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電芯行業(yè)投資潛力及發(fā)展前景碳中和背景下,新能源汽車已成為行業(yè)發(fā)展主線隨著全球能源危機和環(huán)境污染問題日益突出,新能源汽車行業(yè)的發(fā)展受到高度重視,加大新能源汽車的研發(fā)生產(chǎn)力度已經(jīng)在全球范圍內(nèi)形成共識。近年來,各國政府相繼將燃油車禁售提上議程,我國也已開始研究停止生產(chǎn)銷售傳統(tǒng)能源汽車的時間表,新能源汽車取代燃油汽車已成為必然趨勢。從全球來看,世界各主要經(jīng)濟體相繼提出碳達峰、碳中和方案。歐盟已制定嚴(yán)苛的綠色經(jīng)濟復(fù)蘇計劃,2021年起對所有新車實施二氧化碳排放量不超過95g/km的規(guī)定,同時歐盟委員會計劃要求新車和貨車的排放量從2030年起下降65%,從2035年開始下降100%,并且歐洲各大車企也最遲將于2035年前停止銷售燃油車型。到2025年,純電動乘用車新車平均電耗降至12.0千瓦時/百公里,新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右。到2035年,純電動汽車將成為新銷售車輛的主流,將為世界經(jīng)濟發(fā)展注入新動能。2025年新能源汽車占汽車總銷量的比重達到20%,2030年新能源汽車在總銷量的占比達到40%左右,2035年新能源汽車銷量占國內(nèi)汽車市場銷量的50%以上。同時混動新車的占比也將在2030年達到傳統(tǒng)能源乘用車的75%以上,2035年混動及新能源汽車在傳統(tǒng)能源乘用車中的占比將達到100%?!犊偮肪€2.0》預(yù)測2030年新能源汽車銷量將超過3000萬輛,2035年新能源汽車銷量將達到4000萬輛以上。新能源汽車行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)(一)新能源汽車行業(yè)面臨的機遇伴隨著經(jīng)濟快速發(fā)展,我國能源短缺和環(huán)境污染問題逐漸引起社會重視。傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車在為我國國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高做出巨大貢獻的同時,亦對我國的能源安全與環(huán)境保護帶來挑戰(zhàn)。一方面,內(nèi)燃機汽車對石油的大量消耗,加劇了我國能源的短缺,不利于維護國家能源安全;另一方面,內(nèi)燃機汽車尾氣的排放亦對環(huán)境帶來較大危害。在維護國家能源安全與減少能源消耗的時代背景下,低污染、低排放的新能源汽車相較傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車具備一定的競爭優(yōu)勢。我國汽車產(chǎn)業(yè)起步較晚,長期受到核心技術(shù)與自主創(chuàng)新能力較弱的限制。新能源汽車為汽車行業(yè)中的新興賽道,為我國汽車行業(yè)充分發(fā)揮比較優(yōu)勢、實現(xiàn)彎道超車提供了重要機遇。2010年以來,新能源汽車產(chǎn)業(yè)認(rèn)定為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,并出臺系列政策予以培育與發(fā)展。經(jīng)過積年累月的發(fā)展,我國新能源汽車整車企業(yè)、動力電池企業(yè)已在技術(shù)層面、產(chǎn)業(yè)層面達到全球先進水平。此外,隨著動力電池的技術(shù)水平不斷提升,新能源汽車技術(shù)指標(biāo)如續(xù)航里程、充放電速度、使用環(huán)境適用性等不斷突破,伴隨著與之配套的基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善,新能源汽車用車成本不斷下降,消費者對新能源汽車的接受程度不斷提升?,F(xiàn)階段,新能源汽車市場由政策驅(qū)動向消費驅(qū)動持續(xù)轉(zhuǎn)型,新能源汽車市場在可預(yù)見的一段時間內(nèi),將保持高速發(fā)展的趨勢。得益于新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,市場上對優(yōu)質(zhì)動力電池企業(yè)的需求不斷增加。新能源汽車的高速發(fā)展帶動鋰離子電池需求的增加,目前鋰離子動力電池的供應(yīng)不能滿足市場上的相關(guān)需求。目前市場主流動力電池仍為鋰離子體系電池,且預(yù)計未來將持續(xù)快速增長,但同時其他如鈉離子電池等新興電池技術(shù)也在蓬勃發(fā)展。隨著國家和企業(yè)在新一代動力電池研發(fā)領(lǐng)域重視和不斷投入,預(yù)計動力電池行業(yè)將持續(xù)高速發(fā)展。為推動綠色可持續(xù)發(fā)展,實現(xiàn)碳中和碳達峰等環(huán)保要求,以太陽能、風(fēng)能等為代表的低成本、清潔的可再生能源在電力系統(tǒng)中所占比例正逐漸提高。太陽能、風(fēng)能發(fā)電先天具備波動性和間歇性的特征,為保障發(fā)電與用電負荷相平衡,維護電力系統(tǒng)穩(wěn)定,需發(fā)展儲能業(yè)務(wù)。2022年2月,發(fā)改委、能源局發(fā)布《十四五新型儲能發(fā)展實施方案》,2025年新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段、具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件,2030年新型儲能全面市場化發(fā)展。目前鋰離子電池已成為當(dāng)前主流的電化學(xué)儲能技術(shù)路線。蜂巢能源已針對儲能業(yè)務(wù)開展技術(shù)研發(fā),推出相關(guān)專用電芯,并通過借鑒動力電池的CTP技術(shù),實現(xiàn)對儲能產(chǎn)品的安全、能量密度、溫度控制、成本的全面優(yōu)化。從全球范圍內(nèi)來看,雖然歐美日韓等國家和地區(qū)已在加速培育本土產(chǎn)業(yè)鏈,但中國動力電池產(chǎn)品優(yōu)勢仍較為明顯。一方面,中國動力電池行業(yè)擁有完整的產(chǎn)業(yè)鏈,與國際廠商相比,中國動力電池企業(yè)有更好的成本控制能力;另一方面,動力電池產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)過多年持續(xù)投入,相關(guān)研發(fā)及生產(chǎn)人才儲備較為充足。(二)新能源汽車行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)1、新能源汽車補貼逐步退坡近年來,我國新能源汽車行業(yè)補貼逐步退坡,2020年至2022年,非公共領(lǐng)域符合相關(guān)規(guī)定的新能源汽車補貼標(biāo)準(zhǔn)將在上一年基礎(chǔ)上退坡10%、20%和30%。根據(jù)2021年12月財政部、工信部、發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于2022年新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》,2022年12月31日后上牌的新能源汽車將不再給予購置補貼,使得新能源汽車企業(yè)成本控制壓力不斷提升,并對于動力電池企業(yè)成本控制、技術(shù)開發(fā)要求越來越高。2、新能源汽車原材料價格波動較大作為新能源汽車核心零部件,當(dāng)前動力電池價格占整車成本比例較高。近年來,從上游鎳、鈷、鋰等資源,到碳酸鋰、氫氧化鋰、六氟磷酸鋰等關(guān)鍵原料價格紛紛上揚,給下游電池生產(chǎn)企業(yè)和整車廠帶來較大的成本壓力。3、動力電池外資企業(yè)進入中國市場2019年6月,工信部廢止《汽車動力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》及四批符合規(guī)范條件企業(yè)目錄,外資動力電池企業(yè)開始逐步進入國內(nèi)市場,裝機量逐步提升。2019年全年國內(nèi)動力電池裝機量前五大企業(yè)中尚無外資企業(yè),2020年全年國內(nèi)裝機量排名中,LG新能源已排名第三,裝機量達到4.13GWh;2021年排名中,LG新能源排名第五,裝機量達到6.25GWh。另外,2020年12月,發(fā)改委、商務(wù)部聯(lián)合發(fā)布的《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄(2020年版)》中包括汽車動力電池專用生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計、制造,新能源汽車能量型動力電池單體、電池正極材料及前驅(qū)體材料等的研發(fā)制造,以及動力鎳氫電池、鋰離子電池等高技術(shù)綠色電池制造等。國內(nèi)動力電池市場已對外資開放,國內(nèi)動力電池企業(yè)將直面外資企業(yè)的挑戰(zhàn)。新能源汽車行業(yè)的發(fā)展情況和未來發(fā)展趨勢2025年新能源汽車占汽車總銷量的比重達到20%,2030年新能源汽車在總銷量的占比達到40%左右,2035年新能源汽車銷量占國內(nèi)汽車市場銷量的50%以上,汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)電動化轉(zhuǎn)型。同時,消費者對新能源汽車各項指標(biāo)的要求促進動力電池行業(yè)不斷技術(shù)創(chuàng)新。多元的終端應(yīng)用場景對于電池的性能要求存在側(cè)重,但如何在安全的條件下提升電池系統(tǒng)的能量密度一直為電池技術(shù)發(fā)展的主線。圍繞這一主線,動力電池發(fā)展主要分為兩類方向:第一,動力電池材料的技術(shù)的漸進創(chuàng)新。首先,對正極材料而言,以能量密度為主要性能提升點系開發(fā)主線,三元體系在提升能量密度方面具備優(yōu)勢。但在某些情況下,以磷酸鐵鋰體系為代表的相對低能量密度的材料在別的維度存在優(yōu)勢,亦有應(yīng)用價值,正極材料的開發(fā)遵循產(chǎn)業(yè)化優(yōu)先,體系兼容優(yōu)先的理念,能量密度呈現(xiàn)動態(tài)循環(huán)往復(fù)的螺旋式上升。其次,對負極材料而言,研發(fā)趨勢為低成本、高能量密度?,F(xiàn)階段,石墨負極仍為主流,硅碳混合負極材料、純硅負極材料為主要研發(fā)熱點。最后,電解質(zhì)與隔膜則將跟隨兩極材料的技術(shù)革新不斷優(yōu)化,鋰離子電池從液態(tài)向半固態(tài)、全固態(tài)發(fā)展和演進,將為行業(yè)帶來較大的變化。第二,動力電池制造的工藝改善。各主要電池廠廠商從工藝維度入手,開展性能的邊際改善,進而實現(xiàn)制造環(huán)節(jié)的優(yōu)化和動力電池的系統(tǒng)集約化。一種方向為做大容量電芯,例如長條型方形電芯、大圓柱電池,減少電芯附屬件對電池整體能量密度的影響。第二種方向則是實現(xiàn)系統(tǒng)集約化,去掉冗余零件、功能及繁雜工藝,高速疊片工藝、CTP/LCTP、CTC等技術(shù)均在一定程度上影響著產(chǎn)業(yè)格局。新能源汽車產(chǎn)銷高增長帶動動力電池裝車量走高,動力電池將在未來面臨較大退役規(guī)模?,F(xiàn)階段,退役動力電池的循環(huán)利用主要手段為梯次利用以及報廢回收。報廢回收系對壽命終止的電池,直接進行拆解處理,提取內(nèi)部可回收金屬;梯次利用回收系將剩余容量較高的退役電池在低要求的應(yīng)用領(lǐng)域進行二次使用。動力電池廠商在退役動力電池循環(huán)利用上具備明顯技術(shù)優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢,已成為該市場的主要參與者。新能源汽車行業(yè)技術(shù)水平及特點相比于傳統(tǒng)燃油車,新能源汽車的續(xù)航里程、充電時間、安全性能、電池壽命、電池成本等問題,都是制約消費者購買意愿及新能源汽車普及程度的關(guān)鍵因素。因此,動力電池性能直接決定新能源汽車性能,動力電池性能的提升依賴于技術(shù)進步,持續(xù)的技術(shù)進步驅(qū)使動力電池能量密度不斷提升、產(chǎn)品性能不斷優(yōu)化、生產(chǎn)成本不斷降低、綜合性價比不斷提高。(一)按正極材料不同對鋰離子動力電池進行區(qū)分提高能量密度的關(guān)鍵在于正極材料。正極材料決定了鋰離子電池的主要性能。按正極材料劃分,鋰離子電池可以分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等技術(shù)路線。其中,三元材料是指含鎳鈷錳三種元素或鎳鈷鋁三種元素組成的正極材料,即鎳鈷錳酸鋰(以下簡稱NCM)或鎳鈷鋁酸鋰(以下簡稱NCA)。在動力電池領(lǐng)域,經(jīng)歷了由鈷酸鋰、錳酸鋰轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰、三元材料為主的發(fā)展歷程。最近三年,國內(nèi)動力電池市場主要由三元材料電池和磷酸鐵鋰電池構(gòu)成。三元材料電池相較于磷酸鐵鋰電池,擁有較高能量密度,有助于新能源汽車實現(xiàn)長續(xù)航里程,未來有望逐漸向高端領(lǐng)域、高續(xù)航里程、快速充電以及具有特殊要求的產(chǎn)品車型領(lǐng)域滲透。磷酸鐵鋰電池相較于三元材料電池,擁有成本較低、相對安全的優(yōu)點,近年來伴隨電池工藝技術(shù)的發(fā)展和電池結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,其能量密度瓶頸存在一定緩解,成為動力電池行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要技術(shù)方向。動力電池未來發(fā)展方向在較長的一段時間內(nèi)是多種技術(shù)路線并存的。根據(jù)三元材料中鎳、鈷、錳元素含量的不同,NCM材料可分為NCM811、NCM622、NCM523等。811、622、523代表不同元素的占比,以NCM523為例,其化學(xué)組成為Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2。NCA則由鋁元素替代了錳元素。三元材料的技術(shù)優(yōu)勢在于綜合材料優(yōu)點,使得鎳、鈷、錳或鋁元素發(fā)揮協(xié)同效用。鎳的主要作用為提高能量密度,鈷的主要作用為穩(wěn)定三元材料層狀結(jié)構(gòu),提高材料的電子導(dǎo)電性和改善循環(huán)性能,錳的主要作用為減低成本,改善材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。一般情況下,鎳的占比越高,電池的實際比容量越高,能量密度越高。鈷元素在正極材料中起到減少鎳離子與鋰離子的混排效應(yīng)、抑制充放電過程中的相變以提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用。但鈷并非不可或缺,且鈷元素價格較高,全球范圍內(nèi)鈷元素礦產(chǎn)資源匱乏并且市場供應(yīng)集中度高,供應(yīng)易受外部影響。鋰離子電池的低鈷化無鈷化成為該行業(yè)的未來重要發(fā)展趨勢。蜂巢能源開發(fā)出NMx無鈷電池,技術(shù)水平業(yè)已處于行業(yè)前列。(二)按結(jié)構(gòu)類型對鋰離子動力電池進行區(qū)分鋰離子動力電池按照電芯封裝結(jié)構(gòu)可以分為方形、軟包以及圓柱形等。圓柱形電池發(fā)展時間長,工藝成熟,標(biāo)準(zhǔn)化程度高,其往往采用成熟的卷繞工藝,自動化程度高,產(chǎn)品一致性強,成本相對較低。其劣勢在于PACK空間利用率低、單體容量小,動力領(lǐng)域需要將較多單體電池進行組裝,電池管理要求高。方形電池制作主要采用卷繞或疊片工藝,方形電池還具備空間利用率高、單體容量大、成組難度低的優(yōu)點。軟包電池采用軟包裝材料(鋁塑復(fù)合膜),大多采用疊片工藝,軟包電池結(jié)構(gòu)件質(zhì)量相對減輕,能量密度較高,但其本身亦存在結(jié)構(gòu)強度較差、在內(nèi)部脹氣和外部穿刺時容易漏液、PACK成本較高等缺點。截至目前,國內(nèi)動力電池市場仍以方形電池為主,近三年裝車量占比超過80%,軟包電池和圓柱形電池占比相對較小。不同的結(jié)構(gòu)形式意味著核心制造工藝的差異化,形成卷繞和疊片兩種技術(shù)。圓柱電池通常采用卷繞工藝,軟包電池則需應(yīng)用疊片工藝,方形電池兩者皆可。卷繞是將制片工序或收卷式模切機制作的極片卷繞成電芯,原材料按照負極、隔膜、正極、隔膜的順序進行卷繞。疊片是將模切工序中制作的極片疊成電芯,例如典型的Z字形疊片,正負極分別疊在隔膜兩面,隔膜以Z字形穿行其間而隔開兩極。理論上,疊片工藝制得的電芯產(chǎn)品在能量密度、循環(huán)性能及安全性能等方面性能更優(yōu),主要系卷繞電芯存在多處彎折區(qū)域和集流體焊接區(qū)域,內(nèi)部空間利用率低,并且會有卷繞張力的不均勻和形變等現(xiàn)象,而疊片電芯界面反應(yīng)更均勻,活性物質(zhì)容量能夠得到充分發(fā)揮。伴隨企業(yè)對電池制造工藝的精進,疊片電池工藝已逐漸成熟。蜂巢能源目前最高已實現(xiàn)0.125秒/片高速疊片工藝,技術(shù)水平處于行業(yè)前列。動力電池行業(yè)的發(fā)展趨勢分析隨著科技的進步和經(jīng)濟的發(fā)展,動力電池行業(yè)也在不斷發(fā)展壯大。目前,動力電池行業(yè)已經(jīng)成為一個極具發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè),預(yù)計未來幾年內(nèi)仍將保持較快的發(fā)展速度。一方面,隨著科技的進步,動力電池的性能也在不斷提高,更多的新型動力電池正在不斷問世。例如,鋰離子電池、蓄電池、氫燃料電池等,它們不僅具有更高的能量密度,而且還具有更好的環(huán)境友好性。另一方面,由于動力電池具有良好的性能,因此應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大。目前,動力電池已經(jīng)應(yīng)用于汽車、航空、航天等領(lǐng)域,并取得良好的發(fā)展。預(yù)計未來,動力電池的應(yīng)用領(lǐng)域還將進一步擴大,并在更多領(lǐng)域發(fā)揮出自身的優(yōu)勢。當(dāng)前,動力電池行業(yè)競爭日益膠著。一方面,二線電池廠商正加快搶占市場份額;另一方面,不少主機廠紛紛下場在動力電池領(lǐng)域進行布局。在昨日舉行的中汽協(xié)月度信息發(fā)布會上,中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長陳士華表示,近期動力電池原材料價格較高位有所回落,預(yù)計上半年可能維持較高位置,但在2023年下半年,動力電池原材料價格將會回落,這將緩解新能源汽車企業(yè)的成本壓力。動力電池是電動汽車的心臟,是新能源能否可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。新能源汽車產(chǎn)銷的快速增長直接帶動了中國動力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,動力電池政策支持體系不斷完善、產(chǎn)業(yè)規(guī)模保持全球領(lǐng)先、市場集中度不斷提升、企業(yè)優(yōu)勝劣汰不斷加速、技術(shù)水平大幅提升、產(chǎn)品成本明顯降低、國際競爭力不斷增強。目前動力電池主要包括鋰離子電池、鎳氫電池、燃料電池、鉛酸電池、超級電容器??v觀市場規(guī)模,裝機量迅速擴大的同時,產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩,行業(yè)向頭部企業(yè)集中,無核心技術(shù)的企業(yè)將面臨淘汰;純電動乘用車為動力電池裝機量的主要貢獻力量,方形電池是主流,軟包電池具備發(fā)展?jié)摿?三元系鋰電池占比
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