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从宁德时代的技术研判看电池材料发展方向
近日，在全球新能源汽车大会上，宁德时代中国区乘用车解决方案部总裁项延火向外界介绍了宁德时代在化学材料体系、系统集成、电池残值、低温性能、快充以及智能化电池管理系统等方面的研发思路及路线规划。其中，在电化学材料体系中，项延火介绍了宁德时代在磷酸铁锂、中镍三元、高镍三元、无钴电池，以及更为长远的全固态电池、锂金属电池、锂空气电池等材料体系的研发方向。作为全球动力电池龙头，宁德时代的每次“汇报”实际上对业界都有很好的参考意义。在这次报告中，我们也得以一窥，宁德时代对于各种化学材料体系应用周期和节点的预判。磷酸铁锂：仍有提升空间主流应用会持续一段时间电池化学材料体系的迭代升级是提升能量密度的一个核心，这种材料体系的迭代既有不同材料体系的迭代，如正极材料从磷酸铁锂到三元，又有同一材料体系内部自身的迭代，如三元材料从333到523，再到811，未来还有镍9系等。现阶段，主流的磷酸铁锂材料体系电芯能量密度已经做到165Wh/kg，系统能量密度能做到140Wh/kg附近。因为磷酸铁锂电池经济性、安全性和循环性能都比较高，目前在经济性车型中应用比较多。未来磷酸铁锂材料体系还有没有挖掘空间，能量密度是否已经到达“天花板”？据项延火透露，宁德时代计划通过对磷酸铁锂材料体系的设计与挖掘，未来将其能量密度进一步提升，达到200Wh/kg- 230Wh/kg，“这样在下一代产品应用时，就可以在续航里程和成本优化方面有更佳的表现。”事实上，近几年国内其它几家涉及磷酸铁锂的头部企业也在继续深挖磷酸铁锂材料的潜力。如国轩高科在今年年初透露，通过开发高性能磷酸铁锂正极材料、负极采用石墨掺硅和预锂化技术，已经研发出单体能量密度达到210Wh/kg的磷酸铁锂电池。比亚迪也认为磷酸铁锂电池材料仍有提升空间，在单体能量密度上也会通过材料体系和工艺的优化，继续提升。另外，这两年电池系统集成技术的创新，也使得磷酸铁锂在电池包中的能量密度有明显提升，让其重新焕发“第二春”。不过，在项延火看来，随着电池技术、材料的创新，预计到2028年，磷酸铁锂的成本、安全优势在乘用车领域会被其它材料体系取代。未来磷酸铁锂电的应用场景和技术研发仍需要观察。中镍三元、无钴电池将成中端车市场主流针对中端车市场，项延火预计，未来几年仍将以中镍高压三元体系动力电池技术为主。电芯能量密度预计会提升到240Wh/kg~260Wh/kg。据电池中国了解，在2020年，宁德时代已经开始大量在新能源主流车型中推广应用单晶高电压5系电池。比如与荣威、吉利、蔚来汽车合作的电池产品，都是采用的中镍单晶5系电池。这类电池相较于镍8系产品具有更好的经济性和安全性，同时能量密度也不错。除了宁德时代，据了解，欣旺达、瑞浦能源、领湃新能源等不少动力电池企业也在规模化应用单晶中镍材料。据项延火介绍，在这一领域，宁德时代将通过在产品循环寿命和快充能力上的不断挖掘与开发，以满足更多的市场需求。同时针对中端车市场，宁德时代也在大力开发无钴材料体系，进一步实现高能量密度（电芯能量密度做到250Wh/kg以上）、高性能与综合成本最优。从路线规划图上看，宁德时代预计到2024年左右，公司将会推出无钴电池。高端市场：主打高镍、超高镍体系产品针对高端车型市场，项延火介绍说，宁德时代将重点推广高镍材料体系，“从现有的高镍811体系，到下一步高镍+硅体系产业化的应用，有望实现300Wh/kg能量密度，且瞄准350Wh/kg的目标。”从宁德时代的材料体系路线图来看，其超高镍+硅体系未来也有希望冲击400Wh/kg的能量密度高度。关于下一代电池技术路线，尤其是今年以来业界关注度较高的固态电池，预计宁德时代也会在2024年左右推出，而能量密度有望做到400Wh/kg。“经过了近10年的攻关研究，认为采用锂金属为负极材料的全固态锂金属电池是固态电池最优的发展方向，这个技术可以从本质上提升我们电池的安全性和能量密度。”项延火指出，虽然目前仍然面临一些关键技术和工艺等科学问题需要行业共同来攻克，但一旦在技术上实现了突破，350Wh/kg甚至400Wh/kg的安全电芯也将成为现实。从更长远的发展来看，宁德时代还将持续投入无金属正极材料、锂空气等新材料电池技术的研究。届时，电芯能量密度将突破500Wh/kg甚至600Wh/kg。2022年左右推出第二代CTP集成方案电化学材料体系的技术创新和迭代是一方面，系统集成的创新和不断优化也是提升整车电量、使用体验和降本的重要攻关方向。宁德时代在2019年首次推出了应用于乘用车的第一代CTP（Cell To Pack，将电芯集成到电池包）电池集成技术，根据项延火介绍，宁德时代目前正在开发第二代平台化的CTP电池系统，计划于2022年-2023年投放市场，后面还将针对从A00级到D级全系列车型推出第三代系列化的CTP电池系统平台。为了更进一步降低成本、提升续航、优化使用体验、降低能耗，宁德时代还将加快CTC（Cell To Chassis，将电芯集成到底盘）技术的研究。“宁德时代计划于2025年前后推出第四代高度集成化的CTC电池系统；更长远来看，宁德时代将于2028年前后有望升级为第五代智能化的CTC电动底盘系统。”项延火透露。根据宁德时代董事长曾毓群此前介绍，CTC技术不仅会重新布置电池，还会将三电系统纳入进来，包括电机、电控、整车高压如DC/DC、OBC等，而这种高度集成的电池系统，将可轻松使得车辆续航里程大幅提升。事实上，从宁德时代对于电池化学材料体系的迭代升级方向来看，与业内整体的研判趋势基本一致，未来五到十年，仍然是电池化学材料体系快速更迭、创新的关键期，而随着电池化学材料体系、系统集成等技术的不断成熟，锂电池未来替代燃油，推动汽车大规模电动化的时间也会如期到来。
来源：电池中国网
长虹能源今日申购 发力电动工具电池市场
据全国中小企业股份转让系统公告，长虹能源今日申购，发行代码：889686，发行价格：22.58元/股。本次初始发行数量为1040万股，初始发行数量占发行后总股数的13.05%（超额配售选择权行使前）。此前，长虹能源曾发布公告称，将募资建设年产15亿颗无汞环保碱性锌锰电池智能工厂建设项目、高倍率锂电池自动化生产线及PACK组装项目、新能源技术研发中心建设项目和补充流动资金。可年产1.5亿只高倍率圆柱电池资料显示，长虹能源成立于2006年，是四川长虹控股集团旗下子公司，公司前期通过控股收购长虹三杰方式正式进入锂电行业领域，并于2016年在新三板挂牌。长虹能源绵阳锂电池项目日前启动建设。该项目计划投资19.58亿元，项目分两期建设，其中一期2021年下半年投产，二期将于2022年启动投建，2023年下半年投产。作为行业领先的电池产品生产销售型企业，长虹能源目前拥有四川绵阳、浙江嘉兴以及江苏泰兴三大生产基地，具备年产15亿只全系列碱性锌锰电池及1.5亿只高倍率圆柱形锂离子电池的能力。近年来，长虹能源主营业务收入与净利润逐年增长，2018年、2019年，公司主营业务收入分别较上年同期增长31.11%和32.36%，归母净利润增长率分别为14.51%、69.27%；2017年、2018年、2019年和2020年1月到6月，公司锂离子电池在境内销售额分别为509.70万元、2.28亿元、4.03亿元和2.26亿元。据介绍，长虹能源目前已经形成“碱电+锂电”的双产品体系，主要从事环保锌锰电池和高倍率锂离子电池的研发、设计、生产和销售，以碱性锌锰电池和圆柱型高倍率锂离子电池产品为主。其中，公司的高倍率锂离子电池主要应用于电动工具、园林工具以及吸尘器等细分领域，电动工具“无绳化”趋势对锂离子电池需求持续快速增长。值得注意的是，随着电动工具、电动自行车、摩托车、电动叉车、AGV车等产品锂电化的普及，小动力锂电池需求得到快速增长。此外，电动工具无绳化趋势也愈加明显。电动工具市场规模将超400亿美元公开资料显示，电动工具品种繁多，目前世界上的电动工具已经发展到 500多个品种，主要分为手持电动工具、可移动式电动工具和电动园林工具三类，上游包括原材料供应商、电器配件供应商、中间零部件供应商及能源供应商；中游为电动工具整机制造商，下游为电动工具的应用领域，主要涉及建筑道路、金属加工、木材加工、户外园林等国民经济各个行业。2019年，全球电动工具市场规模318亿美元（约合人民币2252亿元），按照年复合增长率5.5%计算，到2024年，全球电动工具市场规模将达到417亿美元（约合人民币2953亿元）。分析发现，欧美地区是近几年电动工具增长最快的市场。未来，亚太地区的电动工具市场将在预测期内或以最快的复合年增长率增长。基于国内电芯厂在高倍率圆柱型电芯领域的进展加快，在性能、规模、成本等综合优势加持下，电动工具巨头对于电芯供应链的选择已经明显转向中国。有机构预测，2023年国内电动工具锂电化率从2019年的23%上升至55%，产量将达到1.51亿台，由此催生锂电池需求规模达到7.5GWh。不光长虹能源，亿纬锂能、海四达、鹏辉能源、蔚蓝锂芯等也在积极扩大电动工具领域的产能。国内企业积极扩大电动工具产能由澳洋顺昌改名蔚蓝锂芯去年底发布公告，拟在全资子公司天鹏电源目前产能基础上，在张家港市投资年产10亿AH高安全性、长寿命、高能量密度新型锂离子电池扩建项目，项目预计投资12.56亿元，新增年产10亿 AH锂离子电池，预计新增锂电池年产能超3亿颗，项目建成后，天鹏电源锂电池年产能将达到7亿颗。该公司圆柱电池下游主要应用于电动工具市场，终端客户包括百得、博世等国际巨头，2019年销量达到1.45亿颗。目前公司产能约为115万颗/天，新建产线预计将于2021年投产。有机构认为，随着蔚蓝锂芯产能的陆续释放和下游客户的放量，公司业绩有望保持较高的增速水平。1月19日，亿纬锂能举行荆门圆柱电池产品线扩建投产仪式，投产后亿纬锂能荆门地区圆柱电池年产能规模从2.5GWh提升至5GWh，年产数量可达4.3亿颗，将有效缓解市场供不应求的局面，并稳步提升市场占有率。目前，亿纬锂能的圆柱电池已获得全球电动工具行业的高度认可，服务于全球排名前五的电动工具品牌，并广泛应用于电动两轮车、园林工具、吸尘器等高速发展的市场领域。总之，目前电动工具用电池盈利水平好于新能源汽车动力电池，随着电动工具用电池锂电化趋势的日趋明显，新的进入者会不断增加，该行业整体竞争或将加剧。
来源：电池联盟
工信部：正加快全气候电池产业化
严寒天气下，诸多北方地区的电动车电池性能大幅衰减，成为新能源消费者最大的痛点。工业和信息化部新闻发言人、运行监测协调局局长黄利斌在1月26日的国新办新闻发布会上指出，动力电池在低温环境下出现明显的性能下降，电池容量衰减，续驶里程缩水，是新兴产业发展过程中出现的问题。工信部近日组织召开了专家研讨会，将加快低阻抗成膜添加剂，全气候电池等研发和产业化，并要求汽车企业加强售后服务，及时解决用户诉求。黄利斌介绍，电动汽车低温使用问题关乎广大消费者的切身利益，工信部正组织整车和动力电池企业、行业机构、高校院所开展技术攻关，加快低阻抗成膜添加剂，全气候电池等研发和产业化，提升电动汽车低温行驶性能。最近，又专门组织召开了专家研讨会，推动解决这一问题。他介绍，下一步采取如下几项措施：一是要求汽车企业加强售后服务，及时解决用户诉求。组织行业机构加强科普宣传，引导科学使用。二是支持整车企业和电池生产企业加强技术攻关，提升电动汽车低温行驶性能，改善用户体验。三是抓紧研究制定相关技术规范，加快推广应用中国工况，明确低温环境产品性能和技术要求，加强产品准入和生产一致性检查。目前，重点企业、行业机构已经积极行动起来，发布冬季用车指南，增配售后服务力量，布局科技攻关项目。
来源：21世纪经济报道
中国动力电池产业链全球“亮剑”的底气
新能源汽车产业链涵盖上游资源及冶炼、中游材料、下游电池系统以及终端整车，是一个极具纵深和广度的产业链条，新能源汽车不仅已成为全球共识的战略新兴产业，未来还将成为全球合作的重要桥梁。与此同时，电动化与智能化正在重塑产业格局，未来新能源汽车将成为一个全球需求共振、产品力与政策共促、传统车企与新势力共舞的市场。在这一轮产业变革中，中国新能源汽车及动力电池产业链正在面临前所未有的机遇与挑战。分析认为，尽管目前面临着欧洲、美国等全球主要的汽车终端市场正在谋求构建各自区域性的新能源汽车闭环供应链，以降低对于目前以亚太为主体的供应链的依赖。但长期来看，中国新能源汽车及动力电池产业链仍有大概率机会实现全球“溢出”，未来有望走出一批全球性的领军企业。第一， 新能源汽车产业链是中国优势供应链的典范，核心竞争力持续强化。目前中国是全球唯一拥有联合国产业分类目录中全部工业门类的国家，2019年工业增加值全球占比超28%，齐备的工业体系、完整的供应链网络是中国新能源汽车产业链背后的坚实基础。经历政策导入、补贴退坡、多轮拼杀的历练以及持续的对外开放（例如引入特斯拉，允许其独资建厂），中国新能源汽车产业链已经形成了完整的上下游环节，以及专业、高效、低成本的自动化产线，技术和工艺水平正由点到面快速升级，同时规模效应不断积聚、生态日益丰富。第二， 中国新能源汽车产业链非“两头在外”，而是背靠中国扎实的汽车内需市场，国内新能源汽车供应链有望广泛切入至“全球车企在中国市场的供应系统”。而中国汽车市场历来是兵家必争之地，除了不断进阶的本土车企巨头和造车新势力，特斯拉、大众、宝马、戴姆勒等全球车企均将中国市场视为电动化的主阵地之一，未来还可能成为智能化的主阵地之一。第三， 成长为“全球车企在全球供应系统内的中流砥柱”。近年来中国电池、材料、资源龙头以及造车新势力的崛起，离不开企业家精神与工程师红利，高效、务实、产业升级已成为中国供应链、中国制造的关键词。凭借明确的比较优势和长期积淀，中国新能源汽车产业链上的领军企业正在成长为“全球车企在全球供应系统内的中流砥柱”的中流砥柱，不局限于国内建厂，这些企业也正凭借自身的行业know-how“走出去”，围绕海外终端市场或者上游资源国打造全球生产基地。与此同时，大众、LG化学、SKI等也在大力推进在中国区的产能建设，加速“走进来”，未来全球车企、电池或将更深度地用中国供应链，从而在加速电动化转型的同时提升盈利性（例如特斯拉上海工厂不仅满足中国市场销售，还出口至欧洲市场）。此外，产业规模效应、集群效应的积聚，由量变到质变，未来将带来优秀产品（优秀新能源车型）的“涌现”，因此，不宜低估新能源汽车产业进入“正向自循环”后的成长加速度。
来源：高工锂电
宁德时代公布两种固态电池专利情况
日前我们获悉，宁德时代（300750）公开“一种固态电解质的制备方法”“一种硫化物固态电解质片及其制备方法”两种固态电池相关专利，其或将成为蔚来150kWh固态电池提供商。其中第一条公开号为CN112242556A，专利摘要显示，本申请提供了一种固态电解质的制备方法，包括：将锂前体、中心原子配体分散于有机溶剂中，形成反应初混液；将硼酸酯分散于有机溶剂中，形成改性溶液；将反应初混液与改性溶液混合，干燥，得到初始产物；对初始产物研磨、冷压、热处理得到固态电解质。在本申请所提供的制备方法中，制得的硫化物固态电解质的离子电导率得到显著提升，从而也利于全固态电池的能量密度的发挥。此前蔚来发布了电池容量为150kWh的电池包。据了解，该电池包采用固态电池技术，正极材料使用高镍、负极采用硅碳、原位固化工艺的固液电解质，并配合纳米级包覆工艺，实现了360Wh/kg的电池能量密度。搭载新电池包的2018款ES8，续航里程达到730km（NEDC工况，下同），全新ES8续航里程达到850km，ES6性能版续航里程达到900km，EC6性能版续航里程达到910km，而最新的蔚来ET7续航里程将达到1000+km。编辑点评：目前宁德时代官方并未确认是否成为蔚来150kWh固态电池的供应商，不过相比采用液态电解质的普通电池来说，固态电池具备更高的能量密度、更大的放电倍率，以及更长的循环寿命。固态电池技术一旦成功量产并装备在新车上，困扰不少电动车主的续航问题也将有所缓解。（文/汽车之家 姜澈）
来源：汽车之家
2020年中国动力电池出货80GWh
高工产研锂电研究所（GGII）初步调研显示来看，2020年中国动力电池市场相比2019年整体呈现出新的变化态势。从市场规模角度来看，2020年中国动力电池出货量为80GWh，同比增长13%。在疫情影响下，2020年较2019年仍有所提升。主要原因：1）2020年下半年国内新能源终端市场恢复超预期，加之新车型于下半年集中发布，带动了消费者购车热情，使得国内新能源汽车市场销量超过130万辆；2）2020年欧洲新能源汽车市场超预期增长，年销量超过中国，带动国内部分头部电池企业出口规模提升。2020年动力电池市场规模约为650亿元，同比下降8.5%，增速小于电池出货量。主要系电芯与模组成本下降导致。2018-2019年中国动力电池出货量（GWh）数据来源：高工产研锂电研究所（GGII），2021年1月2018-2019年中国动力电池市场规模（亿元）注：统计的市场规模以pack端为主，少量为模组及电芯，不含税数据来源：高工产研锂电研究所（GGII），2021年1月从市场出货占比及增长驱动力来看，2020年中国动力电池市场同比增幅较大的领域是磷酸铁锂电池。其占比出现大幅度提升的原因：1）下半年中国疫情逐渐控制，市场恢复良好，带动动力电池整体市场出货回升；2）下半年集中发布比亚迪汉、铁锂版model 3以及宏光mini EV等车型，消费者购买意愿提升，加之工信部等部委发布《关于开展新能源汽车下乡活动的通知》，直接带动A0级及以下小型车加速投放市场。鉴于成本及安全性等考虑，以上车型绝大部分采用磷酸铁锂电池，进而直接带动磷酸铁锂电池装机量与出货量提升；3）自CTP技术以及刀片电池技术推广后，电池模组领域成本进一步下降10~15%，由于电池系统集成化提升，铁锂电池系统能量密度提升10%以上，有效提升新能源乘用车NEDC续航里程，性价比进一步提升，客户认可度提升，进而带动出货量提升；4）三元动力电池目前仍为市场主流，绝大多数乘用车仍将需继续采用三元电池，三元动力电池未来继续在高端领域、高续航里程以及具有特殊要求的产品车型领域渗透。
来源：高工锂电
