鋰電池行業(yè)專題報告：從百人會看鋰電未來趨勢變革在加速

鋰電池行業(yè)專題報告：從百人會看鋰電未來趨勢，變革在加速1、汽車百人會政府部門提出頂層設(shè)計推動產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展1.1、加強上游原材料資源保障體系建設(shè)，堅決打擊囤積居奇、投機炒作等不正當競爭行為（1）原材料礦產(chǎn)資源保障體系建設(shè)：

加強鋰、鎳、鈷等資源保障體系建設(shè)，持續(xù)抓好保供穩(wěn)價，加快構(gòu)建開發(fā)采購并舉、國內(nèi)國際互濟的多元化保供體系。（2）強化上下游企業(yè)協(xié)作發(fā)展：

加強產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈協(xié)作，發(fā)揮龍頭企業(yè)引領(lǐng)作用，強化產(chǎn)業(yè)鏈上下游供需銜接，保障產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定運行。加快推動新能源汽車領(lǐng)域全國重點實驗室、國家技術(shù)創(chuàng)新中心等創(chuàng)新平臺建設(shè)，凝聚高校、科研院所及上下游、大中小各類企業(yè)創(chuàng)新資源服務(wù)全行業(yè)發(fā)展。（3）打擊囤積居奇和發(fā)不義之財行為：

面臨上游原材料價格上漲問題，如果上游原材料的價格控制不住，必然向中下游去傳導(dǎo)和傳遞。面對國際大宗原材料價格上漲的趨勢，需大力打擊囤積居奇和發(fā)不義之財?shù)男袨椤詻Q遏制盲目投資、重復(fù)建設(shè)。（4）促進動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，技術(shù)多元化提升競爭力：

需鞏固鋰離子電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，加快發(fā)展鈉離子、無鈷、固態(tài)電池、燃料電池等新型電池技術(shù)，促進電池技術(shù)和材料多元化，建設(shè)完善動力電池回收利用體系，有效緩解稀有金屬、稀缺金屬資源供給矛盾。國家政策頂層設(shè)計著重研究制定促進動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施，推動產(chǎn)業(yè)競爭力持續(xù)提升。1.2、下游政策推動新能源汽車降本增效，加快推進配套設(shè)施及整車發(fā)展（1）規(guī)范整車企業(yè)兼并重組，有效合理利用現(xiàn)有產(chǎn)能

：整車企業(yè)要突出重點布局，依托現(xiàn)有生產(chǎn)基地集聚發(fā)展，在現(xiàn)有生產(chǎn)基地達到合理規(guī)模之前，不再新增產(chǎn)能布點。執(zhí)行汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定，加強新能源汽車違規(guī)項目清理整治，依法依規(guī)查處未批先建、批零兼整、邊批邊建等違規(guī)行為。規(guī)范整車企業(yè)兼并重組，大力推動落后企業(yè)和無效產(chǎn)能退出。（2）推進新能源汽車與電力系統(tǒng)融合技術(shù)發(fā)展：

鼓勵行業(yè)機構(gòu)和企業(yè)開展有序充電，V2G等技術(shù)應(yīng)用示范，加快柔性充電、無線充電、自動充電等先進技術(shù)的研發(fā)，推進新能源汽車與電力系統(tǒng)綠色能源融合技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。2、鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈上游多元化降本，下游整車企業(yè)高速發(fā)展2.1、上游原材料上漲帶動多元化降本，促進市場化發(fā)展提速2.1.1、鋰資源供需平衡2-3年后可能恢復(fù)正常，技術(shù)進步帶動成本下降對于新能源汽車行業(yè)而言，提升電池材料供給水平，要圍繞資源開采冶煉、電池技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新和回收利用系統(tǒng)建設(shè)。應(yīng)對鋰、鎳等原材料交易市場進行管理、暢通國際物流渠道，保障全球動力電池材料供應(yīng)。（1）鋰資源供需平衡預(yù)計2-3年后恢復(fù)正常，宜春礦產(chǎn)可終結(jié)鋰資源短缺由于新能源汽車的需求增長，電池價格會有上漲，再往材料領(lǐng)域傳遞，就有更大的放大效應(yīng)，本輪價格上漲和2016—2018年鋰資源上漲的原因基本相同。從供需面看，恐慌性庫存儲備帶來的需求放大是暫時的，隨著碳酸鋰供應(yīng)能力的提升，將逐步回歸基本需求面。根據(jù)歐陽明高預(yù)測，預(yù)計兩三年后有可能恢復(fù)完全的供需平衡。世界鋰都宜春，將終結(jié)鋰資源短缺。根據(jù)國軒高科李縝預(yù)測，預(yù)計2025年中國鋰資源需求量為60萬噸。2021年到2025年，未來五年隨著四川宜春鋰云母工程的快速成長，青海鹵水提鋰技術(shù)的提升，四川鋰輝石資源的開采，還有電池回收技術(shù)的進步，進口鋰資源的需求量將大幅減少。其中預(yù)計在2025年在宜春要形成50萬噸的鋰資源開發(fā)，徹底終結(jié)中國鋰資源的短缺情況。（2）電池回收逐步替代原始資源需求預(yù)計2030年之后電池材料回收將形成規(guī)模，2050年前后原始礦產(chǎn)資源和回收資源的供給量將達到相當水平；更長期來看，回收資源將逐步完全替代原始資源需求。2040年回收電池提供材料的總供給與制造電池對原材料的總需求將達到平衡。2.1.2、整車企業(yè)著力關(guān)注原材料供給及供需平衡問題（1）原材料供給增加：

因磷酸鐵鋰不含稀有金屬，更加匹配社會資源承受度。原材料價格大幅上漲是行業(yè)需要克服的挑戰(zhàn)。調(diào)控電動車上游原材料資源價格的管控，防止上游資源被過分的壟斷。（2）供需平衡保障機制：

新能源汽車銷量創(chuàng)新高，但上游原材料供需嚴重失衡。整車車企如比亞迪建議參照農(nóng)業(yè)的糧食儲備調(diào)節(jié)機制，研究設(shè)立一個積分池調(diào)節(jié)供需平衡，增強積分價格的可預(yù)見性。我們認為，成本不斷漲價有利于電池技術(shù)和材料技術(shù)的突破，目前鋰電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展因資源不斷漲價而進入了新一輪洗牌，技術(shù)能力弱、成本控制差的企業(yè)將被淘汰。2.2、產(chǎn)業(yè)鏈下游整車車企高速發(fā)展，動力技術(shù)路徑多樣化2.2.1、新能源整車產(chǎn)業(yè)發(fā)展保持高增速，機會與風(fēng)險并存新能源車行業(yè)未來機會與風(fēng)險并存。目前行業(yè)具有兩大重要機遇，（1）自動駕駛，自動駕駛正在成為智能汽車的競爭焦點，各方的投入、政府政策的支持以及相關(guān)企業(yè)的競爭將加速自動駕駛時代的到來。（2）車路協(xié)同，“車路云圖”融合發(fā)展是中國汽車產(chǎn)業(yè)換道超車的關(guān)鍵路徑。近兩年傳統(tǒng)的交通正在實現(xiàn)智能化的升級，這個智能化的轉(zhuǎn)型可以理解為一個數(shù)字底座，三個智能引擎，以及上面支撐的N個生態(tài)應(yīng)用。一個數(shù)字底座就是“車路云圖”的數(shù)字化升級，三個智能引擎分別是以自動駕駛、車路協(xié)同和Maas出行服務(wù)為核心，N個生態(tài)應(yīng)用就是在車路云圖，數(shù)字底座和智能引擎的基礎(chǔ)上形成新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。2.2.2、各頭部整車車企發(fā)展皆有突破比亞迪頂級研發(fā)能力、銷量冠軍身份凸顯龍頭地位。2021年比亞迪憑刀片電池DMi超級混動、E平臺3.0等顛覆性技術(shù)，堅持純電動和插電混動兩條腿走路，迎來了技術(shù)、產(chǎn)品和市場的快速發(fā)展。造車新貴小鵬汽車發(fā)展超預(yù)期，研發(fā)投入不斷加大。2021年是小鵬高速發(fā)展的一年，2021年小鵬汽車全年交付了有9.8萬輛智能汽車，拿下造車新勢力第一名。小鵬從2020年50億以上營收到2021年200億以上營收，增幅約300%。小鵬汽車研發(fā)人員的占比已經(jīng)超過40%，累計研發(fā)投入超90億元，研發(fā)能力和新產(chǎn)品推出值得期待。理想堅定堅持國家純電驅(qū)動技術(shù)戰(zhàn)略——采用增程式方案力爭減排降碳。理想汽車

旨在打造“城市用電，長途發(fā)電，堅持純電驅(qū)動”的理念，在城市核心區(qū)采用完全純電動行駛，不允許增程器啟動，進行如此的智能調(diào)控，從而在所有大城市核心的城市區(qū)域之內(nèi)真正實現(xiàn)百分之百的零排放。長安汽車開創(chuàng)第三次創(chuàng)業(yè)——創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃，至今已迭代至5.0，持續(xù)推進“香格里拉”計劃，成效已現(xiàn)。長安打造了國際一流的研發(fā)體系和專家隊伍，構(gòu)建了一支新能源、自動駕駛、智能交互等各個領(lǐng)域，總?cè)藬?shù)超過3500人的專家級工程研發(fā)團隊，研發(fā)了全球首發(fā)新一代超集電驅(qū)和高頻脈沖加熱技術(shù)、突破了電池零起火技術(shù)、突破打造“七合一”智能整車域控制器“智慧芯”SVDC等等。此外，長安不斷實現(xiàn)車輛產(chǎn)品煥新，圍繞“新汽車新生態(tài)”戰(zhàn)略行動，持續(xù)推出新能源產(chǎn)品，已亮相的阿維塔11、C385、A158等多款車型，滿足用戶的多場景需求。以場景為導(dǎo)向，北汽福田聚焦產(chǎn)品創(chuàng)新。目前北汽福田城市物流、末端配送、港口、城建、礦山、長途運輸?shù)戎匦瓦\輸領(lǐng)域，全部推進零碳商用車，燃料電池全覆蓋。2021年全年福田新能源車銷量7000輛，同比增長145%。目前的市場當中排名第二，市占率達到了12%。福田以平臺化，模塊化，集成化，智能化為特征的下一代全新平臺產(chǎn)品已經(jīng)進入關(guān)鍵研發(fā)和產(chǎn)品投放階段，未來將為更多的運輸場景提供共有制的產(chǎn)品改造方案。2.2.3、新能源車智能化提速，車企紛紛加碼3、電池產(chǎn)業(yè)新技術(shù)逐漸邁向成熟3.1、電池材料新技術(shù)：打造全新研究路徑3.1.1、電解質(zhì)：固態(tài)電解質(zhì)取代液態(tài)電解質(zhì)目前廣泛使用的液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池存在著熱失控的風(fēng)險。中國科學(xué)院物理研究所研究員李泓在電動車百人會議上提出：用不容易燃燒的固態(tài)電解質(zhì)代替容易燃燒的液態(tài)電解質(zhì)，由此形成的全固態(tài)電池具有更高的安全性，理論上也具有高的能量密度和功率密度。混合固態(tài)電解質(zhì)：綜合液態(tài)電解質(zhì)量產(chǎn)優(yōu)勢和固態(tài)電池安全性特點中國的初創(chuàng)公司融合了液態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)電池的優(yōu)點，發(fā)展了混合固液電解質(zhì)技術(shù)路線。不同于日本和韓國的硫化物，也不同于美國的金屬鋰負極，混合固液電解質(zhì)在容易量產(chǎn)的同時也能顯著提高現(xiàn)有液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池產(chǎn)品的安全性，目前已臨近量產(chǎn)階段。硫化物電解質(zhì)：著力降低生產(chǎn)制造的成本、提高空氣的穩(wěn)定性中科院物理所、長三角物理研究中心的吳凡團隊一直在致力于發(fā)展空氣中穩(wěn)定的、水穩(wěn)定的硫化物電解質(zhì)，并且取得了非常顯著的進展。采用這種水穩(wěn)定的、空氣穩(wěn)定的硫化電解質(zhì)，已經(jīng)研制出了全固態(tài)電池，具有比較好的正極材料的容量發(fā)揮，為開發(fā)硫化物及全固態(tài)電池奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。復(fù)合電解質(zhì)：解決力學(xué)特性，保持正極和負極界面的良好接觸硫化物電解質(zhì)和PEGMEA(聚乙二醇甲基醚丙烯酸酯)復(fù)合的原位聚合的固態(tài)電解質(zhì)，具有較高離子電導(dǎo)率的同時具有較低的界面電阻，相當程度上解決了界面在循環(huán)過程中接觸不好的問題，提高循環(huán)性，降低內(nèi)阻。鹵素類固態(tài)電解質(zhì):低成本、高離子電導(dǎo)率、高穩(wěn)定性除全球廣泛關(guān)注的硫化物電解質(zhì)外，中國研發(fā)團隊也在積極的開發(fā)更低成本的、高離子電導(dǎo)率的、更穩(wěn)定的電解質(zhì)。中國科技大學(xué)馬騁團隊在國際上率先開發(fā)了氯化鋯鋰(Li2ZrCl6)低成本的鹵素類固態(tài)電解質(zhì)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。氧化物電解質(zhì)：多家團隊齊頭并進，追求更高穩(wěn)定性鋰鋯硅磷氧(Li3Zr2Si2PO12)：空間電源所的湯衛(wèi)平團隊開發(fā)出了目前室溫離子電導(dǎo)率最高的氧化物電解質(zhì)，在空氣中以及對金屬鋰的穩(wěn)定性都非常好，且不含貴元素和稀有元素，未來有望成為高性能電池的重要選擇。石榴石結(jié)構(gòu)的鋰鑭鋯氧(Li7La3Zr2O12)：中科院物理所深入研究此材料在空氣中的穩(wěn)定性，解析空氣中的質(zhì)子交換反應(yīng)；清華大學(xué)的南策文團隊深入研究了這種材料在遇到金屬鋰負極時，鋰枝晶穿透氧化物固態(tài)電解質(zhì)的行為；中科院物理所的禹習(xí)謙團隊采用中子成像的技術(shù)，深入研究了具有三維構(gòu)造微觀結(jié)構(gòu)的全固態(tài)電解質(zhì)體系中金屬鋰的沉積行為，發(fā)現(xiàn)三維孔道結(jié)構(gòu)可以緩解體積的膨脹，抑制鋰枝晶的生長。3.1.2、正極材料：技術(shù)支撐產(chǎn)能釋放，比能量進一步升高正極材料前驅(qū)體原料趨向選擇多元化，技術(shù)提升加速產(chǎn)能釋放，有望實現(xiàn)無限的資源和有限的需求。應(yīng)對需求高漲，所有廠家都在積極擴產(chǎn)，供給量也在循序增加。依照全球主要電池材料的制造企業(yè)前十名企業(yè)近5年前的規(guī)劃，到2025年，鐵鋰正極和三元的正極材料前十位的產(chǎn)能規(guī)劃將分別達到546萬噸和268萬噸，超過了我們的實際需求量。高比能量是未來發(fā)展大方向。未來的電池將朝著更高的比能量發(fā)展，同時整個電芯從液體向著更安全的混合固液和全固態(tài)電池發(fā)展，因此更高比能量的高鎳和富鋰錳基正極將成為大發(fā)展方向，以滿足續(xù)航里程達到1000km的乘用車要求以及電動飛機要求；此外，基于改性錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳錳尖晶石的正極材料，與高容量的負極材料相匹配，形成針對600公里純電動汽車續(xù)航的解決方案。低鈷正極為實現(xiàn)低成本、高穩(wěn)定性提供可能性。欣旺達研發(fā)的正極材料使用低鈷的偏組分設(shè)計，實現(xiàn)低成本高穩(wěn)定性的同時通過應(yīng)用三維鋰離子通道正極，實現(xiàn)高功率。另外，欣旺達用于BEV的超級快充電池也采用了高電壓低鈷正極，實現(xiàn)了與高鎳材料同等的能量密度，且熱穩(wěn)定性提升20%。3.1.3、負極材料：低耗生產(chǎn)，硅基負極得到廣泛使用負極產(chǎn)能釋放充足，生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)低耗。國軒高科現(xiàn)在內(nèi)蒙有一項年產(chǎn)40萬噸的負極材料石墨化工程在建，該項目完全依靠太陽能發(fā)電供電。含硅負極為探索提供足夠空間。現(xiàn)階段材料供應(yīng)商又面臨著新的技術(shù)挑戰(zhàn)：圓柱電芯的尺寸越做越大，意味要卷繞更多圈的極片，而且要保證每圈極片都要平行而且對齊，解決這一問題需要從根本原材料上考慮，下一步關(guān)注如何改善負極材料本身的加工性。降低負極D50可提高電池IC能量密度。仿真技術(shù)可以展現(xiàn)一些在實驗中不容易見到的現(xiàn)象，因此有助于揭示出電池內(nèi)部發(fā)生的一些特定的機理。無負極解決方案興起。負極方面的發(fā)展重點在于進一步的提高能量密度，國內(nèi)外很多團隊都提出了無負極金屬鋰電池的解決方案。無負極金屬鋰最重要的目的是要防止鋰析出，中科院物理所團隊采用了液態(tài)金屬涂層，顯著地提高了鋰的沉積效率，防止了負極的鋰枝晶現(xiàn)象。3.1.4、電芯：圓柱電芯發(fā)展空間廣闊高比能電芯，適配全固態(tài)電池發(fā)展目前已開發(fā)一系列電池，包括150Wh/kg、300Wh/kg的針對大規(guī)模儲能的本質(zhì)安全的固液混合儲能電池，以及更高比能量的360Wh/kg的動力電池，這些電芯都能通過國標安全性測試，并顯著高于國標的表現(xiàn)，包括更高的熱失控溫度、更高的極限過充、以及通過短路和針刺等測試。高度一致性，滿足高壓快充需求高壓快充技術(shù)，需要將很多支電芯串聯(lián)起來，以達到比如800V、1000V的高壓，這么多的電芯串聯(lián)起來，對電芯的一致性提出了很高的要求，否則就會產(chǎn)生木桶效應(yīng)，整串電芯的性能由其中最差的電芯決定。大圓柱電芯因為其單體電壓高、一致性好等優(yōu)勢，使其可以非常好的匹配高壓快充技術(shù)。大圓柱電池是未來5-10年內(nèi)中高端電動車的最優(yōu)解。比克26105鋁殼電芯已處于B樣階段，能量密度270Wh/kg，功率密度大于2000W/kg，可實現(xiàn)700公里以上續(xù)航，快充12分鐘續(xù)航500公里，純快充循環(huán)壽命800次以上。圓柱電芯是目前主流形態(tài)中安全性最高的電芯。（1）單體最小，分散風(fēng)險；（2）每個單體由鋼殼或者鋁殼保護，且每個單體都有獨立的泄壓裝置；（3）電池包內(nèi)的圓柱電芯普遍是以蜂窩狀排列，電芯之間留有空隙，電芯單體與外部之間也有著很大的熱交換面積，只要保證在任何單體電芯發(fā)生熱失控時，不會蔓延到周圍的電芯產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，即可保證整包層面的熱安全。3.2、電池回收技術(shù)：電池回收推動實現(xiàn)“雙碳”目標高標準化電芯具有回收優(yōu)勢低碳甚至零碳的工廠已逐漸成為標配，這要使用大量回收材料，提高生產(chǎn)效率，使用清潔能源等。圓柱電芯的高度標準化以及形態(tài)的對稱性，使得無論是梯次利用或電池回收都更加具有優(yōu)勢。資源回收再利用加快供需平衡點到來預(yù)計2030年之后電池材料回收將形成規(guī)模；2050年前后，原始礦產(chǎn)資源和回收資源的供給量將達到相當水平。更長期來看，回收資源將逐步完全替代原始資源需求。由于材料價值的上升，回收產(chǎn)業(yè)迎來機遇。電池材料生產(chǎn)與回收能耗排放較大，需要重視電池回收的節(jié)能減排，大力開展電池回收再生方面的科學(xué)技術(shù)研究。電池具有高回收價值，退役電池仍然可以經(jīng)過回收、提升后再投入使用。即使是電池報廢的時候，還可以回收其中的鋰鈷鎳資源。正極材料里面金屬的循環(huán)利用以及電池中的鋁和銅的回收利用，不僅對供應(yīng)鏈安全十分關(guān)鍵，對碳排放的目標達成具有非常重要的意義。因為很多供應(yīng)環(huán)節(jié)里面有額外的工藝的話會造成更多的碳排放，并且電解鋁實際上在工藝上存在碳排放，如果循環(huán)用鋁的話可以有效的降低。物理回收是目前最優(yōu)技術(shù)，綠電應(yīng)用可減少回收碳排放目前主要有三種電池回收方法：物理回收、火法回收、濕法回收。（1）物理回收通過回收可以降低整個電池生產(chǎn)鏈的碳排放；（2）火法回收回收方式減碳量少，且能耗比較大；（3）濕法回收的能耗會降低一些，但是有液體溶劑污染物排放等問題。現(xiàn)在最推崇的是物理回收，既可以降低碳排放，也可以降低其他污染物，這也是目前回收技術(shù)創(chuàng)新的最大領(lǐng)域，超聲波回收、等離子回收都是近期報道的新技術(shù)。3.3、電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，新技術(shù)逐漸邁向成熟先進電池是我國雙碳戰(zhàn)略和電動中國戰(zhàn)略發(fā)展的關(guān)鍵支撐技術(shù)，在生產(chǎn)、生活、國家安全方面都有非常重要的應(yīng)用，在這些應(yīng)用領(lǐng)域，高能量密度電池、高功率密度電池、高安全性、長壽命的電池是非常關(guān)鍵的先進技術(shù)?，F(xiàn)如今，動力電池市場是方殼(刀片)、軟包、圓柱三種形態(tài)三分天下的局面。3.3.1、行業(yè)正轉(zhuǎn)向電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新新能源汽車發(fā)展帶動新能源革命全面啟動2021年已實現(xiàn)中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)從成長期到快速成長期的過渡。中國新能源汽車走過了從培育示范期到商業(yè)化成長期的過程，目前進入了規(guī)模產(chǎn)業(yè)化高速增長期。新能源汽車的發(fā)展帶動了新能源革命全面啟動，2021年被認為是電化學(xué)儲能市場元年。新能源汽車的普及將與其形成強耦合的協(xié)同發(fā)展，實現(xiàn)

“從燃料密集型消耗性能源系統(tǒng)向材料密集型循環(huán)性能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變”。電池行業(yè)飛速發(fā)展，新材料體系正在開發(fā)隨著全球電動汽車進入高速發(fā)展階段，電池行業(yè)也迎來了飛速發(fā)展，新材料體系也在開發(fā)中。按時間軸來看，未來電池材料體系的發(fā)展趨勢主要如下：（1）高比能量液態(tài)技術(shù)路線：正極高鎳三元到富鋰錳基，負極從高比例硅碳到鋰金屬，比能量目標為500Wh/kg，但壽命偏低；（2）液態(tài)折中路線：兼顧比能量、安全和成本和壽命，高鎳正極體系，壽命不降比能量增加50%，或者比能量不降壽命增加3倍以上逼近10000次循環(huán)；（3）基于鐵鋰的高安全液態(tài)路線：成本最低、長壽命可到10000次循環(huán)以上。近年來的研究表面，液態(tài)路線可以達到500Wh/公斤，除了磷酸鐵鋰，液態(tài)三元也可以做到一萬次循環(huán)；（4）固態(tài)技術(shù)路線：就是高比能量、高安全，從現(xiàn)有的液態(tài)到固液混合到全固態(tài)；（5）鈉離子電池以及未來的鉀離子電池路線。電池結(jié)構(gòu)同步不斷創(chuàng)新在單體電池結(jié)構(gòu)方面也在不斷創(chuàng)新，主要是減少附件重量。圓柱電池，以特斯拉為代表，從18650到21700再到4680，以提升單體容量和提高比能量。再比如從軟包、方形硬殼到刀片電池，以及短刀和One-stop，均屬于國內(nèi)創(chuàng)新。電池系統(tǒng)逐漸減少附屬重量和體積。在電池系統(tǒng)方面，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的最大的趨勢是由傳統(tǒng)電池包的電芯、模組到電池包的組成方式逐步向去掉模組，再去掉整包的方向進行發(fā)展，從而構(gòu)成CTC（單體與底盤深度集成）、CTV（單體與車輛深度集成）。這是電池系統(tǒng)創(chuàng)新的路徑，逐步減少附屬的重量和體積，使電池系統(tǒng)比能量不斷提升，同時也帶來底盤結(jié)構(gòu)的變化和底盤技術(shù)創(chuàng)新。3.3.2、大圓柱電池會成為未來高、中端車輛的主要電源方向目前電動車企客戶對大圓柱電池的布局大致分以下幾類：（1）第一梯隊處在量產(chǎn)前夜，以Tesla公司為代表，預(yù)計于2023年正式裝車投放市場；（2）第二梯隊處在實質(zhì)立項研發(fā)階段，預(yù)計于2025年前后量產(chǎn)裝車;（3）第三梯隊處在收集信息、市場調(diào)研以及可行性評估階段。目前大部分新能源車

企處在第二和第三梯隊，有很多大型新能源車企在未來5-10年，已經(jīng)敲定了經(jīng)濟型采用方殼或刀片磷酸鐵鋰電池，中高端采用三元+硅大圓柱電池的布局。大圓柱電池正在成為動力電池的終極技術(shù)方向早期，億緯鋰能分別投資18650、方型的三元電池、方型的鐵鋰電池和軟包電池，分別提供產(chǎn)品給客戶去驗證。最初是18650在市場上表現(xiàn)了非常明確的優(yōu)勢成為熱點，銷量很大，但是很快發(fā)現(xiàn)幾千個電池構(gòu)造系統(tǒng)的風(fēng)險。方型三元電池一度火熱，但是因為高鎳材料的引入，著火的事件發(fā)生，所以其發(fā)展也受到了一定限制。軟包三元電池性能上優(yōu)勢明顯，但因成本問題難以大規(guī)模擴產(chǎn)。軟包電池的系統(tǒng)成本就比其他的電池系統(tǒng)要貴出兩三千塊錢，因此即使性能優(yōu)異、客戶喜歡，軟包三元電池的大規(guī)模擴產(chǎn)也遭到一定限制。目前，圓柱電池、大圓柱電池成為行業(yè)的關(guān)注重點。46系列的電池具備絕對的安全性、絕對的經(jīng)濟性，當然這個絕對是相對的，它是跟其他體系相比較的，通過測試驗證，它確實有突出的安全性和經(jīng)濟性，并且它的電池在使用過程里面不變形。大圓柱電池的設(shè)計制造乃至于回收都可以做到標準化，并且它在全生命周期里面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，電池之間零應(yīng)力。圓柱電池在使用開始到結(jié)束的時候一如既往沒有變化。并且圓柱電池可以實現(xiàn)極致的制造，它的供應(yīng)路徑縮短了30%，它的GWh的生產(chǎn)效率更高。億緯鋰能的大圓珠電池實現(xiàn)了鎳含量90的化學(xué)體系，使用了硅碳，它的體系在目前的三元電池體系里面可謂極致。使用極致體系能夠保證安全，它就可能成為動力電池的終極技術(shù)方向。大圓柱電池具有更高能量密度，各性能優(yōu)勢突出圓柱電芯的高安全上限使得它可以支持更高能量密度的化學(xué)體系。續(xù)航里程是目前新能源汽車的一大痛點。續(xù)航里程主要由電池包的能量密度和整車能量效率決定，而能量密度和電池的穩(wěn)定性或者安全性是呈反相關(guān)的關(guān)系，圓柱電芯的高安全上限使得它可以支持更高能量密度的化學(xué)體系。例如高鎳三元811正極、含硅負極等。但另一方面，這些體系在方形電芯或軟包電芯上的大規(guī)模應(yīng)用卻面臨著很大的挑戰(zhàn)。大圓柱電池在低溫下表現(xiàn)優(yōu)異。另外一個制約電動汽車滲透率，尤其是在寒冷氣候地區(qū)滲透率的因素，是低溫工況下的續(xù)航表現(xiàn)。在這一點上，大圓柱普遍使用的三元體系和全極耳帶來的低阻抗具有本質(zhì)上的優(yōu)勢。比克的大圓柱產(chǎn)品在零下30度能放出常溫下90%以上的電量。此外，大圓柱電池還有便于熱管理，可以靈活利用異形空間，高度標準化的形態(tài)利于平臺化及迭代等等優(yōu)勢。大圓柱電池可匹配高壓快沖技術(shù)。得益于全極耳技術(shù)先進化學(xué)體系和電芯設(shè)計能力的加持，比克面向2024-2025年左右量產(chǎn)的大圓柱產(chǎn)品，快充到80%最長不超過20分鐘，最快的可以做到12分鐘以內(nèi)，十幾分鐘之內(nèi)就能充到四五百公里的續(xù)航，與現(xiàn)在的燃油車加油體驗已幾乎別無二致。此外，高大圓柱電芯因為其單體電壓高、一致性好等優(yōu)勢，使其可以非常好的匹配高壓快充技術(shù)。大圓柱電池有望成為未來高、中端車輛的主要電源方向。圓柱因為自身工藝簡單和高度標準化，以及在整包層面結(jié)構(gòu)件減少、成組簡單等，在整體成本上有優(yōu)勢。此外，圓柱電芯的高度標準化以及形態(tài)的對稱性，使得無論是梯次利用或電池回收都更加具有優(yōu)勢。3.3.3、鋰金屬電池會是未來鋰金屬電池具有高能量密度的先天優(yōu)勢鋰金屬電池或會是未來的發(fā)展方向之一。特別是在一些新的、更面向未來的應(yīng)用場景——例如電動重卡以及能夠進行遠距離洲際航行的電動飛機，對于這些應(yīng)用來說，這一代的動力電池在性能上是遠遠無法滿足的。要超越鋰離子電池，需要在電化學(xué)體系上進行一次顛覆性的創(chuàng)新。高能量密度是鋰金屬負極的先天優(yōu)勢。目前全球大概有8家從事鋰金屬電池開發(fā)的公司，大家都選擇了不同的技術(shù)路徑，都處在不同的研發(fā)進度。SES在2015年的時候做了一次重要的技術(shù)路線調(diào)整，從全固態(tài)鋰金屬電池轉(zhuǎn)向了現(xiàn)在的混合鋰金屬電池路線。高能量密度是鋰金屬負極的先天優(yōu)勢，目前研發(fā)階段還有些問題沒有解決，需要實現(xiàn)的是平衡了各項性能后、更加安全的高能量密度鋰金屬電池和更高的可制造性。鋰金屬電池經(jīng)過40年的發(fā)展日益成熟鋰金屬電池技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展已更加安全穩(wěn)定。在這過去40年以內(nèi)，鋰金屬電池走過了四個階段。最早80年代最早期的液態(tài)鋰金屬電池，安全性不足。后來90年代中期出現(xiàn)的固態(tài)鋰金屬電池，雖然在安全方面有進步，但是性能和能量密度、可制造性都變得更差。2010年出現(xiàn)了新的液態(tài)，高濃度溶劑在鹽里面的液態(tài)電解液，它能夠更安全、更穩(wěn)定地使用在鋰金屬電池。最近2019年開始，出現(xiàn)新的智能控制軟件，可以非常精準地監(jiān)測鋰金屬電池的健康。SES的新技術(shù)可以避免鋰枝晶的產(chǎn)生。業(yè)界傳統(tǒng)的鋰金屬電池會形成鋰枝晶，導(dǎo)致短路。SES的新技術(shù)可以使鋰在充電的時候較為平穩(wěn)。SES鋰金屬電池技術(shù)包括三塊，第一是Hermes，新材料研發(fā)平臺。第二是Apollo，是大的車用鋰金屬電池的工程制造能力。第三是Avatar，是人工智能安全監(jiān)測的一個軟件。SES鋰金屬電池的高能量密度可維持性強且快充性能優(yōu)異。SES電池可以在非常廣的溫度范圍，從零下30度到零上40度，和非常廣的放電倍率，從10小時放電到10分鐘放電，都能夠保持非常高的能量密度。SES電池也可以達到快充，從10%到90%，在12分鐘左右，均為第三方驗證數(shù)據(jù)。也可以通過一些比較嚴格的安全測試，包括針刺、過充、高溫和外部短路。3.3.4、高效成組技術(shù)和無熱擴散技術(shù)助力全面電動化進程2021年全球三大主要市場（中美歐）的電動化率全面加速，隨著滲透化率的不斷升高，新能源汽車走進千家萬戶，用戶對新能源汽車的各種短板的焦慮和抱怨也將不斷增加，包括里程焦慮、安全焦慮、充電焦慮、冬天掉電焦慮、低殘值焦慮等等，解決好用戶的這些核心痛點，是全產(chǎn)業(yè)鏈的共同責(zé)任，電池企業(yè)更是責(zé)無旁貸，寧德時代直面這些挑戰(zhàn)，通過“高效成組技術(shù)”、“無熱擴散技術(shù)”等來解決用戶焦慮，助力全面電動化進程。寧德時代第三代CTP技術(shù)，電量相比4680系統(tǒng)可以提升13%麒麟電池能量密度引領(lǐng)行業(yè)最高水平。目前，追求長里程的需求仍然是一個趨勢，但面向全面市場化時代，長里程要兼顧經(jīng)濟性問題，高效成組技術(shù)既能解決里程焦慮問題，通過不同化學(xué)體系的搭配又能兼顧經(jīng)濟性需求，寧德時代通過不斷技術(shù)迭代推出了第三代CTP技術(shù),寧德時代內(nèi)部稱其為麒麟電池，系統(tǒng)重量能量密度及體積能量密度繼續(xù)引領(lǐng)行業(yè)最高水平，在相同的化學(xué)體系、同等電池包尺寸下麒麟電池包的電量，相比4680系統(tǒng)可以提升13%。當前無熱擴散技術(shù)已成為行業(yè)主流技術(shù)水平封閉空間對電池系統(tǒng)安全性也提出了更高的要求?，F(xiàn)在生活中越來越多的封閉建筑空間如車庫、地下停車場、防空掩體等，這些封閉空間排煙慢、視線差、救援難度大對電池系統(tǒng)安全性也提出了更高的要求，如果電池單體熱失控，系統(tǒng)不發(fā)生熱擴散就能極大的降低熱失控后的危害程度，建筑物內(nèi)根據(jù)電芯單體熱失控產(chǎn)氣量就比較容易設(shè)計和安裝排煙系統(tǒng)。新能源汽車的安全性就能得到大幅提高，可以最大程度的保護生命財產(chǎn)安全。不熱擴散已經(jīng)成為車企對電池系統(tǒng)安全性的普遍要求。當前國標要求≥5分鐘的熱擴散是最低的門檻級要求，企業(yè)應(yīng)該以永不發(fā)生熱擴散作為設(shè)計標準。2019年有一半的客戶對熱擴散沒有要求，2020年有80%多的客戶要求和國標一致，即熱擴散時間不小于5分鐘即可，還有14%的客戶要求系統(tǒng)不發(fā)生熱擴散，2021年客戶的安全要求有了徹底改變，已有86%的客戶要求電池包不發(fā)生熱擴散，不熱擴散已經(jīng)成為車企對電池系統(tǒng)安全性的普遍要求。寧德時代引領(lǐng)無熱擴散技術(shù)潮流。寧德時代在2020年9月率先在811產(chǎn)品上實現(xiàn)了無熱擴散，在寧德時代的引領(lǐng)下陸續(xù)有部分車企、電池企業(yè)都推出了各自的無熱擴散技術(shù)。近期，工信部發(fā)布了2022年汽車標準化工作要點明確提出要啟動動力電池安全標準修訂，提升熱失控預(yù)警和安全防護水平，這代表著政府對安全的高度重視，決心從強制性標準角度提高熱擴散要求大幅提高安全門檻。根據(jù)寧德時代首席科學(xué)家吳凱介紹，寧德時代一直致力于高比能體系的安全設(shè)計，在2020年8系產(chǎn)品無熱擴散技術(shù)量產(chǎn)后，1000km更高比能的無熱擴散技術(shù)有望在2023年實現(xiàn)量產(chǎn)。3.4、換電技術(shù)升級，提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平3.4.1、寧德時代

EVOGO組合換電匹配快換站，提升用戶體驗寧德時代為了降低消費者的成本焦慮、充電焦慮和殘值焦慮，解決多場景的應(yīng)用需求，寧德時代推出了EVOGO組合換電整體解決方案。對于終端用戶：車電分離，能極大地降低電動車首購成本，可根據(jù)實際出行需求選擇電池包個更加經(jīng)濟實惠。對于車企：車型可適配標準電池包無需獨立投建換電站，可共享換電網(wǎng)絡(luò)。對于換電運營商：換電站可兼容不同級別不同品牌車型，經(jīng)濟性更具保障。對于社會資源：基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)共享化規(guī)避社會資源重復(fù)投入，如土地、電力等避免利用率不足問題。匹配巧克力換電塊的快換站具有優(yōu)勢。（1）占地面積小，只需要大概三個停車位。（2）電池流通速度快，單個電塊的換電約1分鐘，速度上可以和加油相當。（3）換電站容量大，單個標準站可存儲48個換電塊，用戶無需長時等待電塊充電。此外，有不同版本的換電站可以適配不同地區(qū)的氣候環(huán)境。3.4.2、換電模式目前的主體是重卡，新型換電運營模式大幅減少成本重卡換電的油電經(jīng)濟性更加凸顯。換電模式目前的主體是重卡，49噸的重卡只能換電。換電重卡相比燃油重卡，綜合油電經(jīng)濟性超過15%以上的，尤其是當下油價處在比較高位的情況下，換電的油電經(jīng)濟性更加凸顯。當前，工信部已經(jīng)開始重卡換電示范，有13個試點城市。我們預(yù)計2022年換電重卡銷量會達到2-3萬輛。“電動重卡換電聯(lián)盟”的成立促進解決互換互聯(lián)問題，目前主要制定針對接口和電壓制式的行業(yè)標準規(guī)范。在此基礎(chǔ)上，可以進一步實現(xiàn)快充和快換的耦合互補。建設(shè)電動汽車時代的“加油站”。具體而言，就是把現(xiàn)有的加油站改造成“光-儲-充-換一體化互補型智慧能源系統(tǒng)”，其中卡車快換的備用電池給轎車超級快充。換電重卡+電池銀行+換電站三位一體的運營模式，通過無動力車身和電池分離的銷售和運營，實現(xiàn)物流貨主方一次性購入成本的大幅度節(jié)約，以及電池的共享化的流通。通過這種電池資產(chǎn)管理和充換電站的建設(shè)運營，為換電重卡提供了及時的補能服務(wù)。并且通過數(shù)字化的賦能，加持電池、車輛和充換電站全生命周期精細化運營管理和運營，來提升服務(wù)的準確和有效性。4、頂層制度、技術(shù)創(chuàng)新雙重加持，電車賽道景氣度或迎新高上游鋰資源供求矛盾導(dǎo)致的鋰資源價格上漲倒逼中國新能源車產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展。高漲的上游鋰資源價格一方面淘汰了技術(shù)落后、成本控制能力差的企業(yè)，另一方面讓政府和行業(yè)相關(guān)企業(yè)對新能源車行業(yè)風(fēng)險的認識更加深刻，必須保障上游資源供給安全，保障產(chǎn)業(yè)規(guī)范、有序發(fā)展。為此應(yīng)做到：第一，要加強鋰、鎳、鈷等資源保障體系建設(shè)，堅決避免電動車時代被鈷、鎳資源卡脖子；第二，加快發(fā)展鈉離子、無鈷、固態(tài)電池、燃料電池等新型電池技術(shù)；第三，