中國新能源電池新材料發(fā)展報告

目錄Part

01新能源與新材料P02Part

02HJT電池新材料發(fā)展趨勢P06Part

03鈣鈦礦電池新材料發(fā)展趨勢P17Part

04鋰離子電池新材料發(fā)展趨勢P28Part

05氫燃料電池新材料發(fā)展趨勢P41新材料：需要下游行業(yè)需求帶動下游應用催生多元化新訴求，新材料發(fā)展要求“高景氣產業(yè)+高技術壁壘”。當前，中國面臨著復雜的發(fā)展安全問題，同時也處于發(fā)展高端制造的戰(zhàn)略機遇期。發(fā)展新材料是成為制造業(yè)強國的關鍵，是擺脫關鍵材料與技術瓶頸的重要途徑，也是尋找經濟發(fā)展新動力的理想突破口。新材料的發(fā)展需要長時間導入周期和高額前期投入，需要經過“材料開發(fā)-產業(yè)化-客戶送樣測試-小試-量產”等環(huán)節(jié)，通常需要10年以上的時間。圖：新材料及相關行業(yè)的生命周期短期：受上游原材料價格、價格傳導、產品結構、競爭格局等波動性因素影響更明顯中期：下游需求的景氣度對材料應用的影響更明顯長期：更關注材料本身性能，匹配產業(yè)長期對降本增效的要求新材料發(fā)展示意圖新能源：發(fā)電側與用電/儲能側發(fā)電側儲能側（部分）實現(xiàn)雙碳目標的過程中，發(fā)電量總量逐步提高，同時風電、光伏、核電的占比要穩(wěn)定提升。當前光伏發(fā)電量占比仍然很低，未來三十年發(fā)展空間大。58,53112,0206,8674,178火電水電風電核電光伏 2,2902022年全國發(fā)電量（單位：億千瓦時）儲能電儲能氫儲能熱儲能電化學儲能機械儲能鋰離子電池液流電池鉛蓄電池抽水蓄能壓縮空氣儲能熔鹽儲能氫燃料氫燃料電池86.5%11.8%儲能環(huán)節(jié)以抽水蓄能為代表的機械儲能仍然是主流。鋰離子電池是電化學儲能的絕對主力，裝機功率占比約為電化學儲能技術的99%?！半p碳”戰(zhàn)略目標下，新能源領域的新材料應用將迎來長久的高景氣周期。本次報告在發(fā)電側主要關注新型光伏電池片的材料發(fā)展，在儲能側主要關注鋰電池與氫燃料電池的材料發(fā)展。關注“發(fā)電+儲能”兩側的新材料應用進展光伏電池新能源×新材料：發(fā)展前景評估從價值投資的角度看，在材料性能之外，新材料的評估模型需要綜合多方面評估。雖然光伏、鋰電、氫燃料電池分屬新能源領域的不同賽道，但他們的投資評估邏輯是相通的。在性能滿足發(fā)展需求的基礎上，再綜合考慮材料的市場規(guī)模與格局、商業(yè)化上量節(jié)點、產業(yè)發(fā)展周期的變化（比如2023Q1的鋰價）等其他因素。新材料投資發(fā)展前景評估模型新材料發(fā)展前景評估材料性能市場規(guī)模競爭格局商業(yè)化節(jié)點產業(yè)發(fā)展周期新材料相比當前主流材料，針對當前該行業(yè)的需求痛點，在哪些方面有突破，會帶來哪些好處？對應的材料替代市場規(guī)模有多大？未來幾年的增速是什么水平？競爭格局現(xiàn)狀是什么？是小而美的市場，還是需要卷成本卷規(guī)模的市場？先發(fā)者是否有優(yōu)勢？不同材料的起量時間不同；中下游對該材料的嘗試驗證意愿/驗證周期不同…當前投資是不是好的時間點：整個行業(yè)的供需水平？當前時間點是順周期還是逆周期？目錄Part

01新能源與新材料P02Part

02HJT電池新材料發(fā)展趨勢P06Part

03鈣鈦礦電池新材料發(fā)展趨勢P17Part

04鋰離子電池新材料發(fā)展趨勢P28Part

05氫燃料電池新材料發(fā)展趨勢P41光伏電池片的分類產業(yè)正在逼近晶硅電池片的極限，新型材料應用助力突破轉換率瓶頸。圖：光伏電池的迭代路線-追求更高的光電轉換效率光伏電池晶硅電池薄膜電池多晶硅電池單晶硅電池非晶硅電池化合物電池黑硅多晶PERCP型電池N型電池鈣鈦礦PBSCIGS、CdTE…TOPConIBCP-PERCHJTHJT/鈣鈦礦疊層TBCHBC當前主流：現(xiàn)階段光伏產業(yè)的PERC電池量產技術成熟，已經大規(guī)模流入市場短期：

TOPCon電池得益于與PERC

電池類似的產線，

已于2023年進入擴產階段中長期：HJT與鈣鈦礦進入產線投產、量產驗證與試生產周期光伏電池技術迭代方向單結電池組合電池光伏技術迭代路線HJT與鈣鈦礦電池是光伏中長期的技術發(fā)展路線，關注相關材料迭代機遇。圖：光伏電池的迭代路線-追求更高的光電轉換效率量產PERC即將達到理論最高值TOPCon電池步入量產HJT與鈣鈦礦電池處于導入期，且二者結合的疊層電池理論轉換效率可達43%，是未來遠期的重點發(fā)展方向階段一：BSF鋁背場已經基本被淘汰階段二：PERC電池當前產業(yè)主流，量產轉化效率23%，即將達到極限階段三：TOPCon、HJT理論效率能達到27-28%，目前量產達到24.5%，仍有上升空間階段四：HJT+PBS疊層疊層理論效率超43%，當前中試線的效率近30%，潛力可觀2010年 2016年 2020年2025年2030年組合技術單結晶硅43%27%23%疊層電池的理論極限晶硅電池的量產極限當前主流水平技術演進，降本增效本次報告光伏領域重點關注尚處導入期的：HJT異質結電池鈣鈦礦電池HJT電池的優(yōu)勢性能比較PERCTOPConHJT理論效率極限24.5%28.2%27.5%量產產品效率23.5%24.5%24.5%工藝成熟度/產線兼容度非常成熟比較成熟，高度復用PERC產線技術爬坡中，需要新建產線主要工序數(shù)量9-1212（與PERC類似）4-6（工序很少）電池成本0.84元/W0.91元/W1.08元/W優(yōu)劣勢比較當前成本最低，但轉換效率難以提升效率提升，但工序復雜，非硅成本高效率高，生產工藝溫度低，但產線設備投資大轉換效率高晶硅薄片化工藝簡單大尺寸低光性能好抗PID性能好HJT電池預計在2023年進入試生產；HJT電池預計在2024年開始上量，到2030年滲透率預計可達30%以上。結合晶硅與非晶硅薄膜優(yōu)勢，HJT異質結電池將是光伏未來中期的路線選擇。根據(jù)光伏龍頭隆基綠能的公告，其自主研發(fā)的HJT電池實驗室已經能夠達到26.81%，通威股份在25.67%，結合更精簡的工藝產線和低能耗，HJT的綜合優(yōu)勢開始顯現(xiàn)。HJT工藝不同，生產線與傳統(tǒng)PERC/TOPCon也大不相同，在規(guī)模未放量之前，不具備成本優(yōu)勢。圖1：HJT電池的性能優(yōu)勢 圖2：性能優(yōu)勢將推動HJT的滲透率上升HJT電池結構與成本構成對于采用低溫絲網(wǎng)印刷工藝的HJT而言，硅片與銀漿是材料成本的主要組成部分。由于HJT電池工藝和結構的不同，是雙面對稱結構，疊加電池制備需要低溫工藝，銀漿的成本要顯著高于傳統(tǒng)P型電池和TOPCon電池。從降本提效的角度看，如何降低整體硅耗和金屬化過程中的漿料成本，是從材料方面推動HJT晶硅電池規(guī)?；闹饕緩?。電極P-layeri-layerN型晶硅基體TCOi-layerP-layerTCO電極絲網(wǎng)

TCO

非晶硅

清洗印刷

沉積

沉積

制絨圖：HJT的制備工藝情況圖：HJT電池片生產成本硅片47%銀漿24%折舊6%靶材5%其他18%組件成本：1.08元/WHJT電池產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀多家廠商在規(guī)劃10GW級別產線，上游的材料廠商也在積極配合。HJT產業(yè)鏈上游原材料廠商HJT薄硅片

漿料中游電池片廠商181614121086420愛康科技東方日升

華晟新能源

華潤電力華耀光電海泰新能騰輝光伏明陽智能水發(fā)能源國晟能源太一光伏三五互聯(lián)金剛光伏國潤能源寶鑫科技隆基綠能賽維能源合計HJT產能規(guī)劃：114GW圖：目前國內HJT新建與規(guī)劃產能（不完全統(tǒng)計）預計2023年HJT出貨量：15GW下游應用場景高測股份上機數(shù)控TCL中環(huán)國晟能源國立科技三五互聯(lián)金剛光伏蘇州固锝帝科股份聚合材料華晟新能源東方日升光伏電站商用光伏光伏道路廠房屋頂通信基站……HJT光伏組件的材料發(fā)展方向減硅降低硅料用量與成本主要通過硅片薄化實現(xiàn)減銀HJT電池需要低溫制備使用國產低溫銀漿或使用銀包銅粉降本增光吸雜工藝改良封裝膜，TCO薄膜HJT電池片降本增效類目PERCTOPConHJT工藝過程燒結硼擴燒結溫度>850℃>900℃<200℃HJT電池片新材料應當關注“2減1加”。HJT電池片制備工藝的最大區(qū)別在于溫度：因為TCO薄膜等非晶硅導電層的加入，如果燒結溫度大于250℃，材料會向晶體轉變，使電池失效。低溫工藝無需顧慮高溫燒結過程導致的硅片翹曲，因此HJT電池也有較大的硅片薄化潛力，為降低成本提供更多可能性。HJT電池片的“兩減一加”非晶硅薄層：如果燒結溫度過高（大于250℃）將導致非晶薄層材料從非晶向晶體轉變，進而導致電池片失效P-layeri-layerN型晶硅襯底電極TCO硅片：PERC與TOPCon高溫工藝會引起硅片翹曲，因此不具備薄化條件，而HJT低溫工藝則不會引起硅片翹曲材料選擇1：HJT薄化硅片150HJT在硅片減薄降本方面，相比PERC與TOPCon電池有更大潛力硅片是主要成本構成，硅片薄化是HJT電池獨有的降本項。得益于低溫工藝，HJT電池硅片有做薄的潛力：當前主流PERC硅片厚度約155μm，而HJT已達到130μm，向120μm邁進，極限薄化厚度是80μm。從硅料價格來看，近期硅料價格回升至200元/kg左右，在25%轉換效率條件下，單W硅耗可降低約0.016元/W；換言之，以200元/kg的硅料價格計算，當前130μm的N型硅片成本將比150μm的成本降低0.032元/W，約占硅片成本的10%。圖：硅片厚度對比（μm） 圖：硅片減薄每10μm促使硅料成本下降（元/W）PERCTOPConHJT0.018成本降低（元/W）1800.0161700.0141600.0121501550.011400.0081301300.0061200.0041100.0021002021Q42022Q12022Q22022Q3080 110140170200硅料價格（元/kg）當前硅料價格在200元/kg左右，25%轉換率條件下，硅片每減薄10微米，HJT電池成本下降約0.016元/W材料選擇1：HJT薄化硅片高測股份宇晶股份雙良股份華晟新能源模式一：HJT廠商自主切片TCL中環(huán)單晶硅料切片設備N型硅片模式二：聯(lián)合成立專用硅片項目華晟新能源華民股份宇晶股份安迅半導體10GW的HJT專用單晶硅片項目模式三：設備廠商部署代工業(yè)務高測股份宇晶股份弘元綠能上機數(shù)控由設備向光伏一體化布局薄化硅片的價值點在于硅片切割設備，衍生出不同的產業(yè)協(xié)同模式。HJT硅片切片的關鍵在于電池片設備，當前布局HJT晶硅電池薄片生產的廠商比較有限。從商業(yè)模式上看，多數(shù)晶硅電池廠家選擇自主采購硅料與切片設備進行HJT薄化硅片制備，同時也存在頭部企業(yè)聯(lián)合硅料、設備廠商合資設立HJT電池專用單晶硅片項目，為自身HJT電池制備供應。待HJT在未來真正走向放量，那么專門從事第三方硅片切割的廠商將有望在這一輪HJT薄硅片的產業(yè)化進程中獲益。HJT專用薄硅片的商業(yè)模式一覽材料選擇2：低溫銀漿&銀包銅粉項目低溫銀漿高溫銀漿金屬化溫度170-200℃700-800℃接觸機理漿料與TCO層接觸，與PN結無關漿料與PN結直接接觸組成成分片狀與球狀銀粉混合物，有機組分球狀銀粉，片狀玻璃粉，有機組分組成作用印刷作用、粘結銀粉和TCO層主要起印刷作用技術成熟度起步晚，不成熟起步早，比較成熟96.4145.1190200150100500PERC電池TOPCon電池HJT電池漿料的降本主要通過銀漿的國產替代和銀包銅粉的放量應用。目前光伏漿料市場國產廠商已經打開局面，國產化率已經超過60%，但多集中于高溫銀漿領域。在HJT電池尚未放量增長的時間點下，光伏行業(yè)對低溫銀漿的需求體量仍然有限，目前全球低溫銀漿市場基本被KE、賀利氏等公司壟斷。銀漿的主材是銀粉，而目前業(yè)界對銀粉的降本途徑主要是銀包銅，通過降低含銀量以大幅降低銀漿的整體成本。圖：HJT需要低溫銀漿，且單片銀耗量更高（單位：mg） 如何降低HJT電池片銀耗？制備工藝：材料改良：國產替代：采用細線化絲網(wǎng)印刷工藝，減少柵線寬度，一方面降低光吸收損失，同時可以降低銀耗未來有望徹底拋棄銀漿，使用電鍍銅國產漿料與銀粉廠商跟進，打破當前進口產品的壟斷局面采用銀、銅混合材料（銀包銅），大幅降低含銀量材料選擇2：低溫銀漿&銀包銅粉市場機遇主要在國產替代方面，國產產品尚處于產品導入期。銀漿材料成本主要集中于銀粉上，一般光伏銀漿的銀粉成本占比98%以上，銀粉的國產替代進程將有力推動組件的成本下降。在HJT低溫銀漿領域，光伏銀漿龍頭蘇州固锝處于國內領先地位，2022年已實現(xiàn)少量國產替代，聚和、帝科也加速布局，預計2023年有望在國產HJT低溫銀漿的基礎上迎來新的一輪技術滲透，進一步加速HJT電池的降本。銀粉和銀包銅粉方面，博遷新材也在已經打開金屬粉末國產替代的口子，進入下游驗證測試階段。銀粉/銀包銅粉低溫光伏銀漿聚合新材料博遷新材圖：國內頭部漿料公司均已部署HJT用低溫銀漿日本DOWA帝科股份蘇州固礙（晶銀）美國杜邦銀包銅粉數(shù)百公斤出貨全球市場主流日本KE實現(xiàn)小規(guī)模生產實現(xiàn)小規(guī)模出貨2022年出貨幾十噸市場主流國內主要光伏漿料廠商均已部署低溫銀漿生產工藝，靜待HJT電池上量6000500040003000200010000202120222023E2024E2025E圖：國內銀包銅粉仍處于起步階段（單位：噸）國產光伏銀漿 銀粉 銀包銅粉國產銀包銅粉剛起步目錄Part

01新能源與新材料P02Part

02HJT電池新材料發(fā)展趨勢P06Part

03鈣鈦礦電池新材料發(fā)展趨勢P17Part

04鋰離子電池新材料發(fā)展趨勢P28Part

05氫燃料電池新材料發(fā)展趨勢P41鈣鈦礦電池的優(yōu)勢材料成本低廉制備流程簡單產線投資金額少疊層轉換效率高柔性材料應用弱光場景吸光性相比較傳統(tǒng)晶硅電池，鈣鈦礦電池有多項優(yōu)勢，將是未來光伏電池發(fā)展的重要路線。從材料性能本身看，鈣鈦礦相比傳統(tǒng)的晶硅電池在實驗室效率、弱光環(huán)境、生產工藝與效率等方面有明顯的比較優(yōu)勢。并且，鈣鈦礦的工藝流程相對簡單，產線投資成本較低，再加上本身材料的低價，鈣鈦礦材料基本被確定是推動光伏要降本增效的有效途徑。圖：光伏的未來-鈣鈦礦電池片相比其他類型光伏電池優(yōu)勢物理性能優(yōu)秀指標晶硅電池鈣鈦礦PERCTOPConHJTPerovskite理論效率極限24.50%28.20%27.50%33.00%量產效率23.50%24.50%24.50%-弱光環(huán)境弱中中強穩(wěn)定性優(yōu)優(yōu)優(yōu)較弱穩(wěn)定性極限30年30年30年25年環(huán)保性無毒無毒無毒含鉛原料純度99.9999%99.9999%99.9999%97%以上生產工藝溫度900TOPCon200250生產效率5d5d5d50min…晶硅電池鈣鈦礦電池硅料提純生長切片電池制造組件封裝合成鈣鈦礦基液各涂層沉積結晶組件封裝工廠A工廠B工廠C工廠D工廠A鈣鈦礦光伏電池工藝流程簡單，同一工廠內的300米長產線即可實現(xiàn)完整生產流程，且耗時僅45分鐘；相應地，產線投資成本顯著降低，1GW產能產線月5億元，較晶硅降低50%左右。產線比較性能比較鈣鈦礦電池的市場規(guī)模鈣鈦礦進入試量產，樂觀預測產能將于2026年突破25GW，制造產值達到400億。2022年，協(xié)鑫光電、纖納光電等多家先發(fā)企業(yè)已經開始百兆瓦產線的調試與試量產，其他企業(yè)也在快速跟進設備與產品驗證工作。得益于鈣鈦礦的性能與成本優(yōu)勢，在產品驗證普遍通過的情況下，行業(yè)樂觀預測鈣鈦礦總產能將快速上升，于2026年達到26GW。4300100200300400500202120222023202420252026圖：鈣鈦礦電池產值規(guī)模（億元）26000050001000015000200002500030000202120222023202420252026圖：鈣鈦礦產能建設目標（兆瓦）6條百兆瓦級別量產中試線4條百兆瓦級別量產中試線1條吉瓦線2+條百兆瓦級別量產中試線4+條吉瓦線吉瓦產線放量鈣鈦礦電池的結構與成本鈣鈦礦吸光層成本占比極低，主要成本集中在玻璃及其他封裝材料上。鈣鈦礦材料的光吸收能力強，在組件中的薄膜厚度與晶硅電池硅片厚度相差甚遠，顯著降低了材料成本。電池的材料成本主要集中在封裝層，其中TCO導電玻璃、POE膠膜等占比較高。金屬電極層空穴傳輸層鈣鈦礦層電子傳輸層TCO導電玻璃圖1：鈣鈦礦電池的組成結構空穴電子電子空穴 接收空穴傳輸至外電路傳導空穴，阻礙電子吸光層，產生電子和空穴傳導電子，阻礙空穴透光，接收電子至外電路圖2：鈣鈦礦電池的成本構成2%1%57%17%14%4%0%

5%空穴傳輸層鈣鈦礦電子傳輸層背電極TCO玻璃背板浮法玻璃POE膠膜丁基膠封裝層：91%功能層：9%對比晶硅電池：鈣鈦礦電池的吸光層是多種鈣鈦礦材料，自然界中存量極多，且對純度并沒有晶硅電池的高要求，因此成本占比極低，僅5%左右生產成本主要集中于封裝材料，如TCO導電玻璃、POE膠膜等目前成本：￥0.697/W鈣鈦礦的產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀百兆瓦產線已經陸續(xù)部署完成，2023年將成為鈣鈦礦的量產元年。國內主要廠商鈣鈦礦廠商產能建設進度與規(guī)劃協(xié)鑫光電纖納光電2017全球首條10MW中試線2021.9100MW產線建設完成2023.9100MW產線目標達產2023.12目標效率18%2021.12100MW產線建設完成2022.7首批5000片α組件出貨2023.12目標效率21.5%極電光能2018.3鈣鈦礦立項2022.10150MW產線投產2023.12規(guī)劃GW產線萬度光能2020實驗室穩(wěn)定13000h無衰減2022.8200MW產線設備到位2022.11200MW產線投產2020A輪融資2022B/B+輪融資2017A輪融資2019.320MW中試線建成2019B輪融資2020.12C輪融資2022.10D輪融資2021.10150MW啟動建設2021.10Pre-A輪融資2016.10天使輪融資2021.8A輪融資2023鈣鈦礦光伏電池的產業(yè)發(fā)展痛點封裝材料發(fā)展應針對性改善鈣鈦礦電池的產業(yè)化難點。鈣鈦礦電池的主要難點集中在兩個方面：（1）溶液涂布工藝中，大面積的鈣鈦礦薄膜容易出現(xiàn)均勻性與平整度的問題，最終嚴重影響光電轉換效率；（2）鈣鈦礦材料本身的穩(wěn)定性一般，產線上的產品在吸濕性、熱穩(wěn)定性等性能不達標。從材料應用上講，在封裝過程中使用POE膜與TCO導電玻璃，將有助于提升材料穩(wěn)定性，增加鈣鈦礦組件的使用壽命。材料穩(wěn)定性難題大面積制備難題當前仍然受限于鈣鈦礦薄膜的吸濕性、熱不穩(wěn)定性、離子遷移等特性，實際量產產品的使用壽命仍不理想主流溶液涂布工藝下，鈣鈦礦的均勻性和平整度在大面積制備時難以達到標準當前需要攻克的難點正在嘗試的解決方法工藝與設備：狹縫涂布?真空鍍膜（PVD、熱蒸鍍等）改良激光、PVD、RPD、涂布等設備材料體系：TCO導電玻璃POE粒子膠膜ITO靶材（透明背電極）丁基膠70%1%60%0%50%2022 2023 2024 2025 2027 2030EVA樹脂國產化率POE樹脂國產化率材料選擇1：POE膠膜指標EVAPOE抗PID性弱（正面96h后衰減6-7%）強（正面96h后衰減3-4%）體積電容率低（85℃1013Ω?cm）高（85℃1015Ω?cm）隔水性弱（水汽透過率34g/(m2*d)）強（水汽透過率3.3g/(m2*d)）耐候性弱強克重高（密度0.96g/cm3）低（密度0.88g/cm3）POE膠膜與EPE膠膜（POE夾EVA）POE膠膜+丁基膠PERC電池 TOPCon HJT電池 鈣鈦礦EVA膠膜光伏級POE膠膜（億平方米）光伏級POE粒子（萬噸）復合增速約56%60.1680.6641.4221.196.4312.5818.324.442022202320242025POE膠膜是當前鈣鈦礦電池封裝的唯一選擇（也適用HJT）。N型電池片的推動下，逐步取代EVA的POE膠膜將是未來鈣鈦礦電池封裝時的必備材料（傳統(tǒng)EVA膠膜老化產生的小分子酸會破壞鈣鈦礦層）：POE膠膜具備更好的離子阻隔能力與抗水性，延長光伏組件的使用壽命。樂觀預測，在光伏電池片沿著TOPCon（短期）、HJT（中期）和鈣鈦礦（長期）的迭代路線發(fā)展前提下，未來4-5年POE材料需求復合增速將達到50%以上。光伏迭代帶動POE膠膜的應用

圖：POE的國產化率與市場規(guī)模100% 85%材料選擇1：POE膠膜行業(yè)壁壘高碳α-烯烴…茂金屬催化劑溶液聚合工藝突破重點技術壁壘，開啟POE粒子國產替代。受限于基礎化工技術水平，中國POE粒子仍主要來源于進口；國產POE粒子正在突破催化劑、α-烯烴制備等技術壁壘，目前正處于導入期。福斯特、賽伍技術、祥邦科技等國內膠膜廠商已有相關POE技術儲備，并處于產能規(guī)劃擴建期，但上游的POE粒子仍全部采用進口品牌。陶氏、Exxon、三井等供應商壟斷全球POE粒子市場，但隨著中國N型光伏電池片的放量，供給或出現(xiàn)緊缺的局面，為國產廠商提供一些機遇。圖1：POE粒子行業(yè)競爭壁壘 圖2：國內POE粒子及膠膜廠POE膠膜產能進度POE粒子石油化工POE膠膜國產廠商需在突破上述壁壘，以突破進口產品壟斷局面POE膠膜東方盛宏賽伍技術1億㎡福斯特

1億㎡祥邦科技1.8億㎡20萬噸，2024投產萬華化學鼎際得 20萬噸，2024投產10萬噸，2025投產專注POE膠膜，行業(yè)領先全球光伏膠膜絕對龍頭光伏+鋰電+顯示與3C電子百佳年代7000萬㎡EVA、POE、TCO等薄膜材料選擇2：TCO導電玻璃TCO導電玻璃鈣鈦礦材料以薄膜形式出現(xiàn)，需要TCO玻璃作機械支撐高透光度，利于吸光層更多吸收太陽光組件電極材料，具備導電性，收集電池板上產生的電流工藝與生產設備客戶資源能力金晶科技耀皮玻璃自主研發(fā)光伏透射比、電導率、霧度、激光刻蝕性能……高透過率基片基礎上相繼開發(fā)成功3.2mm和2.65mm超白TCO導電玻璃與纖納光電達成戰(zhàn)略協(xié)議纖納光電技術合作向鈣鈦礦組件廠供應導電玻璃艾杰旭板硝子NSG間接持股企業(yè)收購耀皮玻璃收購的艾杰旭產線具備TCO玻璃生產能力日本NSG板硝子間接持股耀皮玻璃，形成技術協(xié)同具備超白玻璃產線的企業(yè)將具備光伏TCO玻璃的先發(fā)優(yōu)勢。TCO（FTO）導電玻璃已具備相當成熟的制備工藝，當鈣鈦礦組件的訂單量開始增長時，導電玻璃的產能也將隨之快速擴張，相關企業(yè)充分受益。鈣鈦礦薄膜電池所需的TCO玻璃多是超白浮法玻璃在線沉積FTO材料，確保玻璃的高透光性與穩(wěn)定的導電性。從競爭壁壘的角度上看，工藝、產線設備、客戶資源將是TCO導電玻璃賽道的核心競爭力。TCO導電玻璃對于鈣鈦礦電池的作用 可生產光伏TCO玻璃的企業(yè)中國玻璃旗濱集團信義玻璃發(fā)展趨勢：鈣鈦礦疊層電池電池種類鈣鈦礦+HJT全鈣鈦礦優(yōu)點結構對稱；開路電壓高；HJT本身有TCO材料，與鈣鈦礦適配帶隙可調；柔性材料缺點HJT絨面與鈣鈦礦涂層的磨合還不夠完善大面積制備存疑應用場景（當前）光伏電站建筑、車頂企業(yè)類型電池片廠商鈣鈦礦電池研發(fā)企業(yè)廠商隆基、愛旭、和特光電、華晟新能源、寶馨、金風科技協(xié)鑫光電、任爍光能疊層電池的分類鈣鈦礦/晶硅疊層全鈣鈦礦疊層鈣鈦礦/有機疊層鈣鈦礦/CIGS疊層HJT+鈣鈦礦疊層TOPCon+鈣鈦礦疊層利用鈣鈦礦材料的優(yōu)勢，疊層電池的出現(xiàn)可提供更高的光電轉換效率。疊層電池的原理是組合電池片，增加光譜吸收范圍，以達到增加電池片效率的效果。鈣鈦礦+HJT是當前業(yè)界認可的理想方案：上層寬帶隙鈣鈦礦電池吸收短波段光，底層HJT晶硅電池吸收長波段光，理論效率提升至40%以上。此外，鈣鈦礦有可調帶隙寬度的特點，可以疊加兩塊不同帶隙的鈣鈦礦電池，以更低的成本達到更高的光電轉化效率。鈣鈦礦疊層電池的分類（按材料）HJT+鈣鈦礦疊層是當前的研發(fā)主流，低溫工藝+自帶TCO膜層使得二者適配度很高全鈣鈦礦疊層電池的瓶頸在于窄帶系材料，近兩年在研發(fā)層面有所突破預計疊層電池前中期以晶硅/鈣鈦礦為主，遠期來看仍是全鈣鈦礦疊層更有前景發(fā)展趨勢：鈣鈦礦疊層電池當前疊層電池尚處于產業(yè)規(guī)劃初期，需要等待鈣鈦礦材料的量產技術成熟。目前規(guī)劃疊層電池的廠商，一部分是傳統(tǒng)的晶硅電池廠商，在HJT的基礎上規(guī)劃遠期鈣鈦礦疊層的技術，循序漸進；另一部分是專注研究鈣鈦礦組件的企業(yè)，爭取建立鈣鈦礦賽道的先發(fā)優(yōu)勢?；虿煌?，二者在疊層的路線選擇上會出現(xiàn)分歧：在鈣鈦礦薄膜帶隙可調的優(yōu)勢性能上，晶硅電池廠商會選擇N型電池+鈣鈦礦的疊層路線，而協(xié)鑫光電等廠商會專注鈣鈦礦+鈣鈦礦的疊層電池。布局疊層電池的企業(yè)及進度晶硅電池片廠商隆基綠能愛旭股份華晟新能源合特光能金寨喜悅寶馨科技鈣鈦礦/HJT制備方法專利鈣鈦礦/HJT制備方法專利規(guī)劃2023年完成中試線搭建，目標效率28%規(guī)劃2024年啟動100MW產線建設，實驗室效率>32%擬建設鈣鈦礦/HJT電池項目規(guī)劃2023年完成中試線搭建，產能100MW，目標效率28%鈣鈦礦電池廠商協(xié)鑫光電任爍光能10MW全鈣鈦礦研發(fā)線已經跑通，預計5年內建設數(shù)條GW級產線同時部署光伏幕墻等建筑光伏解決方案10MW全鈣鈦礦研發(fā)線已經跑通鈣鈦礦+HJT疊層鈣鈦礦疊層：更便宜的成本目錄Part

01新能源與新材料P02Part

02HJT電池新材料發(fā)展趨勢P06Part

03鈣鈦礦電池新材料發(fā)展趨勢P17Part

04鋰離子電池新材料發(fā)展趨勢P28Part

05氫燃料電池新材料發(fā)展趨勢P41新能源汽車與儲能應用為鋰電池長期需求筑基儲能與新能源汽車迸發(fā)超級需求，儲能/動力電池前景廣闊。雖然補貼正在退坡，但得益于續(xù)航里程的不斷突破，以及駕乘體驗的穩(wěn)定進步，新能源汽車的滲透率不斷增長，動力電池裝機量大增。儲能方面，風力發(fā)電與光伏發(fā)電的建設如火如荼，總發(fā)電量不斷增長，但風光發(fā)電因其間歇性、周期性以及隨機性的特點，會對電網(wǎng)整體的安全性和供電穩(wěn)定性造成威脅，因此需要配備儲能系統(tǒng)，以解決電力的就地存儲，在國家層面提升綠色能源占比。1261211376894%4%5%12%26%0%5%10%15%20%25%30%200100040030080070060050020182019202020212022圖2：新能源汽車銷量（萬輛）銷量 滲透率88.5139.520031.332.435.64359.405010015020025020182019202020212022圖1：動力電池與儲能電池裝機量（GWh）動力電池 儲能電池鋰電池仍是未來中長期的主流選擇對比其他常見二次電池，鋰離子電池綜合性能仍具備比較優(yōu)勢。相較此前常見的可充電電電池，鋰離子電池有著工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、可高功率放電等性能特點。電池充電時，正極材料中的鋰脫出來，穿過隔膜進入到負極石墨中；電池放電時，鋰離子又從負極石墨中脫出來，穿過隔膜回到正極材料中。從材料成本上看，當前鋰電池的正極材料占比最高，但隨著2023Q1的碳酸鋰價格下跌，正極材料成本占比有所下降。圖表：鋰離子電池vs其他二次電池 圖：鋰電池的工作原理與成本結構鋰電池鉛酸電池鎳鎘電池鎳氫電池工作電壓3.2-3.82.01.21.2能量密度100-200<305060-80循環(huán)壽命>1000300500500優(yōu)點可快速充電、高功率放電價格低，技術成熟支持快充，價格便宜支持快充，能量密度較高，循環(huán)壽命較長缺點價格偏高不可快充，能量密度低，體積大有記憶效應，能量密度低有記憶效應，充放電效率差正極50%負極20%隔膜10%電解液8%其他12%鋰價波動，變化明顯動力電池的技術發(fā)展路線2016201720182019202020212022202320242025……2030時間能量密度180Wh/kg220-230Wh/kg230-260Wh/kg材料與化學體系的持續(xù)更新迭代，向“高能量密度”與“高性價比”發(fā)力。新能源汽車等下游市場需求的放量增長，對電池的能量密度與量產價格提出了高要求，而若想滿足不斷精進的市場需求，需要電池廠商和上游原材料廠商在材料體系和電池結構等方面做出針對性的革新。高能量密度代表著未來的發(fā)展方向，而高性價比意味著更快的商業(yè)化進度。中國動力電池技術路線發(fā)展圖續(xù)航里程：km>700400-700300-500高壓三元正極+石墨負極220-260Wh/kg280-350Wh/kg高鎳三元正極+石墨負極240-280Wh/kg高鎳三元正極+硅基負極固態(tài)電池高鎳三元/富鋰錳基正極+金屬鋰>400Wh/kg磷酸鐵鋰正極180-200Wh/kg無鈷材料無磷酸錳鐵鋰追求高能量密度追求高性價比市場需求與鋰電池的發(fā)展方向隨著下游應用面不斷開拓，市場對鋰電池不斷提出新的要求。隨著鋰電在新能源汽車動力電池、風光儲能電池方面的應用不斷加深，多元化的應用場景也對鋰電池的性能提出更高、更多元的需求。主要體現(xiàn)在鋰電池的能量密度、安全性能、使用壽命/循環(huán)次數(shù)、高壓快充匹配、材料經濟性等方面。圖：新能源汽車與儲能鋰電池的發(fā)展需要新材料的補足成本高昂續(xù)航里程短充電時間長安全性不足使用壽命有限現(xiàn)存問題發(fā)展方向更具經濟性提升能量密度高壓大電流適配短路過熱保護增加循環(huán)次數(shù)新材料示例鈉離子電池、復合集流體…高鎳三元材料、硅基負極、補鋰劑…硅基負極、磷酸錳鐵鋰、單晶三元材料…復合銅箔、粘結劑…導電炭黑、碳納米管…正極材料負極材料電解液隔膜其他鈷酸鋰錳酸鋰鎳酸鋰磷酸鐵鋰三元材料碳酸鋰溶劑六氟磷酸鋰銅箔鋁箔導電劑極耳鋰離子電池碳材料石墨材料鈦酸鋰硅基材料聚丙烯PP聚乙烯PE鋰電新材料的發(fā)展前景需要考慮商業(yè)化節(jié)點隨著下游應用面不斷開拓，市場也不斷對鋰電池提出新的要求。隨著鋰電在新能源汽車動力電池、風光儲能電池方面的應用不斷加深，多元化的應用場景也對鋰電池的性能提出更高、更多元的需求。主要體現(xiàn)在鋰電池的能量密度、安全性能、使用壽命/循環(huán)次數(shù)、高壓快充匹配、材料經濟性等方面。圖：新材料投資發(fā)展前景評估模型新材料發(fā)展前景評估材料性能市場規(guī)模競爭格局商業(yè)化節(jié)點產業(yè)發(fā)展周期材料相比當前主流材料在哪些方面有突破，會帶來哪些好處（提升能量密度、效率、安全性、高電壓、快充、成本？）對應的市場規(guī)模有多大？未來幾年的增速是什么水平？競爭格局現(xiàn)狀是什么？是小而美的市場，還是需要卷成本卷規(guī)模的市場？先發(fā)者是否有優(yōu)勢？不同材料的起量時間不同；中下游對該材料的嘗試驗證意愿/驗證周期不同…當前投資是不是好的時間點：整個行業(yè)的供需情況與估值水平？當前投資是順周期還是逆周期？鋰離子電池的新材料梳理近年來鋰電行業(yè)涌現(xiàn)了眾多新型材料，從多角度嘗試破局現(xiàn)存桎梏。通過全面梳理鋰電池各部分生產制備過程中用到的各種材料和輔材，挖掘未來鋰電池產業(yè)鏈中的潛力新型材料。若想取代已經成熟量產的主流材料，需要至少在能量密度、高壓工作、穩(wěn)定性、經濟性等方面有一項有突出優(yōu)勢，方有取代潛力。圖表：鋰電池新材料性能要匹配市場需求痛點（部分）汽車電池、3C、儲能單晶中鎳NCM6系鈉離子電池電壓循環(huán)穩(wěn)定性和安全性能大幅降低原材料成本，適用于儲能及其他低端場景★★★儲能、消費電子負極材料硅碳負極材料容量超高，充放電倍率更高，工作電壓更高，適配快充技術★★高端汽車動力電池隔膜材料濕法涂覆隔膜★★其他材料碳納米粉提升硅基負極材料的穩(wěn)定性、導電性★★硅基負極制作復合集流體相比銅箔成本降低40%，安全性高★★負極集流體材料新材料 材料相對優(yōu)勢 能量密度改良 高壓工作環(huán)境 穩(wěn)定性改良 經濟性改良 應用場景正極材料磷酸錳鐵鋰LMFP比三元更好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和經濟性，且能量密度高于磷酸鐵鋰；高度復用磷酸鐵鋰產線★ ★車用動力電池、兩輪電動車、儲能超高鎳三元9系活性物質鎳的含量更高，提升能量密度，同時通過低鈷控制成本；瓦時成本正不斷走低；對制備工藝有高要求，形成技術壁壘★★用于一線品牌高端汽車電池毛利與能量密度基本追平8系，加工難度稍弱于高鎳三元，優(yōu)異的高正極新材料：高鎳三元的優(yōu)勢三元材料NCM333NCM523NCM622NCM811能量密度150Wh/kg165Wh/kg180Wh/kg>200Wh/kg安全性良好較好較好達標瓦時成本高低中低優(yōu)點倍率性能好安全性好綜合性能好工藝成熟容量相對較高容量高、循環(huán)性能較好缺點能量密度低成本較高能量密度低成本較高工藝復雜加工難度大電池產品安全性較好，但容量較低且成本較高，目前用量較少性能、成本、量產性上有較好平衡，廣泛用于數(shù)碼和車用電池能量密度較高但成本較高，應用于高端車用電池具有最高的能量密度、較低的綜合成本，對電池企業(yè)的生產技術和設備要求較高，用于高端車用電池追求更高的能量密度：從中低鎳（5系以下）到高鎳（8系），再到未來的超高鎳（9系）6088105155196492469108156202120222023E2024E2025E三元繼續(xù)高鎳化趨勢，9系超高鎳或在2024年落地。高鎳三元正極材料具有更高的能量密度與較低的綜合成本，是高端新能源汽車的理想選擇。隨著特斯拉4680電池和寧德時代麒麟電池量產，高鎳三元電池批量上車，進入快速發(fā)展期。在富鋰錳基、半固態(tài)電池材料規(guī)模商業(yè)化之前，三元正極材料的高鎳化趨勢有強確定性，未來9系超高鎳將進一步提升高端動力電池性能。圖：高鎳化發(fā)展，追求更高的能量密度 圖：高鎳三元需求量持續(xù)升高新能源車銷量 三元正極需求量 高鎳三元正極需求量正極新材料：高鎳三元的市場格局9系三元是當前8系的迭代演進，主要企業(yè)均在部署超高鎳研發(fā)。目前NCM811已經進入規(guī)模量產并批量上車的時間點，而廠商也在延續(xù)著高鎳化路線，向超高鎳（Ni90及以上）的三元產品演化。高鎳三元的生產制備對三元正極產線提出更高要求，技術壁壘較高，高鎳三元正極的頭部企業(yè)有先發(fā)優(yōu)勢。容百科技,34.10%天津巴莫,22.30%貝特瑞,12.10%廣東邦普,6.70%當升科技,5.30%長遠鋰科,5.50%貴州振華,6.40%其他,7.60%圖1：國內高鎳三元市場格局（2021）超高鎳三元的研發(fā)進度（不完全統(tǒng)計）三元正極企業(yè)研發(fā)與生產進度容百科技Ni90體系進入批量生產，超高鎳工藝定性并通過部分客戶驗證當升科技Ni90實現(xiàn)海外出口，Ni95完成部分客戶驗證，繼續(xù)開展Ni98研發(fā)巴莫科技NCM9系和NCMA進入批量生產前驅體企業(yè)研發(fā)與生產進度格林美Ni90及以上的高鎳產品銷售占比提升…………正極新材料：富鋰錳基三元材料之后，或是層狀結構正極的下一代選擇，但當前尚無商業(yè)化基礎。新能源汽車等下游應用對鋰電池的容量密度提出了更高要求，高比容量和更高電壓的正極材料正在成為正極的發(fā)展方向；富鋰錳基材料以廉價的錳為主要過渡金屬元素，放電比容量可以達到250mAh/g以上，如果能夠現(xiàn)存問題，將能夠替代三元正極材料與部分鐵鋰正極，進而被廣泛應用在新能源汽車與3C電子領域，潛力巨大。圖表：富鋰錳基正極材料的性能優(yōu)勢 圖：頭部對富鋰錳基的布局評價指標富鋰錳基正極三元正極磷酸鐵鋰克容量250mAh/g以上150-220160左右工作電壓3.7-4.63.73.2循環(huán)壽命1000-60001000-30003000以上優(yōu)點比容量高，高壓平臺，成本低廉能量密度較高，高電壓平臺壽命長，成本低，安全性好缺點倍率性能差，循環(huán)過程中的電壓衰減明顯，首次不可逆容量損失大循環(huán)性能一般，成本高能量密度略低，低溫性能不好國軒高科蜂巢能源寧德時代當升科技長遠鋰科天津巴莫一體化布局企業(yè)正極材料企業(yè)富鋰材料還處于研發(fā)的初期，很多產業(yè)問題并沒有解決，商業(yè)化節(jié)點仍遠除了CATL等頭部鋰電池生產銷售企業(yè)之外，碳酸鋰、三元等正極材料企業(yè)也進行了一些專利儲備負極新材料-硅碳負極0.050.61.11.50.42%0.151.01%0.251.30%0.5

1.85%1.62%1.53%0.0%1.0%2.0%3.0%4.0%5.0%0.40.201.61.41.210.80.62016201720182019202020212022硅基材料的摻雜可以大幅提升電池負極的鋰離子嵌入潛力，有效提升電池容量。特斯拉4680電池的量產開始帶動硅基負極材料的需求量激增，2022年出貨量已經達到1.5萬噸。硅基材料的應用，在能量密度外，主要還是針對石墨負極在快充場景產生的鋰枝晶問題：高壓大電流充電過程中容易發(fā)生鋰沉積、析出，形成鋰枝晶，可能會刺穿隔膜，危害電池安全。圖表：硅基vs石墨負極性能對比 圖：硅基負極材料出貨量快速增長，滲透率待提升出貨量（萬噸） 滲透率類型硅基負極石墨負極理論容量4000mAh/g310-360mAh/g倍率性較好一般成本較高較低膨脹率300%以上12-25%安全性良好一般快充良好一般優(yōu)點能量密度高膨脹可控，循環(huán)性能好缺點材料會膨脹，首次效率較低，循環(huán)性能不佳能量密度低，加工性能不好負極材料龍頭布局貝特瑞杉杉弄份璞泰來星城石墨國內的硅基負極龍頭已進入松下-特斯拉供應鏈正拓能源隔膜新材料-涂覆改性膜基膜+涂覆一體化的企業(yè)更能迎合產業(yè)對高性能薄膜的需求。固態(tài)電池是未來鋰電的發(fā)展方向，但它的商業(yè)化節(jié)點預計將在10年之后。在此之前，產業(yè)對隔膜的需求將維持高位。隔膜行業(yè)的競爭壁壘高，強調前期的重資產投入與客戶資源，對應的產品毛利率也比較高，恩捷的隔膜毛利可達50%。頭部基膜企業(yè)已經紛紛布局涂覆工藝，涂覆一體化的戰(zhàn)略布局將為這些企業(yè)打造第二增長曲線，在基膜的基礎之上，繼續(xù)消化涂覆的高利潤，以繼續(xù)保持隔膜廠在鋰電產業(yè)鏈中的高議價能力。恩捷股份滄州明珠星源材質涂覆代工企業(yè)基膜+涂覆一體化美聯(lián)新材漿料+涂覆一體化璞泰來 ? 同時部署石墨負極材料壹石通 ? 勃姆石龍頭企業(yè)當前隔膜基膜的主要生產商，離客戶需求最近保持隔膜廠商的議價能力顆粒溶劑無機材料有機材料勃姆石、氧化鋁芳綸、PVDF水性油性乙醇、丙三醇丙酮、NMP隔膜涂覆的重要性日益顯現(xiàn) 涂覆改性薄膜廠商的不同模式涂覆改性，滿足電池廠對隔膜的多種性能需求：降低熱收縮率提升抗穿刺強度提升導電性基膜涂覆的毛利水平：≈45%固態(tài)&半固態(tài)電池：未來趨勢所向固態(tài)電池優(yōu)勢明顯，但技術瓶頸有待突破，商業(yè)化階段尚未到來。相較傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池，固態(tài)電池的理論能量密度更高（高能密度的正負極材料），安全性能更高（機械強度更好，熱穩(wěn)定性更強），電池重量和體積降低（不再需要電解液和隔膜）；理想很豐滿，但固態(tài)電池技術尚未成熟，界面阻抗與鋰離子遷移率問題尚需解決，距離量產商業(yè)化仍有較長的距離，未來大概率沿“液態(tài)-半固態(tài)-固態(tài)”的路線循序漸進。圖：固態(tài)電池量產路阻且長，半固態(tài)是中間過渡階段規(guī)模商業(yè)化節(jié)點鋰離子電池形態(tài)負極制作材料電池能量密度電池工作溫度2023半固態(tài)上車2025準固態(tài)2030固態(tài)量產石墨負極負極預鋰化富鋰錳基金屬鋰負極10%凝膠5%半固態(tài)1%準固態(tài)0%固態(tài)液體重量含量：25%液態(tài)55℃80℃150℃350400500能量密度：Wh/kg250-300能量密度高安全性能高電池重量低目錄Part

01新能源與新材料P02Part

02HJT電池新材料發(fā)展趨勢P06Part

03鈣鈦礦電池新材料發(fā)展趨勢P17Part

04鋰離子電池新材料發(fā)展趨勢P28Part

05氫燃料電池新材料發(fā)展趨勢P41氫燃料電池的市場需求25%40%15.0%12.0%10.0%2025E2035E2050E保有量（萬輛） 客車滲透率（%） 物流車滲透率（%） 重卡滲透率（%）乘用車滲透率（%）75.0%3000客車和重卡為代表的交通運輸領域是氫燃料電池的重點應用場景。隨著雙碳目標的確定，氫能產業(yè)在實現(xiàn)碳中和路徑中發(fā)揮至關重要的作用。按照《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》規(guī)劃，到2025年氫燃料電池車輛保有量約10萬輛，到2035年突破100萬輛。氫燃料電池汽車領域將率先實現(xiàn)產業(yè)化應用與運行，氫燃料電池客車、物流車、重卡等細分賽道，有望于2030年左右實現(xiàn)與純電動車型相當?shù)娜芷诮洕?。氫燃料電池汽車保有量（萬輛）及各細分賽道滲透率氫燃料電池電堆產業(yè)鏈質子交換膜Pt/C催化劑氣體擴散層雙極板集流板密封圈端板膜電極燃料電池電堆燃料電池燃料電池汽車鉑碳粉瑩石硫酸全氟磺酸樹脂碳纖維聚四氟乙烯導點炭黑無氟質子膜全氟質子膜復合質子膜支撐層防水劑電堆65%成本氫燃料電池是中國能源結構轉型的重點，燃料電池汽車是重要的下游基礎。電堆是燃料電池的核心組成部分，成本占燃料電池整體的65%；膜電極則是電堆的最關鍵部件，成本占電堆成本的64%。膜電極不僅是氫燃料電池降本增效的核心部件，也是當前材料科技含量最高的環(huán)節(jié)，是氫燃料電池當之無愧的“心臟”。催化劑、質子交換膜主要來源于進口，國產化程度很低，是未來氫燃料電池國產替代的主要環(huán)節(jié)。圖：氫燃料電池電堆產業(yè)鏈膜電極64%成本氫燃料電池內部構造與成本電堆65%空壓機12%加濕器5%4%其他水泵

14%催化劑36%雙極板23%質子交換膜16%氣體擴散層12%其他13%膜電極是氫燃料電池的核心部件，膜電極的材料發(fā)展與國產化值得關注。氫燃料電池能夠將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能，是電解水的逆反應?；驹硎前褮浜脱醴謩e供到氫燃料電池的陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質發(fā)生反應后，放出電子，再通過外部的負載到達陰極。電堆是氫燃料電池的核心，成本占比65%；膜電極則是電堆的核心，成本占比64%。因此，膜電極相關的材料發(fā)展將很大程度上決定氫燃料電池的產業(yè)化進度。圖1：氫燃料電池的內部構造 圖2：氫燃料電池與電堆成本拆分氫燃料電池的生產成本主要集中于電堆，占比高達65%；電堆成本中，膜電極（催化劑、質子交換膜、氣體擴散層）為主要成本項，占比64%。氫燃料電池相關新材料梳理國產替代是國內質子交換膜和催化劑的主要機遇。質子交換膜：以全氟磺酸型膜為主，其他的復合膜、高選擇性膜、石墨烯改性膜、堿性膜還處在研發(fā)階段。催化劑：催化劑以鉑基為主，目前主流的催化層是鉑碳催化劑，即將鉑負載到活性炭上的一種載體催化劑。但由于鉑是貴金屬，資源稀缺，成本高昂，因此處于降本的考慮，發(fā)展低鉑催化劑、無鉑非貴金屬催化劑被認為是膜電極企業(yè)未來的重點攻關方向。圖：膜電極的材料體系發(fā)展膜電極質子交換膜催化劑熱穩(wěn)定交換膜全氟磺酸膜石墨烯改性膜高選擇性滲透膜有機聚合物膜氣體擴散層鉑合金催化劑鉑碳催化劑其他貴金屬催化劑納米結構催化劑核-殼類催化劑鉑族金屬催化劑非鉑族金屬催化劑非鉑族金屬催化劑聚合物