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【资讯】动力锂电池市场发展情况及趋势

日期:2024-06-07 15:42:04浏览:77

①目前形成了以 NCM 三元材料为主、多种材料共存的格局且预计未来将长期存在

NCM 三元材料自 2015 年开始加快发展,由于其高能量密度的优势,符合市场对新能源汽车续航里程的要求以及政府补贴政策的支持,逐步占据汽车动力电池市场的主要份额。三元材料相对磷酸铁锂、锰酸锂等正极材料具备显著的能量密度优势,且常规三元材料在循环次数、安全性方面相较其他材料也无明显短板,因此,三元正极材料逐步成为动力电池领域的主流选择,广泛应用各种类型新能源汽车。

由于动力锂电领域需求量最大,导致三元材料成为锂 离子电池正极材料的主导地位。据鑫椤资讯统计数据显示,2021 年国内三元材 料总产量为 39.81 万吨,同比增长 89.5%。


全球范围内三元材料总产量为 72.97 万吨,同比增长 79.3%,预计未来三元材料的产能产量将继续保持增长。其 中,高容量 NCM 三元材料主要应用于 BEV 领域;高功率型 NCM 三元材料主 要应用于 HEV、PHEV 及 48V 轻混领域。

与此同时,磷酸铁锂、锰酸锂等正极材料由于各具优点,在动力电池细分 领域仍有比较优势。其中:

A、磷酸铁锂具有成本低、高循环次数、安全性好的特点,因此得以在对安全性能要求高、对价格敏感的客车、专用车等汽车领 域最早规模化应用。但是磷酸铁锂也有其固有局限性,如能量密度偏低、低温 性能较差,导致其在对能量密度要求较高的领域(如中高端长续航乘用车等) 应用面临较大压力。近年来,一方面,补贴力度开始退坡,淡化能量密度和续 航指标,另一方面,磷酸铁锂电池技术持续迭代,“刀片电池”、“CTP”等 技术的出现使得磷酸铁锂电池包能量密度得到改善,因此带动了磷酸铁锂在商 用车和乘用车领域市场份额的提升。2021 年,在镍钴价格处于高位的情况下, 磷酸铁锂产销量持续增加。据鑫椤资讯统计,2021 年,国内磷酸铁锂产量达到43.80 万吨,同比增加 208.50%;

B、锰酸锂具备成本低、安全性能好的特点, 将继续适用于电动自行车、轻型车、专用车等领域。

长期来看,随着高电压、高镍、高功率技术的不断进步和未来电池回收市 场的发展,三元锂电池的性价比将不断凸显,叠加续航里程要求较高的中高端 乘用车型未来销量占比将逐步提升,三元材料以其高能量密度的本质特征仍然 是动力电池的主流正极材料。在动力锂电池领域,预计未来以 NCM 三元材料 为主、多种材料共存的格局将长期存在。

②新能源汽车行业由政策推动转向市场推动,正极材料性价比重要性凸显

近年来,新能源汽车行业政府补贴逐步下滑并逐渐退出,政府补贴不再是国内车企考虑成本收益的主要因素,为提高新能源汽车相对传统燃油车的竞争 力,整车厂将倒逼产业链上游各环节提升性能、改进技术,并降低综合成本, 国内车企将在保证续航里程和性价比之间进行权衡,结合各自汽车品牌、市场 地位、中高低档车型的各自定位及实际成本收益情况选取对应的锂电池型号及 配套的正极材料类型。 突破动力电池能量密度、提升续航里程、提高安全性能、延长使用寿命、 缩短充电时间、优化低温性能、降低电池成本等是新能源汽车替代传统燃油 车、提高渗透率、由政策驱动转为市场消费驱动的关键因素。

新能源动力电池产业链主要通过改进电池材料、电池成组技术等方面来实现这一目标。对锂离 子电池正极材料而言,NCM 三元材料中镍含量的提高、钴含量的降低可以提高 电池能量密度、降低电池单位成本。相比中低镍 NCM 三元电池,高镍三元电 池在理论上可以达到更长的续航里程、更低的综合成本,但由于 NCM811 工艺 复杂带来的生产成本较高的情形短期内难以改变。

从产品性价比角度看,随着政府补贴逐步取消,Ni5 系、Ni6 系 NCM 三元材料仍然是高能量密度电池中的综合性价比主流,产品性能仍有不断提升空 间。随着 Ni5 系、Ni6 系产品的充电电压逐步由 4.2V 提升至 4.35V,其能量密 度可提升约 15%,综合性能表现与 Ni8 系持平。

同时,正极材料厂商和锂电池 厂共同开发更低钴含量的 Ni5 系、Ni6 系 NCM 三元产品,不仅在性能表现上与Ni8 系接近,同时具备更高的安全性,未来预计仍会占据新能源汽车中的较大 比例。根据百川盈孚统计,2022 年 3 月,NCM523 单价约为 37.2 万元/吨; NCM622 单价约为 38.2 万元/吨;NCM811 单价约为 41.7 万元/吨。Ni8 系的综合 成本高企、安全性不足,Ni5 系和 Ni6 系整体仍具备较强的性价比及市场竞争力。

③高安全性前提下的高能量密度是新能源汽车行业对正极材料的重要要求

随着新能源汽车由补贴推动转为市场驱动,在安全性得到保障的前提下, 消费者对于新能源汽车高续航里程、轻量化的诉求对新能源动力电池技术水平 提出了更高要求。从目前的技术水平和产品应用情况看,提高锂电池能量密度 主要有两大途径,第一是采用更高能量密度的电芯,第二是电芯成组结构优 化,提高成组、电池包效率,类似宁德时代 CTP、比亚迪刀片电池成组技术。 对正极材料企业而言,主要是协助下游锂电池企业提升电芯能量密度,目前提 升电芯能量密度主要有两种途径,分别是提升电池充电电压及提升 NCM 三元 材料 Ni 含量。

A、三元材料高电压化方面:Ni5 系、Ni6 系 NCM 三元材料性能通过技术进步可以得到进一步改进,主要从高电压化和低钴化入手。一方面,通过提升 Ni5 系、Ni6 系 NCM 三元材料的充电电压,如从 4.2V 提升至 4.35V,可以实现 能量密度约 15%的提升,综合表现与 Ni8 系持平;另一方面,正极材料厂商和 电池厂共同开发更低钴含量的 Ni5 系、Ni6 系 NCM 三元产品,在满足市场长续 航需求的同时具备成本优势,因此,Ni5 系、Ni6 系 NCM 三元材料高电压化、 低钴化是一个重要的技术和产业化方向。

B、三元材料高镍化方面:Ni8 系以上 NCM 三元材料的销售占比虽在不断提升,但其发展仍存在一定的瓶颈,比如,其安全性尚待进一步完善,且其综合成本较高,NCM811 和 NCA 等高镍三元正极材料的工艺流程对于窑炉设备、 反应气氛等有特殊的要求,且一般涉及二次烧结甚至更多次数的烧结,钴材料节省的成本不足以覆盖生产工艺方面增加的成本,因此,其综合成本显著高于 Ni5 系、Ni6 系等材料,对于销量较高的中低档电动汽车而言,在没有政府补贴的情况下,消费者对成本的高敏感性使其无法承受 Ni8 系高镍三元材料的高成 本。未来,Ni8 系以上 NCM 三元材料技术更为成熟、生产成本进一步降低,安全性进一步完善也是另一个重要的技术和产业化方向。

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  • 主办单位:中国化学与物理电源行业协会
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