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新能源汽車(chē)已成為行業(yè)發(fā)展主線(xiàn)

編輯:   瀏覽: 次  時(shí)間:2022-09-13

近幾年,在全球碳中和的宏觀(guān)背景下,新能源汽車(chē)市場(chǎng)迎來(lái)爆發(fā)式增長(cháng),帶動(dòng)動(dòng)力電池裝車(chē)量持續提升。

新能源汽車(chē)融匯新能源、新材料、互聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能等多種技術(shù),正推動(dòng)汽車(chē)從單純的交通工具向移動(dòng)智能終端、儲能單元和數字空間轉變。動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的核心部件,占新能源汽車(chē)總成本的40%左右,隨著(zhù)新能源汽車(chē)滲透率的逐步提升,動(dòng)力電池將發(fā)展空間廣闊,預計2025年之后的市場(chǎng)規模超萬(wàn)億,未來(lái)五到十年將是動(dòng)力電池的黃金發(fā)展時(shí)期。

一、碳中和背景下,新能源汽車(chē)已成為行業(yè)發(fā)展主線(xiàn)

隨著(zhù)全球能源危機和環(huán)境污染問(wèn)題日益突出,新能源汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展受到高度重視,加大新能源汽車(chē)的研發(fā)生產(chǎn)力度已經(jīng)在全球范圍內形成共識。近年來(lái),各國政府相繼將燃油車(chē)禁售提上議程,我國也已開(kāi)始研究停止生產(chǎn)銷(xiāo)售傳統能源 汽車(chē)的時(shí)間表,新能源汽車(chē)取代燃油汽車(chē)已成為必然趨勢。

從全球來(lái)看,世界各主要經(jīng)濟體相繼提出“碳達峰、碳中和”方案。歐盟已制定嚴苛的綠色經(jīng)濟復蘇計劃,2021年起對所有新車(chē)實(shí)施二氧化碳排放量不超過(guò)95g/km的規定,同時(shí)歐盟委員會(huì )計劃要求新車(chē)和貨車(chē)的排放量從2030年起下降65%,從2035年開(kāi)始下降100%,并且歐洲各大車(chē)企也最遲將于2035年前停止銷(xiāo)售燃油車(chē)型。

從國內來(lái)看,我國已提出“雙碳目標”,將大力發(fā)展新能源交通方式,根據2020年11月2日國務(wù)院辦公廳發(fā)布《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2021-2035年)》,到2025年,純電動(dòng)乘用車(chē)新車(chē)平均電耗降至12.0千瓦時(shí)/百公里,新能源汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)售量達到汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)售總量的20%左右。到2035年,純電動(dòng)汽車(chē)將成為新銷(xiāo)售車(chē)輛的主流,將為世界經(jīng)濟發(fā)展注入新動(dòng)能。

根據工信部指導編制的《節能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖2.0》,2025年新能源汽車(chē)占汽車(chē)總銷(xiāo)量的比重達到20%,2030年新能源汽車(chē)在總銷(xiāo)量的占比達到40%左右,2035年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量占國內汽車(chē)市場(chǎng)銷(xiāo)量的50%以上。同時(shí)混動(dòng)新車(chē)的占比也將在2030年達到傳統能源乘用車(chē)的75%以上,2035年混動(dòng)及新能源汽車(chē)在傳統能源乘用車(chē)中的占比將達到100%!犊偮肪(xiàn)2.0》預測2030年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量將超過(guò)3000萬(wàn)輛,2035年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量將達到4000萬(wàn)輛以上。

二、受益于新能源汽車(chē)的快速發(fā)展,動(dòng)力電池市場(chǎng)規模持續擴大

新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量同比均繼續保持高速增長(cháng),同比增速持續顯著(zhù)領(lǐng)先行業(yè)。根據工信部數據,2021年我國新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達到352萬(wàn)輛,同比增長(cháng)160%;根據乘聯(lián)會(huì )數據,2021年新能源汽車(chē)國內零售滲透率14.8%,其中12月滲透率達22.6%,已超過(guò)《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》中制定的2025年達到20%滲透率的目標。

根據中國汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新聯(lián)盟數據,2021年,我國動(dòng)力電池產(chǎn)量為219.7GWh,同比增長(cháng)163.4%;銷(xiāo)量為186GWh,同比增長(cháng)182.3%;裝車(chē)量為154.5GWh,同比增長(cháng)142.8%。根據SNE數據,2021年全球各國注冊的電動(dòng)汽車(chē)電池電量總量為296.8GWh,同比增長(cháng)102.2%,環(huán)比上漲37.3%。

三、中日韓企業(yè)占據全球動(dòng)力電池市場(chǎng)的主要份額

從頭部企業(yè)來(lái)看,全球動(dòng)力電池廠(chǎng)商主要集中在中日韓三國。根據SNE Research發(fā)布的2021年全球動(dòng)力電池裝機量排行榜,中國廠(chǎng)商6家、韓國3家、日本1家,前十名分別為:寧德時(shí)代、LG新能源、松下、比亞迪、SK On、三星SDI、中創(chuàng )新航(中航鋰電)、國軒高科、遠景動(dòng)力、蜂巢能源。

2021年,寧德時(shí)代在動(dòng)力電池領(lǐng)域的全球裝機量達到96.7GWh,市場(chǎng)占有率為32.6%,位列全球第一,這是寧德時(shí)代連續第五年登上全球最大動(dòng)力電池企業(yè)的寶座,與2020年相比,其市場(chǎng)份額增加了8個(gè)百分點(diǎn);韓國LG新能源排名第二,2021年動(dòng)力電池裝機量為60.2GWh,市場(chǎng)占有率為20.3%,是寧德時(shí)代最大的競爭對手;日本松下排名三,2021年動(dòng)力電池裝機量為36.1GWh,市場(chǎng)占有率為12.2%。

全球動(dòng)力電池公司行業(yè)集中效應十分明顯,2019—2021年,前三家企業(yè)合計占市場(chǎng)比例分別為63%、66%、65%;前十家企業(yè)所占市場(chǎng)份額也保持在90%以上。

我國在動(dòng)力電池方向具有明顯優(yōu)勢,2021年我國動(dòng)力電池廠(chǎng)商裝機量占據全球50%左右的市場(chǎng)份額,且我國在動(dòng)力電池主要材料供應鏈正負極,隔膜、電解液、配套齊全,可以進(jìn)行完全獨立的設計和量產(chǎn),在全球汽車(chē)行業(yè)電氣化的變革浪潮中,動(dòng)力電池行業(yè)相關(guān)企業(yè)將會(huì )明顯受益。

四、在電池技術(shù)路線(xiàn)上,磷酸鐵鋰和三元鋰電各具優(yōu)勢,在現階段仍是市場(chǎng)主流

2021年,我國磷酸鐵鋰電池裝車(chē)量為79.8GWh,同比增長(cháng)227.4%,占總裝車(chē)量的51.7%;三元電池的裝車(chē)量為74.3GWh,同比增長(cháng)91.3%,占總裝車(chē)量的48.1%。兩種主流路線(xiàn),占到總裝車(chē)量的99.8%。

從發(fā)展歷程看,磷酸鐵鋰的裝機量份額經(jīng)歷了一段先下降后增長(cháng)的階段。2014年和2015年間,磷酸鐵鋰電池在新能源乘用車(chē)市場(chǎng)上一度占據主導地位;之后受到政策補貼的影響,三元鋰電池裝機量從2016年起占據市場(chǎng)主導地位;進(jìn)入2020年以后,隨著(zhù)寧德時(shí)代CTP技術(shù)發(fā)展,比亞迪電池的推出,針對高能量密度電池(如三元鋰電池)補貼的下降和三元鋰材料電池安全性問(wèn)題日益明顯,磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)份額重新超越三元鋰電池。

目前,動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)主要分為磷酸鐵鋰、三元材料,其使用場(chǎng)景各有不同,不存在技術(shù)上的優(yōu)劣替代關(guān)系。其中,磷酸鐵鋰電池憑借較高的安全性能、出色的循環(huán)性能、較低的成本,早期主要應用于新能源商用車(chē),在近幾年,乘用車(chē)磷酸鐵鋰電池出貨量亦快速增長(cháng);三元材料電池憑借能量密度高、抗低溫、倍率性能高的優(yōu)勢,主要應用于新能源乘用車(chē)。

行業(yè)分析師曾佑鵬認為,近兩年受?chē)鴥刃履茉雌?chē)補貼政策逐步退出的影響,三元鋰電池憑借更高能量密度獲得政策補貼的優(yōu)勢有所減弱,疊加未來(lái)幾年電化學(xué)儲能領(lǐng)域對磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)需求上揚,使得磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量增速超過(guò)三元鋰電池;全國乘聯(lián)會(huì )秘書(shū)長(cháng)崔東樹(shù)認為,與需要鈷、鎳等價(jià)格高企且相對稀缺金屬的三元鋰電池相比,磷酸鐵鋰電池成本更低,尤其在鋰電正極、負極、電解液等原材料齊漲價(jià)的當下,其規;a(chǎn)的成本壓力相對較小。但崔東樹(shù)同時(shí)指出,從材料角度看,目前磷酸鐵鋰電池能量密度已無(wú)太多上升空間,很可能限制其未來(lái)的應用場(chǎng)景;中國科學(xué)院電工研究所教授陳永翀認為,未來(lái)新能源汽車(chē)市場(chǎng)預期將更加細分,在短程低速或中短程電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)中,磷酸鐵鋰電池很可能維持主流地位,但對長(cháng)程或其他用途車(chē)輛而言,三元鋰電池也有望維持一定優(yōu)勢。

筆者認為,在沒(méi)有重大技術(shù)創(chuàng )新商用前,磷酸鐵鋰和三元鋰電技術(shù)路線(xiàn)將并存發(fā)展,其中磷酸鐵鋰依托安全性能和循環(huán)充電優(yōu)勢,更多發(fā)展低端車(chē)型和儲能方向;三元鋰電將更多往高鎳方向發(fā)展,憑借其更高能量密度、耐低溫性能,占領(lǐng)高端車(chē)型市場(chǎng)。

五、鈉離子電池、高鎳三元鋰離子電池和固態(tài)電解質(zhì)電池是未來(lái)動(dòng)力電池的重要發(fā)展方向

隨著(zhù)動(dòng)力電池的需求量日益增加,動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)也在尋找未來(lái)動(dòng)力電池的發(fā)展方向,以目前已經(jīng)公布的研究路徑來(lái)看,鈉離子電池、高鎳三元鋰離子電池和固態(tài)電解質(zhì)電池是廠(chǎng)商主要選擇的技術(shù)發(fā)展路徑。

鈉離子電池原材料儲量豐富,生產(chǎn)效率快,性能與市場(chǎng)上鋰離子電池沒(méi)有明顯差異,可以有效降低動(dòng)力電池生產(chǎn)成本。寧德時(shí)代在2021年7月29日發(fā)布鈉離子電池,相較于鋰離子電池,鈉離子電池具有更低的成本而且在儲運方面具有巨大優(yōu)勢。鈉離子電池在原理與結構上與鋰離子電池十分相似,僅在材料的選擇上存在差異,鈉離子電池生產(chǎn)線(xiàn)可以沿用鋰離子電池生產(chǎn)線(xiàn)。目前鈉離子電池初步應用于儲能和低速動(dòng)力領(lǐng)域,隨著(zhù)寧德時(shí)代發(fā)布鈉離子動(dòng)力電池,鈉離子電池應在動(dòng)力領(lǐng)域向替代鋰離子電池又邁進(jìn)了一步。

鈉離子電池具有高能量密度,高倍率充電,優(yōu)異的熱穩定性,良好的低溫性能和高集成效率等優(yōu)勢。電芯單體能量密度達到160Wh/kg;常溫充電15分鐘,電池容量可以達到80%以上;在-20℃低溫環(huán)境中,放電保持率可以達到90%以上;系統集成效率可以達到80%以上。根據寧德時(shí)代公布的研究計劃,下一代鈉離子電池的研發(fā)目標是200Wh/kg以上。

高鎳三元鋰電池是以動(dòng)力電池中鎳含量為主要判斷標準,主要包括6系、8系三元鋰電池,甚至是正在研究的9系三元鋰電池,在中高端新能源乘用車(chē)上有廣闊應用前景,在未來(lái)解決安全性的前提下,中高端乘用車(chē)動(dòng)力電池能量密度將有質(zhì)的飛躍。高鎳三元鋰電池較高能量密度帶來(lái)的優(yōu)勢將驅動(dòng)即使在單位成本價(jià)格依舊高于的情況下,實(shí)現綜合成本接近磷酸鐵鋰電池。目前全球主要動(dòng)力電池生產(chǎn)廠(chǎng)商在高鎳電池研發(fā)上均有布局。

固態(tài)電解質(zhì)電池在安全性,穩定性,循環(huán)壽命額能量密度等方面具有巨大優(yōu)勢,有望解決安全問(wèn)題。使用固態(tài)電解質(zhì)代替當前鋰電池中的易燃電解質(zhì)溶液,可以更安全密集地儲存能量,使用固態(tài)電解質(zhì)將減少對銅和鋁的需求,不再對隔膜和液態(tài)電解液產(chǎn)生依賴(lài),但目前也存在著(zhù)技術(shù)不成熟,生產(chǎn)成本高昂,關(guān)鍵材料制備困難等缺陷,但固態(tài)電解質(zhì)電池可以有效減少動(dòng)力電池組體積,保障動(dòng)力電池安全,商業(yè)化前景廣闊,未來(lái)必定成為主流研究方向。

整體來(lái)看,全球新能源汽車(chē)發(fā)展勢頭明確且強勁,隨著(zhù)新能源汽車(chē)滲透率和銷(xiāo)量的持續提升,動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的“心臟”,將迎來(lái)廣闊的市場(chǎng)空間和黃金發(fā)展時(shí)期;在技術(shù)上路線(xiàn)方面,一定時(shí)期內磷酸鐵鋰和三元鋰電將并存發(fā)展,長(cháng)期來(lái)看鈉離子電池、高鎳三元鋰離子電池和固態(tài)電解質(zhì)電池有望脫穎而出,實(shí)現電池性能質(zhì)的突破。

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