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2018年中国高镍动力电池行业优势及产量:显著提升能量密度降低单位成本 规模量产拐点已至(图)
发布时间:2018-07-09 08:36
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          一、高镍动力电池优势明显,可显著提升能量密度降低单位成本

       1) 能量密度显著提高,轻量化降低百公里电耗,提升乘用车续航里程。目前 811 动力电池产品相比 523 产品能量密度可能提升 15-20%,后续高镍正极产品进一步性能优化可提升至 30%以上。能量密度提升意味着同等重量的电池可以提供更多带电量,实现轻量化降低百公里电耗的同时显著提升续航里程,这对于空间有限且对续航性能敏感的乘用车至关重要。

       2) 相同良率下,能量密度提升将显著降低动力电池单位成本。电芯能量密度=正极克容量 x 电压 x 正极质量占比,811 正极克容量较高,可以在其他材料用量不变的情况下提升电芯容量,意味着每 wh 其他材料用量成本降低,在同样良率的情况下,电芯的每 wh 成本将同比例下降,以目前 811 的克容量做测算,不考虑合格率影响,每 wh 成本可下降 14%左右。

       目前由于处于产业化初期,电池合格率较低尚未呈现成本优势,但在持续提升中。由于 811 动力电池产品处于产业化初期,生产环境要求严苛及工艺控制难度较大,导致合格率较低进而提高了生产成本。以比克为例,其 523 产品合格率在 95%左右,而 811 产品合格率只有 80%,与 523 产品相比并没有形成明显成本优势。但随着量产经验的积累,正极及电池厂商技术实力逐步提升,预计良品率将逐步提高,高镍动力电池成本优势将逐步显现。


不同正极材料克容量对比,811提升显著

图表来源:公开资料整理
不同体系动力电池成本下降幅度(考虑不同正极材料价差,相同合格率假设)

图表来源:公开资料整理

       二、高镍动力电池量产依赖于电池厂商和材料厂商的共同技术进步

       高镍动力电池的量产难度大,严苛的生产环境以及材料体系的匹配性、一致性问题是制约高镍动力电池大规模量产的关键。

       参考观研天下发布《2018年中国储能电池市场分析报告-行业深度分析与发展前景研究

       1) 电池生产工艺要求及环境要求严苛。523 动力电池在 20%湿度环境下也可以正常生产,但 811 正极由于碱性强,车间湿度需要控制在 2%以下,而松下采用 NCA 的生产车间湿度低至 1%,生产环境要求严苛,需要较大的设备投资。同时匀浆过程中的工艺要求,生产设备的精度要求也显著提升。

       2) 高品质、高一致性的高镍正极材料量产难度大。高镍正极由于氧化性较强,需要掺杂包覆做产品改性才能使用,掺杂包覆元素的选择以及分布的均匀性均十分依赖于厂商对技术工艺设备的理解。同时生产环境及工艺要求显著提升,窑炉的多温区温度控制精度,氧氛烧结对设备的密闭性要求均显著高于 523 等产品,高品质、高一致性的高镍正极材料量产难度大。

       3) 与之匹配的材料体系如电解液、粘结剂都要做相应提升。高镍正极材料的氧化性与碱性较强。前者需要电解液配方匹配,通过添加新型添加剂减少正极材料与电解液的反应,后者需要耐强碱性的粘结剂提高电池生产一致性。

       圆柱型电池已率先实现高镍产品量产,方形、软包电池突破在即。从主流企业技术进展来看,日韩在高镍动力电池量产上领先,国内企业正在快速追赶。圆柱型电池龙头公司比克的高镍产品已经量产,在江淮 iEV7S、江淮大众首款车型以及造车新势力的云度π3 和小鹏的车型上均会采用。方形及软包的龙头公司宁德时代与孚能的高镍产品均有望于四季度量产,2019 年行业将迎来高镍产品量产的普遍性突破。


比克动力电池规划

图表来源:公开资料整理

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