动力电池行业发展现状及展望

230~260Wh/kg
三元NCM 180Wh/kg
磷酸铁锂 180Wh/kg
190~200Wh/kg
锂空气电池
500+ Wh/kg 固态电池 NCM811正极/金属锂负极
400+ Wh/kg
2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 ……..
2030
4
• 中国最大的电池公司，预计电池组成本在2024年达到100美 金/kWh；
动力电池行业现状及展望
1
动力电池行业回顾
2015-2019年动力电池装机量
（MWh）
70,000
60,000 50,000 40,000 30,000 20,000
15,577
80% 27,968
36,429 30%
10,000
0
2015年
2016年
2017年
全年累计(MWH)
57,074
62,108
最低； • 2019美国市场的电池组平均成本为149美元/千瓦时，仅高3
美元； • 2019价格最低的电池组样本来自中国，仅127美元/kWh。 • 2020年850人民币/kWh（121美元/kWh）的CTP价格；
• 根据BNEF预测，2024年锂电池市场需求超过2TWh，价格将 跌至100美元/kWh以下，到2030年价格将下降到61美元 /kWh；
能量密度：wh/kg
通过改变现有体系中正极、负极及电解液等，使锂离子电池达
700
到200-500wh/kg； 2030年前达成500-700wh/kg能量密度的目标； 500 2050年前实现锂空气电池商业化。
后锂离子 充电电池
锂硫 电池
锂空 镁空 铝空 ……
改进锂离子电池
300
180~350Wh/kg
动力锂电池展望-三元与磷酸铁锂应用
2014-2019年动力电池技术路线构成
11%
6%
5%
7%
2%
2%
39%
28%
52%
72%
75%
73%
18% 2014A
58%
41%
20%
23%
2015A
2016A
2017A
2018A
三元
铁锂
锰酸锂
70% 2019A
三元与磷酸铁锂电池性能比较
数据来源：合格证数据
5
57%
9%
2018年
2019年
同比
国内动力锂电池产能、产量及产能利用率
（Gwh）
90% 80
70%
80% 70
70%
60
60%
50
50%
40
40%
30
30%
20% 20
10% 10
62%
60%
52%
50%
46%
42%
39%
37%
38%
40%
34% 30%
30%
32% 28%
30%
23%
24%
19%
20%
锂离子电池
90~180Wh/kg
100
铅酸、镍镉电池 30~40Wh/kg
镍氢电池 60~80Wh/kg
固态 锂电池
3
锂离子电化学技术路线
能量密度
NCM811/Gr 240Wh/kg
NCM811/SiOx-Gr 280~350Wh/kg
250~280Wh/kg
Ni55/高电压/Gr 220~230Wh/kg
8
动力电池技术及应用展望-刀片电池
• 大电芯，大模组，电芯壳体材料/工艺是个
有新技术需求的地方；
• CTP结构上，电芯如何固定是难点；
• CTP热管理上，首次提出了电池包顶部冷却
的设计，导热胶、保温棉之类的是增量所
在；
• 连接工艺上，高强度结构胶可能是未来增量
所在；
• 多功能复合材料箱体的产业化应该会加速；
私家车：LFP
低速车（150km以 内）
私家车：LFP
6
动力锂电池展望-外形
•从全球市场和技术特征来看，下一代动力电池商业化之前，方形、软包和圆柱电池将并存于电 动汽车市场；
• 全固态电池技术成熟后，软包电池的优势会进一步显现，不过这将是一段漫长的过程。
2019年动力电池技术路线构成
软包 9%
圆柱 6%
9
动力电池技术及应用展望-CTP
纯电动车电池系统发展趋 势-CTP的需求背景 • 纯电动车以pack为中
心开展设计，包络更 加规整和可扩展； • 在集成热管理等更多 功能的同时，要求更 低的包络高度；
• 更高的能量密度，更 轻的重量，更高的系 统安全性；
纯电动车电池系统发展趋势 • 突破传统的电芯成组架
10%
0%
0
0%
16Q1 16Q3 17Q1 17Q3 18Q1 18Q3 19Q1 19Q3
动力锂电池季度产能
动力锂电池季度产量
产能利用率பைடு நூலகம்
数据来源：合格证数据，高工锂电
2
动力电池行业技术展望
• 能量提升是成本下降的有效途径，发展高能电池是车用动力电池的主要技术方向
•后锂离子电池和金属空气电池目前技术均不成熟，中科院专家预计可能分别在2030年和2050 年实现商业化
7
动力电池技术及应用展望-刀片电池
• 比亚迪的刀片电池即长电芯方案（主要指方形 铝壳），是一种通过增大电芯的长度（最大长 度与电池包宽度相当），将电芯扁长化设计， 来进一步改进电池包集成效率的技术。
• 正负极在两端，两端（或一端）都有防爆阀， 有点软包两端出极耳+方形铝壳综合。
• 相对于已有方形铝壳电芯方案，这个电芯最明 显的优势在于散热效果好，难点在于整个电芯 的结构稳定性，内阻，注液等，尤其是结构强 度方面，在CTP方案中，电芯需要依靠自身来 实现支撑。
构，结构件数量减少 40%； • Pack箱体结构件减重 15%，提高系统集成效 率，进而提高pack能量密 度； • 热管理系统与箱体集成， 提升换热效率超10%； • 高强度铝合金复合框架式 箱体，抗挤压，抗冲击能 力提升20%
开发时间
开发费用
需量的支撑
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价格及成本展望
• 2019年全球纯电动汽车电池组的平均价格：147美元/kWh； • 2019中国生产的电池组平均价格为146美元/kWh，也属全球
方形 85%
电池 典型企业 类型
电池形 状
软包 LG/SKI/AE ＋＋＋ SC/A123
能量密 度
＋＋＋
安全性 ＋＋＋
生产效 率和可 靠性
＋
成本 ＋
充放电 倍率
Pack集 成效率
＋＋
＋＋
方形 圆柱
CATL/SDI/ BDY
Panasonic
＋＋ ＋
＋＋ ＋
＋ ＋＋
＋＋
＋
＋＋
＋＋＋ ＋＋＋ ＋
＋＋＋ ＋
动力锂电池展望-三元与磷酸铁锂应用
后补贴时代三元和铁锂的目标车型
C/D（600~700km）
私家车：NCM/高压 800V/15min快充
B/B+（400~600km）
私家车：NCM/LFP 运营车：NCM/LFP
A/A+(300~500km)
私家车：LFP 运营车：LFP
A00/A0（200~400km)