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動力電池新技術(shù)——自修復(fù)長壽命技術(shù)
時間:2020-06-12 11:44來源:水晶球財經(jīng) 作者:百家云股
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說起動力電池很多從業(yè)者都不陌生，作為鋰電池繼消費(fèi)電子、儲能設(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)者對于動力電池的安全性、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，動力電池市場的競爭一直都沒停止，甚至有越演越烈的局勢。
一、動力電池基本介紹
動力電池是有一定差異性的產(chǎn)品，汽車不同的功能需求對于電池的參數(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，主要用來為汽車加速提供短暫的動力，可以儲存的能量較少，不能長期提供能量，其能量釋放時間通常持續(xù)幾秒到幾十分鐘；另一類是能量型，可以長期提供能量，但放電速率相對較小，一般情況下放電時間設(shè)計為1小時甚至更長，一般純電動汽車會用到能量型電池。
功率型電池與能量型電池的主要區(qū)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，隨著純電動汽車帶電量日益增大，對于放電倍率的要求會進(jìn)一步放寬。這兩種需求反映在電芯層面，最顯著的區(qū)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)計方面截然不同。動力電池設(shè)計時，必須了解用電設(shè)備具對電池性能指標(biāo)及電池使用條件，一般應(yīng)考慮以下幾個方面：電池工作電壓；電池工作時間；電池工作環(huán)境；電池最大允許體積。
美國阿貢國家實驗室提出了一套設(shè)計原則，規(guī)則要求用戶輸入多個設(shè)計參數(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，定義其中一個值將決定其他兩個值。然后，迭代過程通過改變電池容量和電極厚度來解決用戶定義的能量參數(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)計流程圖：
鋰電池生產(chǎn)流程圖：
二、動力電池細(xì)分市場分析
動力電池是新能源電動汽車的“心臟”，作為電動汽車的關(guān)鍵零部件，動力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)。對動力電池核心技術(shù)與供應(yīng)鏈的爭奪，將成為大國制造業(yè)競爭的另一制高點，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)勢企業(yè)占據(jù)主要市場份額
我國鋰電池正極材料產(chǎn)量快速增長，這主要得益于鋰電池下游行業(yè)中手機(jī)、筆記本電腦、電動車等的快速發(fā)展，企業(yè)對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)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鋰業(yè)分會調(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%)
在國內(nèi)市場，目前仍有較多的企業(yè)在參與市場競爭，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企業(yè)將會逐步退出，行業(yè)內(nèi)的優(yōu)勢企業(yè)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)主要正極材料企業(yè)產(chǎn)能如下：
2、負(fù)極材料：2019年產(chǎn)量約在25萬噸，行業(yè)企業(yè)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)逐年增長的趨勢，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在75%以上，其市場占比進(jìn)一步擴(kuò)大，對于針狀焦的需求預(yù)計在今年依舊保持堅挺。
(備注：2016、2018年產(chǎn)量增速為33.6%、47.7%)
從企業(yè)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。二梯隊廠商，如湖南中科、深圳斯諾、深圳翔豐等企業(yè)受動力電池帶動，保持較快增長。根據(jù)中國電池網(wǎng)發(fā)布的鋰電池負(fù)極材料企業(yè)競爭力排名名單情況來看，行業(yè)企業(yè)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)隔膜與進(jìn)口隔膜在性能上存在較大的差距，導(dǎo)致國內(nèi)隔膜市場大部分需要進(jìn)口，尤其是高端隔膜基本依靠進(jìn)口。根據(jù)起點研究院(SPIR)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2019年上半年中國鋰電池隔膜出貨量13.8億平方米，同比增長70%，主要原因有：隔膜出口量增長較大，主要企業(yè)為：恩捷、星源、捷力等;儲能、3C數(shù)碼及小動力拉動市場需求，加上動力電池穩(wěn)步增長;政策出臺補(bǔ)貼過渡期取消，因此二季度前二個月是行業(yè)沖量高峰時期。
2019年中國鋰電池隔膜行業(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)一線電池企業(yè)，恩捷股份的逆襲完全可以證實行業(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)的龍頭企業(yè)，尤其是在濕法領(lǐng)域更是占據(jù)了絕對市場份額。
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)量不斷增加，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年中國電解液出貨18.3萬噸，同比增長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、廣州天賜等企業(yè)，其產(chǎn)品涵蓋了高、中、低端市場，基本滿足中國鋰離子電池生產(chǎn)的需要，并有部分出口。
【相關(guān)個股】
300750寧德時代
公司占據(jù)國內(nèi)整體動力電池市場份額的50%以上，2017年寧德時代出貨量位居全球第一，并計劃到2020年將產(chǎn)能擴(kuò)大2倍，目前其產(chǎn)能利用率仍然供不應(yīng)求，預(yù)計將成為動力電池高速成長過程中的主要獲益者。
6月10日，寧德時代稱，新型電池采用自修復(fù)長壽命技術(shù)，可實現(xiàn)16年超長壽命或200萬公里行駛里程，成本相比當(dāng)前電池增加不超10%。
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