jù)前三位置,不過三者的市場占比差距在逐漸縮小。二梯隊(duì)廠商,如湖南中科、深圳斯諾、深圳翔豐等公司受動(dòng)力鋰電池帶動(dòng),保持較快上升。根據(jù)我國電池網(wǎng)公布的鋰電池負(fù)極材料公司競爭力排名名單情況來看,行業(yè)公司競爭格局排名變化不大。
3、隔膜:高端隔膜基本依靠進(jìn)口,恩捷股份逆襲排名第一
由于隔膜具備較高的技術(shù)壁壘,導(dǎo)致國產(chǎn)隔膜和進(jìn)口隔膜在性能上存在較大的差距,導(dǎo)致國內(nèi)隔膜市場大部分要進(jìn)口,尤其是高端隔膜基本依靠進(jìn)口。根據(jù)起點(diǎn)研究院(SPIR)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2019年上半年我國鋰電池隔膜出貨量13.8億平方米,同比上升70%,重要原因有:隔膜出口量上升較大,重要公司為:恩捷、星源、捷力等;儲(chǔ)能、3C數(shù)碼及小動(dòng)力拉動(dòng)市場需求,加上動(dòng)力鋰電池穩(wěn)步上升;政策出臺(tái)補(bǔ)貼過渡期取消,因此二季度前二個(gè)月是行業(yè)沖量高峰時(shí)期。
2019年我國鋰電池隔膜行業(yè)年度品牌榜單中,恩捷股份逆襲排名第一,其客戶涵蓋了國內(nèi)一線電池公司,恩捷股份的逆襲完全可以證實(shí)行業(yè)的龍頭是可以被打敗的,幾年前國產(chǎn)隔膜行業(yè)基礎(chǔ)被星源材質(zhì)、金輝高科和中科科技三家公司壟斷。如今,恩捷股份毫無疑問成為海內(nèi)隔膜行業(yè)的龍頭公司,尤其是在濕法領(lǐng)域更是占據(jù)了絕對(duì)市場份額。
4、電解液:2019年電解液出貨量18.3萬噸,競爭格局變化不大
我國電解液產(chǎn)量不斷新增,近年來隨著鋰電池產(chǎn)業(yè)的成熟,國產(chǎn)鋰電池電解液從2002年左右開始進(jìn)入市場,并逐步取代進(jìn)口產(chǎn)品。高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)調(diào)研顯示,2019年我國電解液出貨18.3萬噸,同比上升30%。
國內(nèi)電解液廠商包括新宙邦、天津金牛、東莞杉杉、珠海賽緯電子、廣州天賜等公司,其產(chǎn)品涵蓋了高、中、低端市場,基本滿足我國鋰電池生產(chǎn)的要,并有部分出口。
【相關(guān)個(gè)股】
300750CATL
公司占據(jù)國內(nèi)整體動(dòng)力鋰電池市場份額的50%以上,2017年CATL出貨量位居全球第一,并計(jì)劃到2020年將產(chǎn)量擴(kuò)大2倍,目前其產(chǎn)量利用率仍然供不應(yīng)求,預(yù)計(jì)將成為動(dòng)力鋰電池高速成長過程中的重要獲益者。
六月十日,CATL稱,新型電池采用自修復(fù)長壽命技術(shù),可實(shí)現(xiàn)16年超長壽命或200萬公里行駛里程,成本相比當(dāng)前電池新增不超10%。