車百智庫：2022創新驅動新一代電池繁榮（141頁）.pdf

1、車百智庫張永偉 朱 晉 張 健 王曉旭 閆艷翠 李松哲 吳 曦中金資本黃 博 邵 玙 覃森婧馬忠杰 廣汽埃安新能源汽車有限公司李歷立 愛馳汽車有限公司副總裁張春昱 弗迪電池有限公司市場及業務總監江衛軍 蜂巢能源科技有限公司材料事業部主任梁 銳 欣旺達電子股份有限公司副總裁向 晉 北京衛藍新能源科技有限公司副總經理文 學 浙江華友新能源科技有限公司營銷中心副總經理胡 進 巴斯夫杉杉電池材料有限公司副總經理兼研究院副院長吳光智 貝特瑞新材料集團股份有限公司戰略市場部副部長甘朝倫 張家港市國泰華榮化工新材料有限公司副總經理陽如坤 深圳吉陽智能科技有限公司董事長許智斌 亞德諾半導體（中國）有限公司中國

2、汽車事業部總經理課題組鳴 謝（排名不分先后）在雙碳目標驅動的交通電動化加速轉型過程中，動力電池創新成為強化新能源汽車競爭水平、打造國家產業競爭力、穩固企業競爭優勢的關鍵，無論是新能源汽車先發國還是追趕國，或是動力電池鏈條各企業主體，紛紛瞄準新技術并布局新一代動力電池。當前動力電池創新潛力還很大，新技術競爭格局遠未形成，各市場主體有望通過創新技術發展重塑市場與產業格局。在動力電池技術創新百花齊放的關鍵時期，本報告特別關注車用動力電池材料創新、工藝創新、結構創新及體系創新四個關鍵層面，通過文獻綜述、企業調研與專家走訪等多種方式，對未來 5-10 年內部分具有產業化前景、 受關注較廣的創新技術的主要

3、發展驅動力、 產業化進展及瓶頸、未來發展趨勢等進行梳理，并提出建議。1. 材料創新是新一代動力電池技術發展的基礎，緩解上游資源供應風險、降低核心材料成本、提升核心指標與性能等是其創新主要驅動力，高鎳低鈷 / 無鈷等正極及硅基等負極材料成為主要發展方向。當前部分正極創新產品已經處在規?；瘧秒A段，其中高鎳低鈷 / 無鈷正極材料理論價值有望在 2025 年突破百億，但硅基負極仍處于導入階段，大規模產業化仍存在一些困難。下一階段正負極材料性能改善、制備工藝提升、專利對外布局及產品持續降本將成為創新發展重點。2. 工藝創新是新一代動力電池技術發展的保障，電池性能提升需求、結構創新發展需要及降本增效等成

4、為工藝創新的主要驅動力，疊片工藝成為重要選擇且具有較廣闊的應用潛力。當前我國企業加快布局疊片機細分領域，并在疊片效率方面取得一定進展，2025 年國內疊片機市場規模有望突破 40 億元。提升制造效率、降低設備投入成本、提升良品率，解決部分裝備卡脖子技術，加速方形電池疊片機設備導入驗證是下一階段發展重點。3. 結構創新是新一代動力電池技術發展的重要支撐，動力電池規?；c精細化驅動電池結構向集成化、平臺化發展。當前國內產業鏈企業引領結構創新發展，且正在加速動力電池包向大模組、無模組演化的速度。動力電池包高集成下的制造、維修以及標準化等是下一階段行業需要重點解決的問題，也將帶來電池和整車企業摘 要間

5、的進一步博弈。 4. 體系創新是新一代動力電池技術發展的戰略性布局，固態電池是被廣泛認可的新一代動力電池技術。目前歐美日韓中產業鏈主體積極布局固態電池，但技術路線仍存在差異性，其中日韓在硫化物上占據先發優勢?；旌瞎桃弘姵厥枪虘B電池中短期產業化重要發展方向，部分產品已經搭載裝車示范應用，全固態電池規?；慨a仍需 10 年左右發展周期。突破技術難點、減少對現有產業鏈的沖擊以及大幅度降本是下一階段行業發展的重點。鈉離子電池將成為鋰電池的重要補充。緩解上游資源供給以及與鋰離子電池兼容互補是鈉離子電池產業化發展的主要驅動力。當前鈉離子電池處于產業化階段初期，我國技術研究處于世界前列地位。鈉離子電池未來有

6、望在儲能、低速車等領域占據優勢，隨著技術成熟或逐步走向車用領域。提升能量密度、改善循環特性、完善產業鏈并進一步降低成本是下一階段行業發展重點。在下一階段，我國該如何保持動力電池技術創新的競爭力，本報告從國家、行業與企業三個層面提出針對性發展建議。1. 國家層面，一是制定新一代動力電池國家級產業發展戰略；二是進一步完善動力電池創新體系建設；三是為動力電池產業技術創新創造規范、良性的市場競爭環境；四是主導創建動力電池產業引導基金；五是圍繞鋰電池和新電池體系，對關鍵上游資源進行戰略儲備。2. 行業層面，一是充分發揮電池相關行業研究機構的作用；二是提前布局新一代動力電池相關標準；三是促進動力電池產業鏈

7、各主體高質量合作；四是加強新一代動力電池產業人才隊伍建設；五是加快綠色金融一攬子工具在動力電池產業鏈的創新應用。3. 企業層面，一是加大動力電池創新技術的研發投入；二是明確保證產品質量是企業的立足之本；三是推動智能工廠在動力電池行業中的應用；四是基于新一代動力電池產業化發展構建企業間的協同合作關系。 課題組 2021 年 10 月 一、“創新”是動力電池行業發展的主旋律 1（一）碳中和加速交通電動化轉型，動力電池需求攀升 3（二）為滿足多應用場景需求、推動行業發展和穩固競爭優勢，技術創新是關鍵 4（三）材料創新、工藝創新、結構創新、體系創新是新一代動力電池的重點突破方向 11二、新一代電池驅動

8、下的高鎳低鈷 / 無鈷正極材料創新發展 15（一）降本增效是新一代正極材料主要發展驅動力 17（二）高鎳低鈷 / 無鈷正極材料產業化進展 21（三）高鎳低鈷 / 無鈷正極材料產業發展瓶頸 30（四）高鎳低鈷 / 無鈷正極材料產業未來發展趨勢 35三、新一代電池驅動下的硅基負極材料創新發展 39（一）提高動力電池能量密度的訴求驅動負極材料由石墨系材向硅基材料發展 41（二）硅基負極材料產業化進展 42（三）硅基負極材料產業發展瓶頸 50（四）硅基負極材料產業未來發展趨勢 54四、新一代電池驅動下的疊片工藝創新發展 57（一）高性能、大尺寸動力電池需求是疊片工藝發展的主要驅動力 59（二）疊片工藝

9、產業化進展 61（三）疊片工藝產業發展瓶頸 66（四）疊片工藝產業未來發展趨勢 68目 錄五、新一代電池驅動下的結構創新發展 71（一）動力電池包成組率提高、能量密度提升、成本下降是結構創新的主要驅動力 73（二）動力電池結構創新產業化進展 74（三）動力電池結構創新產業發展瓶頸 79（四）動力電池結構創新產業未來發展趨勢 81六、新一代電池驅動下的固態電池創新發展 85（一）安全性高、能量密度高是車用固態電池產業化發展的主要驅動力 87（二）固態電池產業化進展 89（三）固態電池產業發展瓶頸 99（四）固態電池產業未來發展趨勢 104七、新一代電池驅動下的鈉離子電池創新發展 107（一）緩解

10、上游資源供給以及與鋰離子電池兼容互補是鈉離子電池產業化發展的主要驅動力 109（二）鈉離子電池產業化進展 111（三）鈉離子電池產業發展瓶頸 117（四）鈉離子電池產業未來發展趨勢 120八、穩固與提升我國新一代電池競爭力的發展建議 123（一）國家層面 125（二）行業層面 126（三）企業層面 127圖 1 全球新能源汽車銷量及滲透率 3圖 2 中國及全球動力電池裝機量 4圖 3 動力電池價格變動情況（不含稅） 6圖 4 動力電池系統成本構成 6圖 5 主要國家和地區動力電池能量密度規劃 7圖 6 近年動力電池市場格局演變 9圖 7 動力電池技術路線圖 12圖 8 NCM523 電芯材料成

11、本構成（左圖）和 LFP 電芯材料成本構成（右圖） 18圖 9 電動汽車鈷單位用量遠大于 3C 18圖 10 2018-2020年全球礦山鈷產量（左圖）和2020年全球鈷礦產量分布（右圖） 19圖 11 不同三元體系、四元、不同無鈷正極材料能量密度對比 20圖 12 正極材料技術發展趨勢 21圖 13 -NaFeO2型 NCM 三元材料的結構示意圖 22圖 14 -NaFeO2型二元無鈷正極材料的結構示意圖 23圖 15 三元前驅體的生產工藝流程 24圖 16 三元正極材料的生產工藝流程 24圖 17 正極材料產業鏈圖 25圖 18 2020 年國內三元正極市占率（左圖）和 2020 年國內高

12、鎳正極市占率（右圖） 25圖 19 2020 年全球三元前驅體市占率 26圖 20 三元正極材料成本結構 29圖 21 NCM 比例與放電比容量、熱穩定性關系圖 31圖 22 海外（左圖）和國內（右圖）高鎳體系新能源車起火比例 31圖 23 國內 NCM523/622/811 正極材料的近一年市場價格情況 34圖 24 2020 年國內三元正極材料出貨占比（左）及 2017-2020 年高鎳正極占比（右） 35圖目錄圖 25 2019-2025 年分材料類型國內動力電池裝機量預測（上圖）和高鎳低鈷 / 無鈷動力電池裝機量預測與在三元動力電池中的占比（下圖） 36圖 26 2021-2025 年

13、國內高鎳低鈷 / 無鈷正極材料出貨量預測（上圖）和國內高鎳低鈷 / 無鈷正極材料理論原材料價值預測（下圖） 37圖 27 2018-2020 年國內三元正極出貨量 CR3 和 CR5 市占率 38圖 28 電芯能量密度提升關鍵因素 41圖 29 負極材料的分類 43圖 30 2016-2020 年國內鋰電池負極材料出貨量 43圖 31 鋰離子電池硅基負極專利申請主要地域排名 47圖 32 硅顆粒粉化和電極開裂示意 51圖 33 SEI 膜變厚示意圖 52圖 34 國內前 100 名專利申請人中不同國別數量統計 53圖 35 2019 年 1 月 -2021 年 6 月國內負極價格走勢 54圖

14、36 不同鋰電設備價值量占比 59圖 37 卷繞工藝與疊片工藝對比 61圖 38 動力電池生產工藝 62圖 39 2016-2020 按國內動力電池裝機量按形狀占比 63圖 40 全球領先方形和軟包動力電池企業疊片工藝的未來布局情況 64圖 41 2021-2025 年國內動力電池需求量預測（左軸）和相應鋰電設備市場空間預測（右軸） 70圖 42 動力電池包成本構成 74圖 43 電池包結構示意圖 75圖 44 10 款目前市面主流車型的電池組布局情況 76圖 45 沃爾沃三代電池系統示意圖 76圖 46 動力電池模組發展路線 77圖 47 CTC 技術潛在整合范圍 82圖 48 2020 年

15、全球（左圖）和中國（右圖）不同形狀電池市場占比 83圖 49 液態鋰電池和全固態鋰電池成組對比 87圖 50 1990-2021 年 3 月按國家 / 區域全球固態電池相關專利總擁有量分布情況（不完全統計） 91圖 51 2016-2020 年主要國家固態電池相關專利歷年擁有量變化情況（不完全統計） 92圖 52 1990-2021 年 3 月按企業全球固態電池相關專利總擁有量分布情況（不完全統計） 92圖 53 衛藍新能源基于原位固態化的混合固液電池制備工藝 93圖 54 清陶能源正負極極片生產工藝 94圖 55 清陶能源混合固液電池生產工藝 94圖 56 干電極技術 95圖 57 德國 R

16、WTH PEM 制備工藝氧化物全固態鋰電池 95圖 58 全球主要固態電池相關企業 96圖 59 液態電解質和固態電解質界面接觸示意圖 100圖 60 全固態金屬鋰電池中金屬鋰負極 - 固態電解質界面的靜態及動態問題示意圖 101圖 61 豐田關于無機固態電解質方面的專利申請情況 101圖 62 NCM811 液態電芯和 NCM811 混合固液電芯成本對比 103圖 63 基于固態電池全產業鏈搭建固態電池標準體系構想 104圖 64 2020 年全球鋰資源儲量地區分布（左圖）和鈉資源產量地區分布（右圖） 109圖 65 鋰離子電池（左）和鈉離子電池（右）工作原理 111圖 66 鈉離子電池生產

17、線原理示意圖 115圖 67 不同電芯單體能量密度對比 118圖 68 不同電芯單體循環壽命對比 119圖 69 國內鈉離子電池產業鏈梳理（不完全統計） 119圖 70 鈉離子電池和鋰離子電池材料成本對比圖 120圖 71 鈉離子電池下游應用場景 121圖 72 寧德時代的 AB 電池解決方案 122表 1 部分國家消費者對電動汽車主要關注因素調研 5表 2 主要國家和地區動力電池技術發展規劃 7表 3 國內外部分產業鏈企業在新一代動力電池技術方面的布局 9表 4 鋰電池不同類型正極材料性能對比 17表 5 不同三元體系、四元、無鈷二元正極材料鈷金屬含量情況 20表 6 國內外部分產業鏈企業在

18、高鎳低鈷 / 無鈷電池 / 正極材料方面的布局 26表 7 搭載高鎳電池的部分新能源汽車車型情況（不完全統計） 27表 8 現有三元正極材料和新一代高鎳低鈷 / 無鈷正極材料的理論原材料成本對比 29表 9 普通三元和高鎳三元的工藝和設備對比情況 32表 10 三元材料表面堿（LiOH 和 Li2CO3）含量隨鎳含量提升而增加 33表 11 硅碳材料與石墨系材料對比 42表 12 硅材料納米化的方式及優缺點 44表 13 硅與碳系材料復合后硅基負極性能改善 45表 14 硅與碳系材料復合種類及性能梳理 46表 15 硅基負極材料的發展 48表 16 兩種商業化程度最高的硅基負極 49表 17

19、國內硅基負極廠商進展 49表 18 硅基材料理論容量及對應體積膨脹情況 50表 19 硅基負極幾種生產工藝優缺點對比 52表 20 幾種補鋰方式的預鋰化效果對比 55表 21 疊片工藝和卷繞工藝關鍵性能對比 60表 22 三種不同形狀的動力電池可應用生產工藝情況 62表 23 國內外部分動力電池企業當前方形疊片布局情況 64表 24 疊片機類型及國內外主要鋰電設備企業 65表 25 國內外部分電池 / 鋰電設備企業疊片機生產效率情況 65表目錄表 26 以 2614891 方形電芯為例采用疊片和卷繞工藝的生產效率及設備投入成本估算 66表 27 幾種疊片工藝和卷繞工藝的良品率對比 67表 28

20、 PLC、直線電機、電機驅動的部分國內外供應商（不完全統計） 67表 29 以 MEB590 電芯為例采用疊片和卷繞工藝的生產效率及設備投入成本估算 69表 30 各類電池包成組效率匯總 73表 31 國內部分動力電池企業結構創新方案和降本增效優勢 78表 32 寧德時代和弗迪電池部分結構創新應用整車進展 78表 33 GB/T 34013-2017 規定的電芯外形尺寸數量 80表 34 GB/T 34013-2017 規定的電池模塊尺寸系列 80表 35 液態鋰電池、固態鋰電池關鍵性能和應用對比 88表 36 不同電解質類型的混合固液鋰電池和全固態鋰電池類型及特點 89表 37 三大固態電解

21、質體系及特點 90表 38 全球部分固態電池相關企業進展情況 97表 39 混合固液電池對傳統四大材料體系的影響 99表 40 液態電解質和固態電解質電導率對比 100表 41 固態電池產業化對現有電池材料體系的影響 102表 42 鋰離子電池和鈉離子電池部分性能指標對比 110表 43 鈉離子電池正極材料主要路線 112表 44 鈉離子電池負極材料主要路線 113表 45 鈉創新能源主要電解液產品情況 114表 46 常用鈉離子電池電解液鈉鹽的物化性能 114表 47 全球鈉離子電池有關企業研究進展（不完全統計） 116表 48 全球鈉離子電池有關企業產品性能信息（不完全統計） 117表 4

22、9 鈉離子電池未來降本方式梳理 121創新驅動新一代電池繁榮14 EV100PLUS創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 1 1 封殙馯劶籎熎 卝劈劈劈歳聏歳滍憚滍憚剴卝劈聏歳 創新驅動新一代電池繁榮2 EV100PLUS 創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 3 ? ? ? 1 憄 1馯1馯馯馯 憄玐馯塻壾 1 馯 1 1 馯 2020A2021E2022E2025E中國（滲透率）歐洲（滲透率）美國（滲透率）其它（滲透率）320（13%）500(18%)134(6%)900(30%)177(14%)175(20%)140(10%)622(40%)48(3%)100(6%)33(2%)

23、393(23%)20(1%)53(3%)17(1%)327(14%)時間創新驅動新一代電池繁榮4 EV100PLUS 簙 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 簙夬簙 ?731102184126259286498163248335441030060090012001500海外中國10214363971151372083816609601370CAGR58.5%CAGR63.0%中國市場主導海外市場主導中國海外創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 5犉樚堉犉樚堉樚堉樚堉犉犉樚堉痩 28% 28% 22% 11% 25% 13% 25% 22% 29% 32% 20% 2

24、6% 痩紆/叛聏譚叛 20% 16% 23% 17% 9% 16% 13% 13% 15% 18% 13% 14% 樚堉犉 8% 12% 10% 19% 29% 25% 4% 5% 1% 3% 4% 6% 堣廄 2% 4% 0% 0% 0% 0% %痩紆 2021 4叛聏 775 / 2019 38%叛聏 625 / 2019 46%痩紆叛聏 8%痩紆 50% 堣 痩紆叛叛聏 創新驅動新一代電池繁榮6 EV100PLUS 熠吋嫻 ?400500600700800900100011001200130014002019/22019/52019/82019/122020/32020/62020/92

25、021/12021/4Pack-方形三元Pack-方形鐵鋰Cell-方形三元Cell-方形鐵鋰三元Pack：775元/kWh（元/kWh）三元Cell：660元/kWh鐵鋰Pack：625元/kWh鐵鋰Cell：525元/kWh三元電池系統成本構成磷酸鐵鋰電池系統成本構成正極材料, 33.5%人工及制造費用, 12.0%模組結構件, 11.3%銅箔、鋁殼, 9.6%BMS及熱管理系統, 8.8%負極材料, 5.8%電解液, 5.7%隔膜, 3.7%電芯外殼等, 3.3%粘結劑、導電劑、NMP溶劑, 3.3%PACK箱體及連接件, 3.1%正極材料, 14.6%人工及制造費用, 14.0%模組結

26、構件, 13.1%銅箔、鋁殼, 11.7%BMS及熱管理系統, 10.2%粘結劑、導電劑、NMP溶劑, 8.0%電解液, 7.8%負極材料, 7.0%隔膜, 6.2%電芯外殼等, 3.8%PACK箱體及連接件, 3.6%創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 7 2030 潿 00 5 愾 愾 20 E 20 愾EV Everywhere Grand Challenge Blueprint BATTERY 500 BATTERY 200 Horizon 2020 2 愾 愾 薈騼 2019 潿 BATTERY 2030+ BATTERY 2030+ 100 2021 潿 10 2021 潿

27、騼 20212030 2030 潿 202 潿 0 2030 潿01002003004005002020年2025年2030年2030年后350 Wh/kg300 Wh/kg330 Wh/kg250 Wh/kg235 Wh/kg300 Wh/kg400 Wh/kg500 Wh/kg能量密度（Wh/kg）創新驅動新一代電池繁榮8 EV100PLUS 嫇卝蟌蟌卝 2030 潿蟌紆 50鰽皪紇 2030潿蟌蟌蟌嫇卝卝紆 0 /kWh 500Wh/kg 粄紆 2018 潿 粄紆卝劈皪紇封 0 蟌鰽封封蟌 2030 潿寷蟌紆 3 粄/kWh 1 粄/kWh 150Wh/kg 500Wh/kg粄紆蟌鰽蟌嫇

28、蟌 愾 2018 潿 愾蟌卝劈蟌蟌封2020 潿 300Wh/kg2023 潿 320Wh/kg2025 潿330Wh/kg 2018 潿 愾蟌 嫇 1000 蟌蟌蟌鰽封 務愾 2020 潿 皪紇 20 蟌皪紇封封皪紇歳蟌蟌鰽封 2020 潿 卝劈封20212035 潿 務皪紇鰽嫇紆蟌蟌皪紇蟌皪紇鰽封寷卝劈嫇 20 2022035 E 203 2022030 BATTERY 500 薈騼BATTERY 2030+ Horizon 2020 3 2015 潿務粄愾蟌劈嫇卝紆卝劈蟌聏歳嫇 嫇匬聏歳 創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 9 ? ? ? ?馯姿馯皪紇馯皪紇馯 擌吉 馯 皪紇姿馯

29、? ? ? 擌吉 馯 姿 皪紇 比亞迪19%松下17%CATL16%沃特瑪6%國軒高科4%LG化學4%AESC4%PEVE3%三星SDI3%力神3%其他21%2016年松下36%比亞迪11%PEVE10%AESC8%LG化學8%三星SDI5%LEJ4%力神3%SKI3%威能2%其他10%2015年松下17%CATL17%比亞迪11%LG化學8%三星SDI4%沃特瑪4%孚能科技3%比克3%PEVE3%AESC3%其他27%2017年CATL28%松下24%LG化學10%比亞迪9%三星SDI4%AESC3%國軒高科3%PEVE2%力神2%SKI2%其他13%2019年CATL25%LG化學22%松

30、下18%比亞迪7%三星SDI6%SKI5%AESC3%中航鋰電2%國軒高科2%其他10%2020年CATL22%松下21%比亞迪12%LG化學8%AESC4%孚能科技3%國軒高科3%三星SDI3%力神3%PEVE2%其他19%2018年創新驅動新一代電池繁榮10 EV100PLUS 副蟷 2021 潿 繞 2021 潿去靅蟌2025 潿皪靅蟌 2021 潿 1 繞 30 150 靅蟌 澃匱 2022 潿靅蟌副 靅蟌叭劈 LG 嫇槓 2021 潿炏蟷匱 10 CMA 靅蟌澃蟷堓靅蟌 SKI CM11 2021 潿炏 CM90505靅蟌 樉燚粚去 CM523 CM11 靅蟌炏堓2030 潿屜橇釵帾

31、劈嫇 2019 潿 繞匧 CMA 絢篭堓 2022 潿 C 2021 潿 繞絢篭 繞靅蟌 2022 潿靅蟌澃叭橇釵2022潿 2G 靅蟌 堓 2025 潿 靅蟌嫇橇釵帾劈嫇 絢篭叭劈 Cosmo AM&T 堓 CMA 絢篭 92堓 2021 潿橇釵絢篭 堓堓匧絢篭 澃匱 2019 潿2 繞 5 粄堓炏匧堓嶧 橿馧鼦皪 絢篭CMA 絢篭 堓粄靅蟌帾潿 創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 11 ? 娐姿靅蟌堥繟厞副誯靅靅娐姿靅蟌 堣務瘓愾 娐姿靅蟌靅蟌娐姿靅蟌創新驅動新一代電池繁榮12 EV100PLUS ? ? ? ? ? ?普及型商用型高端型比能量200Wh/kg壽命3000次/12年成

32、本250Wh/kg壽命3000次/12年成本300Wh/kg壽命3000次/12年成本200Wh/kg壽命6000次/8年成本225Wh/kg壽命6000次/8年成本250Wh/kg壽命6000次/8年成本350Wh/kg壽命1500次/12年成本400Wh/kg壽命1500次/12年成本500Wh/kg壽命1500次/12年成本250Wh/kg壽命5000次/12年成本300Wh/kg壽命5000次/12年成本325Wh/kg壽命5000次/12年成本225Wh/kg壽命3000次/10年成本0.70元/Wh充電時間250Wh/kg壽命3000次/10年成本0.65元/Wh充電時間275Wh

33、/kg壽命3000次/10年成本0.60元/Wh充電時間80Wh/kg壽命30萬次/12年成本100Wh/kg壽命30萬次/12年成本120Wh/kg壽命30萬次/12年成本70%熱擴散時間90分鐘標準化比例30%成組效率73%不發生熱擴散標準化比例60%成組效率75%不發生熱擴散標準化比例90%橄欖石結構磷酸鹽類材料、層狀結構高鎳多元氧化物材料、富鋰錳基材料、尖晶石結構氧化物材料和其他新型高電壓、高容量正極材料智能化、無人化、潔凈化，Cpk2.0，材料利用率98%，動力電池新型工藝技術（如干電極、復合固體電解質電極等），電池、模組及電池系統實現規格化、標準化石墨類材料、軟硬碳材料、硅等合金化

34、負極材料、鈮酸鈦等高電位負極材料LiPF6、LiFSI、LiTFSI等電解質鹽，酯類、醚類及氟代酯類、醚類溶劑，新型電解質鹽、溶劑及功能添加劑，固體電解質等PE、PP及其復合膜、表面改性膜劑及新型耐高溫隔膜等正極負極電解液隔膜材料體系智能制造及關鍵裝備固態電池鋰硫電池其他新體系電池新體系電池材料體系的構效關系與材料設計、電極/電解質固固兩相界面調控與反應機制研究、固態體系中鋰離子嵌脫過程引起的材料應力分布變化和對電池性能的影響及調控；新型固態電池結構設計和制造；硫正極穩定性提升和鋰負極循環性能提升等2025年2030年2035年創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 13 封殙? ? ?封殙

35、?封殙?封殙封殙簬屟?封殙? ? ? ? ?創新驅動新一代電池繁榮14 EV100PLUS 創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 15 2 ? ? ? ? 創新驅動新一代電池繁榮16 EV100PLUS 創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 17 ? 絢篭絢篭 絢篭絢篭絢篭靅檖濚樚堉犉呮絢篭絢篭NCM 檖濚 樚堉犉 絢篭靅絢篭 敱 NCM523靅絢篭絢篭 50 靅絢篭絢篭 30堉 14 70 絢篭 睳翶 剮埈絢篭 140-150 100-120 130-150 150-220 210-220 溤呮靅宐 3.7 3.8 3.2 3.6 3.7 燀钖欎 500 500 2000 1000

36、500 宐橇檖濚34.0-4.2 3.1-3.3 2.0-2.4 3.6-3.8 3.6-3.8 樚堉犉 敥 吋 敥 宯絢篭 劦檟 劦檟 吋輷 埋篳靅溤 劦檟樚堉犉敥 樚堉犉 钖欎 靅犉燀钖犉敥 檖濚犉敥 創新驅動新一代電池繁榮18 EV100PLUS睳翶 剮埈絢篭 唄 唄靅驨橿犉溱 唄犉溱 篳靅靅宐唄 犉溱犉溱 靅 篭 絢篭 絢篭 篭 篭 正極55%負極8%隔膜6%電解液9%箔材8%其他14%正極34%負極10%隔膜8%電解液15%箔材14%其他19%CoCobaltTESLA平板電腦30g手機5-10g電動工具50g混動汽車4kg筆記本電腦100gPowerwall7kg飛機4000kg電

37、動汽車10kgModel S22.5gHEVT創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 19 NM11 NM0.50.5 NMNM NNMx LMR LiFePO4LFP LiMn2O4LMO LiNi0.5Mn1.5O4LNMOLMRNMxLNMOLFPLMO 5 5 136000138000140000142000144000146000148000150000201820192020單位：噸剛果金, 71%菲律賓, 4%古巴, 4%俄羅斯, 3%澳大利亞, 3%加拿大, 2%巴布亞新幾內亞, 2%新喀里多尼亞, 2%其他, 9%創新驅動新一代電池繁榮20 EV100PLUS NCM523

38、 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 12.2% NCM622 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 12.2% NCM811 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 6.1% NCM9/0.5/0.5 LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2 3.0% NCMA LiNi0.89Co0.05Mn0.05Al0.01O2 3.0% NMx LiNixMnyO2 0% 0100200300400500600700800900單位：Wh/kg創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 21 ? LiNixCoyMn1-x-yO2xM Mn NCM -NO2Co + Mn + Ni +2 +

39、Ni Co 詂硓Mn Ni2+詂硓 Li+/Ni2+詂硓齠NCM11 NCM/ 245Wh/kgNCM+Gr準固態，350Wh/kg高鎳NCM+SiOx-Li全固態，350Wh/kg高鎳NCM+Si-Li全固態，400Wh/kg富鋰正極+Li金屬220Wh/kgNMx+Gr255Wh/kgNMx+Gr275Wh/kgNMx+Gr/Si-based343Wh/kg，軟包高鎳NCM+SiC306Wh/kg高鎳NCM+SiC293Wh/kg高鎳NCM+Gr/Si-based278Wh/kg高鎳NCM+Gr/SiOx20%280Wh/kgNCMA+Gr/SiOx255Wh/kgNCMA+Gr265Wh

40、/kgNCMA+Gr/SiOx264Wh/kg高鎳NCM+Gr/SiOx10%20182019202020212022202320242025NCMA四元NMx無鈷NCM三元固態創新驅動新一代電池繁榮22 EV100PLUS 愿 13 -NaFeO2 N 愿 22 2 N iNixMn1-xO2 0.5x1馯-NaFeO2Ni 2 3 Mn 4 唄痩紆25- 唄 160-180mh/ 8- 10-210mh/ 唄3 NioMnl 2016 紆4 l 馯 l NM 5馯Ni 0-80Ni 80-0 5l 1-36 2 iNixMn1-xO20.5x1 2020 3 F 2021 3 4 0 NM

41、 2020 12 https:/ 5 6 創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 23 愿 14 -NaFeO2愿 NxMn1-xO2x1 22潿 9 繞 2 奵 奵 堣銳嫇睳翶剴嫇劵 齠劵嫇導澺導澺嫇 堣嫇槓導澺簬齠炩劵 NiSO46H2O + CoSO47H2O + MnSO4H2O + NH3 + NaOH NixCoyMnz(OH)2 + NH3 + NaSO4 + H2嫇齠導澺H 導澺導澺劵 創新驅動新一代電池繁榮24 EV100PLUS 繟 愾堸歳繟 聏歳欙繟剣樾筒尊 硫酸鎳晶體硫酸鈷晶體硫酸錳晶體純水溶解過濾除鐵溶液調配合成反應洗滌過濾干燥或預燒結混批過濾除鐵包裝三元前驅體成品

42、純水液堿、氨水混料、裝缽投料一次燒結粗碎、細碎篩分洗滌脫水干燥包覆裝缽二次燒結篩分除鐵批量包裝成品三元前驅體氫氧化鋰氧氣去離子水氧氣包覆劑創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 25 鎳鈷錳/鎳鈷鋁/鎳錳前驅體三元/四元/二元正極材料鋰礦鎳礦鈷礦錳礦鋁礦碳酸鋰/氫氧化鋰硫酸鋁等鋁鹽硫酸鈷等鈷鹽硫酸鎳等鎳鹽硫酸錳等錳鹽礦資源原材料前驅體正極材料容百科技, 14%天津巴莫, 11%長遠鋰科, 10%當升科技, 9%湖南杉杉, 8%新鄉天力, 8%廈門鎢業, 6%貴州振華, 7%南通瑞翔, 6%優美科, 5%其他, 16%容百科技, 46.0%天津巴莫, 36.6%貝特瑞, 8.1%天力鋰能, 2

43、.7%湖南杉杉, 2.4%當升科技, 2.4%其他, 1.9%創新驅動新一代電池繁榮26 EV100PLUS ? ? ? ? ? ? ? ? 絢篭 絢篭 6 7 6 6劈 叭 7 ? ? ?絢篭叭劈 絢篭 橿馧鼦皪 絢篭 絢篭 7 6 中偉股份, 20%湖南邦普, 15%格林美, 14%華友鈷業, 11%優美科, 10%其他, 30%創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 27? CA 崡 CM CM 2mA Cosmo AM&T堓 LG 嫇槓 CMA 靅蟌 CMA 2 22mA 22 LG 嫇槓崡剮糠 SDI 堓堓匧 2 2 繞 5 粄堓炏匧堓嶧 靅蟌叭劈樉燚粚去 CM52 CM 靅蟌 2

44、2 繞 繞靅蟌5A 靅 堓嶧靅蟌2 繞匧 CMA A 222 C 靅蟌 炏 CM 靅蟌 Ms M 炏 CM Mx55 2 LG 嫇槓 22 炏 CMA 靅蟌堓靅蟌 剮糠 SDI CM22 oo M 2 CA 2 2 5 SKI CM 22 炏 CM55靅蟌 ? 靅蟌 ? S LT 22 C 5DC 2 22 創新驅動新一代電池繁榮28 EV100PLUS? Q 500L 80 2021.4 3 500 74 600LP 90/120 20212 ro 402 95 2021Q4 600L 75.8/98.8 6 600 72.6 2021.3 LQ 500 100 2022 副蟷吉 .6 58

45、8 82 2021Q3 副蟷 Q4 ro 450LP 82 20212 屔奩 縑蝻 001 526/712/606 86/100/100 2021.8 縑 縑 525/603/708 67.3/93.6/93.6 2021.4 副蟷絬溵 L7 615/1000 93/115 2022Q1 501 59 2020.11 蟷 9 510 99 2020.11 簙嫻姿 7 500/700 70/100 2021.1 P7 706 80.87 2021.6 屓吉 嶪屠 U Pro 610 68 2021.4 11 480/550/600 76.6/90/90 2021.4 ? ? 剮埈縑 7090 副

46、縑/縑創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 29絢篭 NCM523 NCM622 NCM523 NCM811NCM9/0.5/0.5 NCMA NMx NMx絢篭 10.5%32.3%32.8%27%30% 20 8 / NCM 523 NCM 622 NCM 811 NCM 9/0.5/0.5NCMA NMx NMx 蛡 GWh 欃澺藶縑絢篭 1792 1704 1633 1259 1253 1587 1361 129 122 116 90 90 114 97 545 619 788 682 674 676 739 219 207 99 38 38 0 0 306 193 92 35 3

47、5 271 77 0 0 0 0 3 0 0 欃澺 5104 4835 4251 3271 3268 4523 3847 欃澺 4798 5454 6942 6010 5936 5953 6510 欃澺 4562 4321 2062 794 793 0 0 欃澺 510 322 154 59 59 452 128 直接材料, 90%制造費用, 8%人工成本, 2%創新驅動新一代電池繁榮30 EV100PLUS NCM 523 NCM 622 NCM 811 NCM 9/0.5/0.5NCMANMx NMx 0 0 0 0 7 0 0 / 14974 149321340910134 100621

48、092810485 2021 ? 1. / / +007 2+00 2020 2 8 8 創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 31 21 NCM Comparison of the structural and electrochemical properties of layered LiNixCoyMnzO2 (x = 1/3, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8 and 0.85) cathode material for lithium-ion batteries,J.Power Sources, 2013,233,121-130 22 300073 2021 3 54%46%

49、0%53%47%0%內圈：2020年海外新能源汽車不明原因起火電池材料體系外圈：2013-2020年海外累計新能源汽車不同材料保有量情況中低鎳高鎳鐵鋰82%9%9%0%80%7%9%4%內圈：2020年國內新能源汽車不明原因起火電池材料體系外圈：2015-2020年國內累計新能源汽車不同材料保有量情況中低鎳高鎳鐵鋰其他創新驅動新一代電池繁榮32 EV100PLUS? ?篭辌 55篭屜篭篭 篭9 ? ? ? 逽辌奵 詂篭 奵 篭 篭 篭 逽辌 逽辌 逽辌 逽辌 逽辌 逽辌 逽辌屜 逽辌奵 詂 詂 9 篭 9 創新驅動新一代電池繁榮EV100PLUS 33 逽辌 軕 逽辌屜 10 22 3 O 2

50、CO3 LiO/ Li2CO3/ / LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 790 1008 1798 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 1316 1080 2396 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 2593 2315 4908 LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2 4514 6540 11054 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 10996 12823 23819 LiNi0.85Co0.075Mn0.075O2 11285 15257 26542 2 創新驅動新一代電池繁榮34 EV100PLUS 5 5 15 5 1011 5 5 1 11 5 10 5101