鉅大LARGE | 點擊量:1144次 | 2019年03月29日
行業動力電池材料技術發展現狀如何?未來的發展方向如何?
汽車工業正在發生變革,未來汽車工業朝著電動化、智能化、互聯化方向發展,新能源汽車具有環保、節能的獨特優勢,為適應了國際能源供應緊缺以及環境保護呼聲日益高漲,發展新能源汽車已經成為世界各國的共識,中國政府也把發展新能源汽車寫進《中國制造2025》。2018年,全國汽車銷量出現28年以來的首次負增長,整個行業下滑2.76%。但車市“寒冬”,新能源汽車卻逆勢翻盤,去年全年我國新能源汽車總銷量超過一百二十萬輛,同比增長超過百分之六十。
在新能源汽車的發展路線方面,2018年將是一個里程碑式的轉變。近期新能源汽車產業發展呈現以下四大趨勢:隨著氫能利用和燃料電池技術發展逐漸成熟,燃料電池汽車在新能源汽車領域嶄露頭角;為實現車用燃料多元化,加快推動甲醇汽車應、;電動汽車擬納入“三包”,電池衰減質保標準將出臺;新舊動能轉換戰略背景下,新能源車輛正成為網約車的重要動力來源。
而作為新能源汽車發展的核心技術之一,電池技術是新能源汽車技術的重中之重,制約新能源汽車的續航里程和行駛安全。然而,動力電池材料技術的瓶頸又是制約目前新能源汽車發展的最核心關鍵技術。行業動力電池材料技術發展現狀如何?未來的發展方向如何?
基于此,中國汽車材料網重磅發布《新能源汽車動力電池材料及產業鏈》報告,對新能源汽車的核心技術動力電池及其產業鏈進行梳理,主要內容涵蓋新能源汽車及動力電池產業發展、新能源汽車動力電池技術發展、汽車動力電池產品供應鏈及汽車動力電池年度發展情況等四個方面。
一、新能源汽車及動力電池產業發展方面
2018年在雙積分政策以及新能源汽車鼓勵政策的雙重驅動下,我國新能源汽車繼續保持高速增長的態勢,產銷分別達到127萬輛和125.6萬輛,同比分別增長了59.9%和61.7%。
1-12月,我國動力電池累計產量達70.6GWh,比2017年的36.24GWh增加了近一倍。其中三元電池累計生產39.2GWh,占總產量比55.5%,相比于2017年的45%份額增加了10%;磷酸鐵鋰電池累計生產28GWh,占總產量比39.7%;其他材料電池占比4.8%。
2018年寧德時代裝機量達到23.5GWh以遠超第二名比亞迪的優勢蟬聯第一位。1-12月前十名動力電池企業裝車量為:寧德時代、比亞迪、合肥國軒、力神、孚能科技、比克、億緯鋰能、北京國能、中航鋰電、卡耐新能源。
2018年動力電池裝機量前十企業
未來我國動力電池發展以支撐新能源汽車普及應用為總體要求,實現2020年、2025年和2030年三個階段鋰離子電池的性能升級,突破新型鋰離子電池和新體系電池的供給。
二、新能源汽車動力電池技術發展方面
鋰離子電池以其能量密度高,循環壽命及使用壽命長等優點成為目前市場的主流產品。其結構一般包括正極、負極、隔膜和電解液。按封裝形式分為圓柱、方形以及軟包電池。
三種封裝形狀的鋰離子電池結構
三種封裝結構形狀的鋰電池優缺點如下表:
圓柱形、方形和軟包電池的特點及供應商!
動力電池關鍵四大材料包括正極材料、負極材料、隔膜材料、電解液材料。本報告針對四大材料特點、生產工藝及發展趨勢等進行分析。三元正極材料具有容量高,成本較低,共沉淀法制備,均衡性較好的優點成為未來發展方向的趨勢。汽車企業動力電池比能量要求已大幅提升,國內品牌的乘用車也正在從磷酸鐵鋰路線轉向三元材料路線。鋰離子電池負極材料未來將向著高容量、高能量密度、高倍率性能、高循環性能等方面發展。硅基負極材料理論比容量高、具有綜合性能優勢,成為行業下一階段應用趨勢。隔膜按照制造工藝可以分為濕法隔膜和干法隔膜。薄型化、微孔層表面涂覆無機陶瓷涂層/或有機涂層是發展趨勢。鋰離子電池有機電解液主要由三部分組成:電解質鋰鹽、有機溶劑和添加劑。六氟磷酸鋰對負極穩定、放電容量大內阻小仍是未來鋰鹽發展的方向。電解液可以分為液體和固體電解液兩類。未來主要研究和開發的電解質體系主要集中在:實現液體有機電解液的大電流供電和聚合物電解質。
鋰離子電池的生產制造,是由一個個工藝步驟嚴密聯絡起來的過程。動力電池PACK制造工藝包括:裝配工藝、氣密性檢測工藝、軟件刷寫工藝等。未來新能源汽車動力電池PACK在能量密度、充電時間、成本、使用壽命等方面的都有更高的發展要求。新能源汽車動力蓄電池進入退役期后,有效途徑資源利用途徑是梯級利用之后再回收。廢舊電池回收處理技術按提取工藝可分為3大類:干法回收技術,濕法回收技術等。
三、汽車動力電池相關材料和產品供應鏈方面
鋰離子電池原材料為有色金屬行業和石油、煤化工行業,如鋰礦、石墨、鈷礦、瀝青等;上游行業包含鋰離子電池的四大核心材料(正極材料、負極材料、隔膜材料、電解液)和鋰離子電池專業設備行業;產業鏈中游主要從事電芯制作和封裝,主要為鋰離子電池生產企業。下游包含如消費電子行業、動力能源行業、儲能設備行業,主要為鋰離子電池應用領域。整個產業鏈較長,涵蓋行業較廣。中國汽車材料網研究團隊對鋰離子電池的相關材料和產品供應鏈進行梳理,列舉了200余家相關企業的主要產品和配套客戶等信息,具體生產企業請參見報告。
四、汽車動力電池年度發展情況方面
2018年國內外圍繞動力電池材料技術的研究與應用也在如火如荼的進行。針對電池材料與工藝技術技術進展(細分為正極材料、負極材料、電解液、隔膜材料、新型鋰離子電池和新體系電池)、新車型應用和企業動態,報告全面記錄了汽車動力電池年度發展情況。