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寧德時(shí)代研究報(bào)告-四大創(chuàng)新三大拐點(diǎn)一、高研發(fā)造就行業(yè)壁壘,產(chǎn)品及技術(shù)路徑全面領(lǐng)先2016以來(lái),寧德以超高強(qiáng)度研發(fā)投入不斷縮小與日韓競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手差距;當(dāng)前寧德已實(shí)現(xiàn)全面趕超,2021年研發(fā)投入接近12億美元,全面超過(guò)三星SDI研發(fā)投入。由于日韓其他電池廠商未詳細(xì)披露其電池業(yè)務(wù)部門數(shù)據(jù),我們以目前最領(lǐng)先的LG化學(xué)做對(duì)比。寧德時(shí)代從2016年開(kāi)始即維持動(dòng)力電池高強(qiáng)度研發(fā)投入,研發(fā)支出達(dá)11.3億元,占收入比重8.1%,高于LG化學(xué)的7.7%,且隨著收入增長(zhǎng),研發(fā)支出逐年攀升。2018年,公司研發(fā)支出達(dá)19.9億元,投入絕對(duì)額已超過(guò)LG化學(xué)整個(gè)電池業(yè)務(wù)部門(含動(dòng)力、儲(chǔ)能和消費(fèi)電池)。LG化學(xué)在2016年報(bào)中首次表示動(dòng)力電池研發(fā)支出占電池業(yè)務(wù)研發(fā)支出的一半以上,據(jù)此預(yù)計(jì)LG化學(xué)2016年動(dòng)力電池研發(fā)支出約8-9億,因此從動(dòng)力電池業(yè)務(wù)的研發(fā)投入絕對(duì)額來(lái)看,2016年寧德時(shí)代即已超過(guò)LG化學(xué),且自此以后投入差距逐年擴(kuò)大。值得注意的是,寧德時(shí)代巨額的研發(fā)投入是建立在中國(guó)擁有龐大的低成本工程師紅利基礎(chǔ)上的,考慮與日韓競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手工程師成本的差距,寧德時(shí)代實(shí)際的研發(fā)投入強(qiáng)度更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先。1.1創(chuàng)新系寧德核心競(jìng)爭(zhēng)力,四大創(chuàng)新引領(lǐng)TWh時(shí)代技術(shù)多線布局,創(chuàng)新持續(xù)進(jìn)化。從寧德時(shí)代
roadmap看,2011~2021材料創(chuàng)新方面,寧德在世界范圍內(nèi)首先量產(chǎn)了811電池;結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面,寧德首創(chuàng)并且量產(chǎn)無(wú)模組CTP技術(shù),開(kāi)辟了結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的新道路。寧德時(shí)代如今已擁有世界最全面的電池技術(shù)路線布局,以及從技術(shù)到產(chǎn)品再到商品的最快轉(zhuǎn)化鏈條。正是不斷創(chuàng)新的結(jié)果,10年內(nèi),動(dòng)力電池能量密度的增長(zhǎng)帶來(lái)了續(xù)航里程的6-7倍提升,成本下降80%。產(chǎn)業(yè)鏈以及企業(yè)真正的挑戰(zhàn)在于:(1)消費(fèi)者對(duì)研發(fā)力提出更高要求。(2)大規(guī)模交付對(duì)制造力提出更高要求。(3)產(chǎn)業(yè)縱深發(fā)展對(duì)服務(wù)力提出更高要求。礦產(chǎn)資源并不是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。首先,目前已探明的鋰資源儲(chǔ)量可以生產(chǎn)160TWh的鋰電池,完全足夠生產(chǎn)全球需要的動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池。其次,通過(guò)陶瓷土提鋰等一系列技術(shù),可提升我國(guó)優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)利用水平。最后,電池里絕大部分材料可重復(fù)進(jìn)行利用,目前寧德鎳鈷錳的回收率已達(dá)99.3%,鋰達(dá)到了90%以上。到2035年后,寧德循環(huán)利用退役電池中的材料就可以滿足很大一部分市場(chǎng)需求。創(chuàng)新是寧德時(shí)代的核心競(jìng)爭(zhēng)力,寧德憑借創(chuàng)新收獲客戶廣泛認(rèn)可。據(jù)SNE數(shù)據(jù),22H1寧德時(shí)代全球市場(chǎng)份額達(dá)34%。目前,寧德時(shí)代的產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了全球55個(gè)國(guó)家和地區(qū),動(dòng)力電池出貨量超過(guò)了400GWh,全球每三輛電動(dòng)車中就有一輛配套寧德時(shí)代的電池。(1)材料體系創(chuàng)新是電池性能提升的關(guān)鍵。寧德憑借每秒一千萬(wàn)億次的計(jì)算能力,基于第一性原理演繹先進(jìn)算法,來(lái)找到每種材料元素之間的結(jié)合點(diǎn)以及正極、負(fù)極、電解液、隔膜之間的最佳平衡點(diǎn)。另一方面,寧德從實(shí)車搭載數(shù)據(jù)中進(jìn)行分析,從而對(duì)產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)行正向反饋,沉淀出多樣性的解決方案。正是算力、算法、數(shù)據(jù)相輔相成,形成完整閉環(huán),寧德才能源源不斷地推出鈉離子電池、M3P這樣的材料突破。(2)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上,寧德CTP3.0麒麟電池刷新全球電池系統(tǒng)集成度最高記錄。無(wú)需“堆電池”,即可輕松實(shí)現(xiàn)1000公里的續(xù)航,明年將有多個(gè)使用麒麟電池的新車型上市。(3)綠色極限制造創(chuàng)新:寧德基地去年入選了世界經(jīng)濟(jì)論壇的燈塔工廠,成為電池行業(yè)當(dāng)前唯一一家全球燈塔工廠。寧德在制造系統(tǒng)、產(chǎn)線布局、關(guān)鍵工藝優(yōu)化控制以及數(shù)字化能力建設(shè)等方面進(jìn)行了革命性的創(chuàng)新,讓產(chǎn)品缺陷率達(dá)到了PPB級(jí)別。宜賓基地通過(guò)一系列的自主研發(fā)創(chuàng)新,獲得了SGS頒發(fā)的全球首個(gè)電池工廠的PAS2060證書(shū),在2021年達(dá)成碳中和。寧德還啟動(dòng)了對(duì)供應(yīng)鏈碳足跡的核查,對(duì)供應(yīng)鏈企業(yè)開(kāi)展輔導(dǎo)。平均每20年有一個(gè)新的制造模式誕生。制造業(yè)的模式經(jīng)過(guò)了多次變革。過(guò)去100多年來(lái),從開(kāi)始的大規(guī)模生產(chǎn),到后來(lái)的精益生產(chǎn)、柔性制造、可重構(gòu)制造,到當(dāng)今大家都在談的智能制造。不管什么樣的制造模式,根本上來(lái)講,行業(yè)追求的是制造成本的降低,質(zhì)量的提升,對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng),以及整個(gè)制造系統(tǒng)的高效運(yùn)營(yíng)。支撐這些制造模式的變革,有不同的賦能因素或者技術(shù)、或者平臺(tái)。(4)商業(yè)模式創(chuàng)新:商業(yè)模式創(chuàng)新可打通生產(chǎn)、使用、回收等各環(huán)節(jié)。寧德?lián)Q電品牌EVOGO今年已經(jīng)陸續(xù)在廈門、合肥落地,通過(guò)獨(dú)創(chuàng)的組合換電模式,解決了經(jīng)濟(jì)適用型轎車的市場(chǎng)普及問(wèn)題。目前寧德還與多個(gè)車型正在合作推進(jìn)中,也會(huì)在更多城市落地。1.2產(chǎn)品維度:寧德高中低端產(chǎn)品全面領(lǐng)先從產(chǎn)品維度看,寧德高中低端全系列產(chǎn)品具備降維打擊優(yōu)勢(shì)。公司競(jìng)爭(zhēng)力及盈利能力有望持續(xù)提升,麒麟電池?fù)屨夹袠I(yè)話語(yǔ)權(quán)、高端市場(chǎng)盈利能力大幅提升;AB型解決方案及鈉離子進(jìn)一步夯實(shí)中低端及儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)。麒麟電池各方面領(lǐng)先同期動(dòng)力電池。在同化學(xué)體系同等電池包尺寸下,對(duì)比圓柱電池4680電池系統(tǒng)可提升13%的能量。通過(guò)三大核心技術(shù)革新,可將三元電池系統(tǒng)能量密度提升至255Wh/kg,磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度提升至160Wh/kg,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)續(xù)航、快充電、高安全、長(zhǎng)壽命、高效率、優(yōu)秀低溫性能的全面提升。從現(xiàn)今最高端的新能源汽車動(dòng)力電池來(lái)看,麒麟電池從能量密度、散熱方案、電池兼容性、空間利用率及快充性能方面,全面領(lǐng)先于同級(jí)別的特斯拉
4680電池及比亞迪刀片電池。麒麟電池搭配三元鋰電能量密度最高,且散熱方案支持電池組的4C倍率快充,真正的電池技術(shù)超越,且滿足下游車廠選擇電芯材料及終端用戶各方面需求。鈉電池較鋰電池的優(yōu)勢(shì):
1)原材料豐富:現(xiàn)如今鋰,鈷,鎳等稀有元素整體相對(duì)鈉地表含量較少,鈉的地表含量達(dá)到2.75%是鋰的400倍,且資源分布極廣,不存在部分元素礦產(chǎn)以大規(guī)模進(jìn)口等因素存在限制。2)鈉離子電池性能方面:循環(huán)壽命,在量產(chǎn)產(chǎn)品已達(dá)到3000次;低溫性能,可在-40~80°C溫度區(qū)間正常工作,-20°C工況下容量保持90%;具有高倍率充放電特性,同等實(shí)驗(yàn)工況下,鈉離子電池充電時(shí)間是磷酸鐵鋰電池1/3時(shí)長(zhǎng);安全性高,實(shí)驗(yàn)工況下短路時(shí)發(fā)熱量小,熱失控溫度高于鋰電池、3)成本價(jià)格低:正極,材料價(jià)格對(duì)比鋰、鈷、鎳、錳都是價(jià)格低廉且來(lái)源廣泛。負(fù)極,可采用無(wú)煙煤前驅(qū)體,材料來(lái)源和成本對(duì)比現(xiàn)有石墨負(fù)極,都有一定優(yōu)勢(shì)。集流體,可采用鋁箔材料替換銅箔材料,鋁箔是銅箔價(jià)格1/3倍,成本和重量都有減少。2021年7月寧德時(shí)代發(fā)布首款鈉離子電池。寧德納離子電池電芯能量密度可高達(dá)160~200Wh/kg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出行業(yè)80~140Wh/kg的平均水平。寧德電池循環(huán)次數(shù)可達(dá)3000次以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于行業(yè)平均水平1500~2000次;其優(yōu)勢(shì)在于鈉離子電池可以完全放空電量。另外,寧德鈉離子電池低溫下充放電性能較好,可保持90%放點(diǎn)保持率,而行業(yè)平均水平僅在85%。1.3化學(xué)體系:寧德主要沿三條路徑迭代升級(jí)(1)磷酸鐵鋰化學(xué)體系,經(jīng)濟(jì)型:可劃分為兩個(gè)階段。2021-2023年,電芯質(zhì)量能量密度介于180-200Wh/kg之間(體積能量密度350Wh/L-450Wh/L)。2023-2028年,隨著通過(guò)材料體系和工藝的優(yōu)化,正在開(kāi)發(fā)質(zhì)量能量密度在210-230Wh/kg(體積能量密度450Wh/L-500Wh/L)的磷酸鐵鋰電芯。值得注意的是,2023年左右將是重要節(jié)點(diǎn),鐵鋰電池將能達(dá)到和現(xiàn)階段三元電池能量密度范圍接近數(shù)據(jù),據(jù)汽車電子設(shè)計(jì),可替代65kWh以下的需求。(2)中鎳高電壓,中檔產(chǎn)品:由NCM523向中鎳高電壓體系演進(jìn),演進(jìn)主要針對(duì)現(xiàn)有的中高端車型。2020-2022年,該體系的電芯,質(zhì)量能量密度在220-240Wh/kg之間(體積能量密度介于520Wh/L-550Wh/L),快充時(shí)間為30-40分鐘(1.5C-2C)。從2021下半年到2025年,電芯質(zhì)量能量密度升級(jí)到240-260Wh/kg
(
體積能量密度550Wh/L-600Wh/L),快充時(shí)間為20-30分鐘(2C-3C)。2024年左右將開(kāi)始導(dǎo)入無(wú)鈷電池,能量密度大于250Wh/kg,體積能量密度大于550Wh/L。(3)高鎳電池,主打高性能:高鎳路線成本較高。2021年至2023年,電芯的質(zhì)量能量密度介于240-300Wh/kg(體積能量密度560Wh/L-650Wh/L),快充時(shí)間為18-30分鐘(3.3C-2C)。2021年下半年到2024年,寧德時(shí)代將開(kāi)始導(dǎo)入硅碳負(fù)極,電芯的質(zhì)量能量密度升級(jí)到300-400Wh/kg(體積能量密度630Wh/L-750Wh/L),快充時(shí)間為9-15分鐘(6.6C-4C)。2025年,寧德將導(dǎo)入固態(tài)電池,電芯的質(zhì)量能量密度大于400Wh/kg
(體積能量密度大于800Wh/L)。2030年,無(wú)稀有金屬電池、鋰空電池,電芯能量密度將分別突破500Wh/kg、600Wh/kg。自2019年,寧德時(shí)代大部分產(chǎn)品皆采用CTP集成技術(shù)。據(jù)寧德集成化路線圖,寧德第一代CTC集成產(chǎn)品預(yù)計(jì)在2025年左右量產(chǎn),更智能化的CTC產(chǎn)品預(yù)計(jì)2028-2030年左右推出。據(jù)國(guó)軒高科
2021年度供應(yīng)商大會(huì)暨2022年度戰(zhàn)略發(fā)布會(huì),2021年國(guó)軒高科高能量密度300Wh/kg電芯實(shí)現(xiàn)裝車,230Wh/kg鐵鋰電芯和110Ah半固態(tài)電池的研發(fā)均取得突破;2022年,國(guó)軒高科繼續(xù)聚焦材料體系開(kāi)發(fā)、電芯開(kāi)發(fā)、前瞻技術(shù)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)和儲(chǔ)能產(chǎn)品規(guī)劃,將研發(fā)目光瞄準(zhǔn)了能量密度260Wh/kg鐵鋰電芯和400Wh/kg三元電芯。國(guó)軒高科單體密度360Wh/kg半固態(tài)電池將于今年裝車。據(jù)國(guó)軒高科第11屆科技大會(huì)信息,國(guó)軒高科研發(fā)的單體能量密度高達(dá)360Wh/kg,系統(tǒng)能量密度達(dá)到260Wh/kg的半固態(tài)電池今年將裝車。搭載半固態(tài)電池的車型,電池包電量達(dá)到160kWh,續(xù)航里程長(zhǎng)達(dá)1000km;該半固態(tài)電池正極材料顆粒表面包覆固態(tài)電解質(zhì)、負(fù)極使用硅負(fù)極、由新型高安全功能隔膜和高安全液態(tài)電解液開(kāi)發(fā)研制而成。400Wh/Kg的三元半固態(tài)電池目前在國(guó)軒實(shí)驗(yàn)室已有原型樣品。目前半固態(tài)電池更大規(guī)模的生產(chǎn)線建設(shè)中,預(yù)計(jì)明年上半年正式投產(chǎn)。2023年,國(guó)軒高科進(jìn)入高性能固態(tài)電池發(fā)展階段;規(guī)劃2025年后將量產(chǎn)能量密度方面800+Wh/L、400+Wh/kg、循環(huán)800次的全固態(tài)電池。其正極將采用富鋰材料、硫系或其他材料,負(fù)極方面采用鋰負(fù)極及界面修飾技術(shù)。從蜂巢能源的電芯技術(shù)路線圖看,其化學(xué)體系包括鐵鋰、三元、無(wú)鈷電池并行適配不同定位車型;電池類型方面,其方形、刀片、大圓柱并行開(kāi)發(fā),同時(shí)保障PACK平臺(tái)化。蜂巢新技術(shù)研究涉及摻硅補(bǔ)鋰技術(shù)、4C快充技術(shù)、固態(tài)電池、無(wú)金屬電池等。據(jù)路線圖,蜂巢2020年已做到磷酸鐵鋰正極+石墨負(fù)極170Wh/Kg的能量密度,2022年將實(shí)現(xiàn)200Wh/Kg,2023年負(fù)極通過(guò)添加硅將實(shí)現(xiàn)230Wh/Kg。蜂巢能源亦在研發(fā)全固態(tài)電池,硫化物、氧化物體系皆有布局。據(jù)蜂巢無(wú)錫118創(chuàng)新中心展示的宣傳圖片,蜂巢能源計(jì)劃2030年底做出第四代、全固態(tài)電解質(zhì)的電池,能量密度在450-500Wh/kg。據(jù)規(guī)劃,蜂巢半固態(tài)電池能量密度將由2021年首代的230~300Wh/kg提升到2023年第二代的300~350Wh/kg。截至2021年12月31日,公司擁有研發(fā)技術(shù)人員10079名,同比上升約80%。研發(fā)團(tuán)隊(duì)中,博士170人、碩士2086人,研發(fā)團(tuán)隊(duì)整體規(guī)模和實(shí)力在行業(yè)范圍內(nèi)處于領(lǐng)先。公司人員規(guī)模大幅擴(kuò)張,從2020年的33078人上升至2021年的83601人。其中,生產(chǎn)人員人數(shù)最多,達(dá)65364人。寧德時(shí)代專利數(shù)量逐年上升,研發(fā)成果持續(xù)積淀。截至2021年12月31日,公司及子公司共擁有3772項(xiàng)境內(nèi)專利及673項(xiàng)境外專利;在申請(qǐng)專利數(shù)量高達(dá)5777項(xiàng)。根據(jù)IPRDaily,按照IPC國(guó)際專利分類號(hào)大組對(duì)寧德時(shí)代公司專利技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行排序,2020年公司的專利主要分布在電池的結(jié)構(gòu)部件及制造方法和二次電池及其制造兩個(gè)領(lǐng)域;同時(shí),公司在電極、電性能測(cè)試裝置、電池組充放電裝置等技術(shù)領(lǐng)域也擁有大量專利。二、超級(jí)科技制造業(yè)快速發(fā)展中,龍頭優(yōu)勢(shì)持續(xù)擴(kuò)大2.1動(dòng)力電池:技術(shù)&資本密集的超級(jí)科技制造行業(yè)動(dòng)力電池行業(yè)系重資產(chǎn)、資本密集的科技制造行業(yè)。前期資產(chǎn)及研發(fā)投入需求較大。企業(yè)經(jīng)營(yíng)需要大量的資金,例如設(shè)備消耗較快,需持續(xù)更新設(shè)備。寧德資本開(kāi)支于行業(yè)內(nèi)處于絕對(duì)領(lǐng)先地位,2021年約68億美元;2020~2021寧德在手現(xiàn)金流超百億美金規(guī)模,遠(yuǎn)超同業(yè)。2.2晶圓代工:資金&技術(shù)壁壘高聳,強(qiáng)者恒強(qiáng)先進(jìn)制程的持續(xù)升級(jí)帶來(lái)巨額的成本。根據(jù)IBS,3nm芯片的設(shè)計(jì)費(fèi)用約5~15億美元,工藝開(kāi)發(fā)費(fèi)用約40~50億美元,興建一條3nm產(chǎn)線的成本約150~200億美元。3nm芯片僅比5nm芯片提升15%性能、降低25%功耗。根據(jù)IMEC論文,7nm以后,每一代升級(jí)單個(gè)晶圓的工藝成本(ProcessCost)提升幅度達(dá)到30%。同樣面積的硅晶圓,即使通過(guò)微縮增加了晶體管的數(shù)量,生產(chǎn)成本也會(huì)相應(yīng)增加。先進(jìn)制程呈現(xiàn)資金、技術(shù)壁壘不斷提高的趨勢(shì),行業(yè)格局逐漸出清。從制造環(huán)節(jié)而言,行業(yè)資金、技術(shù)壁壘極高,不僅十多年來(lái)沒(méi)出現(xiàn)新的競(jìng)爭(zhēng)者,而且隨著制程分水嶺的出現(xiàn),越來(lái)越多的參與者從先進(jìn)制程中“出局”。格羅方德在2018年宣布放棄7nm研發(fā),聯(lián)電在2018年宣布放棄12nm以下(即7nm及以下)的先進(jìn)制程投資,因此保持先進(jìn)制程研發(fā)的企業(yè)僅剩行業(yè)龍頭臺(tái)積電、三星、英特爾等,以及處于技術(shù)追趕的中芯國(guó)際。高資金壁壘和技術(shù)壁壘,行業(yè)十多年沒(méi)有新的競(jìng)爭(zhēng)者出現(xiàn)且越來(lái)越多現(xiàn)有企業(yè)放棄先進(jìn)制程追趕。龐大的資金投入使得中小行業(yè)企業(yè)望而卻步,復(fù)雜越來(lái)越高的工藝和技術(shù)成為行業(yè)固有護(hù)城河,并且隨著“摩爾定律”推進(jìn),每一個(gè)制程節(jié)點(diǎn)都舉步維艱,擁有高端制程能力的公司屈指可數(shù)。行業(yè)呈現(xiàn)寡頭壟斷,臺(tái)積電強(qiáng)者愈強(qiáng)。據(jù)Trendforce研究,22Q1全球十大晶圓代工廠分別為:臺(tái)積電、三星代工、聯(lián)華電子、格芯、中芯國(guó)際、華虹集團(tuán)、力積電、世界先進(jìn)、晶合集成、高塔半導(dǎo)體。22Q1臺(tái)積電市占率約53.6%。先進(jìn)制程形成關(guān)鍵分水嶺,制程上領(lǐng)先一步的企業(yè)將進(jìn)入充沛現(xiàn)金流與高研發(fā)投入的正循環(huán),強(qiáng)者愈強(qiáng)。從前10家晶圓代工企業(yè)營(yíng)收對(duì)比看,2002~2012年,臺(tái)積電營(yíng)收與同業(yè)的差距持續(xù)拉大。過(guò)去十年,臺(tái)積電在純晶圓代工市場(chǎng)中份額穩(wěn)中有升,從2012年49%逐步提升至2021年的66%;臺(tái)積電利潤(rùn)率穩(wěn)中有升,近三年來(lái)毛利率在50%以上的高水平。三、安全性至關(guān)重要,電池即品牌從手機(jī)電池產(chǎn)業(yè)看動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)格局:消費(fèi)電子領(lǐng)域鋰電池發(fā)展已較成熟,從各企業(yè)近年市占看,競(jìng)爭(zhēng)格局較優(yōu);2020ATL份額達(dá)35%以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先珠海冠宇、LG化學(xué)、三星SDI、比亞迪等其他廠商。手機(jī)電池領(lǐng)域,ATL2020~2021市占穩(wěn)居42%。參考手機(jī)電池行業(yè)較集中的格局多年來(lái)較穩(wěn)定,可推測(cè)技術(shù)壁壘、資金壁壘更高的動(dòng)力電池行業(yè)里龍頭廠商地位亦將較穩(wěn)固。3.1安全性系動(dòng)力電池產(chǎn)品首要要求起火爆炸事件頻發(fā),安全是新能源汽車首要要求。隨著新能源汽車加速滲透,電池能量密度日益攀升,電壓平臺(tái)逐漸升高,緩解消費(fèi)者里程焦慮下,伴隨著新能源汽車爆炸事件頻發(fā),使得安全問(wèn)題成為消費(fèi)者最為關(guān)切的問(wèn)題,安全成為影響新能源汽車發(fā)展最大因素。根據(jù)國(guó)家應(yīng)急管理部數(shù)據(jù)顯示,2022年Q1,國(guó)內(nèi)新能源汽車火災(zāi)共計(jì)640起,同比上升32%,整體上升幅度較高,遠(yuǎn)高于交通工具火災(zāi)8.8%的平均增幅。電動(dòng)汽車起火事件,多為電池故障原因。據(jù)電動(dòng)車輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室電動(dòng)車火災(zāi)事故的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),電動(dòng)汽車火災(zāi)第一原因是電池故障,占比達(dá)33%;交通事故或底盤碰撞占比15%;用戶改裝占比12%;電子電器故障占比11%;廠家采用外部貨源占比9%。復(fù)盤歷史,電池安全重視程度加深。2014-2017年我國(guó)電動(dòng)汽車事故率整體呈現(xiàn)下滑趨勢(shì),主要系隨電池技術(shù)發(fā)展,電池安全水平提高。2017-2019年,我國(guó)電動(dòng)汽車事故率逐年上升,主要系市場(chǎng)開(kāi)始大規(guī)模使用高能量密度高鎳電池。2020年我國(guó)電動(dòng)汽車事故率降低主要系①購(gòu)車補(bǔ)貼退坡,車企和電池廠不再追求高能量密度電池,加大對(duì)電池安全的重視與投入,②疫情影響使得2022年上半年,全國(guó)用車減少。2021年由于電動(dòng)汽車步入退役報(bào)廢期,故事故率有所提升。目前新能源電池安全在安全設(shè)計(jì)和監(jiān)管進(jìn)入良性發(fā)展,隨著早期車型退出市場(chǎng),我國(guó)電動(dòng)車事故率會(huì)維持較低水平。據(jù)電車產(chǎn)業(yè)平臺(tái)顯示,2021年達(dá)0.0039%,低于燃油車年火災(zāi)事故率0.01%-0.02%。3.2三星“電池門”反面揭示,電池安全是企業(yè)的核心發(fā)展目標(biāo)三星電池門事件回顧,0.0001%問(wèn)題損失10億美元。三星2016年8月發(fā)布旗艦產(chǎn)品GalaxyNote7,售出后不久不斷被爆出電池起火或爆炸事故,事故共計(jì)35例,占比僅約0.0001%,此后三星在全球陸續(xù)召回306萬(wàn)臺(tái)已售產(chǎn)品,占比96%,給三星電子造成超過(guò)60億美元的損失。三星電池門事件影響:
全球銷量及市場(chǎng)份額大幅下滑。GalaxyNote7收到較多國(guó)家抵制,例如中美日韓等國(guó)均對(duì)Note7下達(dá)飛行禁令,較大程度影響三星手機(jī)的銷售。據(jù)ICD數(shù)據(jù)顯示,2016Q3三星遭遇銷量及市場(chǎng)份額大幅下滑,銷量達(dá)為7250萬(wàn)部,同比下滑13.5%,占市場(chǎng)份額20.0%,同比下滑3.3pcts,環(huán)比下滑2.4pcts。在華市場(chǎng)受到嚴(yán)重打擊,2021年底國(guó)內(nèi)市占率不足1%。因?yàn)閲?guó)產(chǎn)手機(jī)的崛起,以及國(guó)內(nèi)消費(fèi)者不滿三星在華的“高價(jià)低配”及電池門中對(duì)華的區(qū)別對(duì)待等,均加速縮小了三星在華市場(chǎng)。據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示,2013年,三星手機(jī)在華市場(chǎng)份額達(dá)19.7%,位列中國(guó)智能手機(jī)第一;2015年,三星手機(jī)市場(chǎng)份額已跌至9.7%;2016年,繼續(xù)下跌,至4.9%;至2021年底三星在華年市占率已不足1%左右。三星電池門事件后續(xù):SDI負(fù)主要責(zé)任,GalaxyNote7燃損原因在電池。三星對(duì)20萬(wàn)部召回手機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn),主要因?yàn)槭秦?fù)極板受到擠壓、銅箔融化、部分電池未使用絕緣膠帶。SDI電池設(shè)計(jì)及制造存在嚴(yán)重問(wèn)題,后續(xù)檢測(cè)也無(wú)嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn),最終致使電池門發(fā)生。三星棄SDI轉(zhuǎn)ATL,2017年銷量及市占率小幅提升。據(jù)三星電子中國(guó)區(qū)聲明稱,中國(guó)市場(chǎng)銷售的GalaxyNote7電池供應(yīng)商為ATL,屬于此次事件中的非問(wèn)題電池,而出現(xiàn)問(wèn)題的手機(jī)電池是由三星SDI制造。此后三星在新批次GalaxyNote7不再使用SDI電池,而是短暫轉(zhuǎn)投ATL,2017年三星實(shí)現(xiàn)出貨量達(dá)3.17億部,同比增長(zhǎng)1.9%,市場(chǎng)份額達(dá)21.6%,同比增長(zhǎng)0.5pcts。3.3從手機(jī)電池行業(yè)看格局,高安全電池即好品牌寧德時(shí)代前身ATL,是消費(fèi)電池龍頭。在1999年,ATL憑借聚合物軟包鋰電池的創(chuàng)新研發(fā),改進(jìn)電解液配方幫助當(dāng)時(shí)剛剛崛起的蘋(píng)果公司解決了電池鼓包及電池壽命問(wèn)題,順利進(jìn)入蘋(píng)果供應(yīng)鏈,隨后在手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈騰飛的10年中,抓住國(guó)產(chǎn)終端HMOV廠等崛起,順利將手機(jī)電池市占份額提升到寡頭地位。隨手機(jī)行業(yè)的不斷進(jìn)步,帶動(dòng)消費(fèi)電子產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代,同時(shí)聚合物軟包電池憑借輕薄、高性能的優(yōu)勢(shì),在筆電和諸多電子設(shè)備中逐漸脫穎而出,ATL也不斷提高市場(chǎng)份額,并連續(xù)穩(wěn)固全球聚合物軟包電池龍頭地位。ATL供貨蘋(píng)果手機(jī),產(chǎn)品質(zhì)量獲得高度認(rèn)可,市場(chǎng)占有率高。據(jù)StrategyAnalytics數(shù)據(jù)顯示,2021年ATL以42%的市場(chǎng)份額穩(wěn)居第一,遠(yuǎn)超第二名LGEnergy20pcts的市場(chǎng)份額。四、技術(shù)探索與創(chuàng)新,帶來(lái)成本進(jìn)一步優(yōu)化4.1動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)規(guī)?;M(jìn)一步提升成本優(yōu)勢(shì)動(dòng)力電池組價(jià)格下降大勢(shì)所趨,成本管控重要性日益凸顯。2021全球鋰離子電池組平均價(jià)格132美元/kWh,yoy-6%;較2010年1,200美元/kWh下降了89%,電池組降價(jià)強(qiáng)勢(shì)助推了新能源汽車的發(fā)展。電池組降價(jià)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)明確,一批車企在2021年發(fā)布了電池技術(shù)路線圖,闡明將價(jià)格降至100美元/kWh以下的各類路徑。雷諾和福特等公司已公開(kāi)宣布到2030年達(dá)到80美元/kWh的目標(biāo)。供應(yīng)鏈全環(huán)節(jié)的持續(xù)研發(fā)投入和產(chǎn)能擴(kuò)張將有助于在未來(lái)十年改進(jìn)電池技術(shù)并降低成本。2021~2022原材料價(jià)格上漲不改長(zhǎng)期趨勢(shì),盡管可能延遲電池均價(jià)向100美元/kWh推進(jìn)的進(jìn)程。另外,今年中國(guó)新能源
汽車補(bǔ)貼加速退坡,據(jù)計(jì)劃2022年底將完全退出。綜上,電池降本從而凸顯新能源汽車成本競(jìng)爭(zhēng)力系全產(chǎn)業(yè)鏈的共同愿景。寧德時(shí)代市占率領(lǐng)先,且積極布局產(chǎn)能,通過(guò)產(chǎn)業(yè)規(guī)?;_(dá)到成本優(yōu)化。2021年,寧德時(shí)代動(dòng)力電池裝機(jī)量達(dá)到96.7GWh,達(dá)到全球32.6%的全球市占率,而第二名LG新能源裝機(jī)量60.2GWh的,市占份額差距達(dá)到12.3%。寧德時(shí)代通過(guò)市占率的不斷提高及技術(shù)創(chuàng)新,將有機(jī)會(huì)進(jìn)一步優(yōu)化動(dòng)力電池成本。4.1.1復(fù)盤手機(jī)電池規(guī)?;б嫱ㄟ^(guò)復(fù)盤IPhone可以預(yù)測(cè)零部件形成規(guī)?;N售,將影響成本進(jìn)一步優(yōu)化。2012年,發(fā)布iPhone5系列,童年iPhone出貨量突破1億部。2015年,iPhone出貨量突破2億部。iPhone憑借出色的功耗控制,手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)版電池容量始終控制在2000mAh以下,根據(jù)IHSMarkit和TechInsights等機(jī)構(gòu)的手機(jī)拆機(jī)成本分析,可以看到在iPhone4及iPhone5等系列,手機(jī)電池的成本相較于第一代iPhone下降25%~35%。通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)良率,擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模及銷量,進(jìn)一步優(yōu)化零部件成本。類比相同手機(jī)電池類公司珠海冠宇公告書(shū),2018-2020年三年,公司通過(guò)產(chǎn)線擴(kuò)產(chǎn)、產(chǎn)能利用率提升、產(chǎn)線自動(dòng)化水平提升,在技術(shù)研發(fā)、工藝改進(jìn)等方面持續(xù)改善生產(chǎn)效率,其共同導(dǎo)致單位人工成本、單位制造費(fèi)用明顯下降。寧德時(shí)代通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、工藝改進(jìn)、改善產(chǎn)能利用率等生產(chǎn)效益提升,會(huì)進(jìn)一步提升動(dòng)力電池市占份額,進(jìn)一步拉大與其他電池廠商的差距,從而通過(guò)規(guī)?;瘍?yōu)勢(shì)進(jìn)一步優(yōu)化成本,提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。4.2產(chǎn)業(yè)鏈上游布局,從源頭優(yōu)化成本2021年鋰電材料供需缺口大,價(jià)格大幅攀升。2021年,新能源汽車和鋰電儲(chǔ)能市場(chǎng)增長(zhǎng)帶動(dòng)鋰電池出貨量大幅增長(zhǎng),進(jìn)而對(duì)上游各類鋰電材料產(chǎn)生強(qiáng)勁需求,鋰電材料環(huán)節(jié)整體處于供應(yīng)緊張、價(jià)格攀升狀態(tài)。其中,包括碳酸鋰、六氟磷酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸鐵、磷酸一銨、PVDF、VC等鋰電原材料在2021年都出現(xiàn)價(jià)格暴漲、產(chǎn)品毛利率大幅提升。具體來(lái)看,碳酸鋰、六氟磷酸鋰、PVDF、磷酸鐵鋰等價(jià)格在2021年較2020年底同比增長(zhǎng)分別超750%、420%、400%和350%;石墨化、磷酸鐵、磷酸一銨等原料價(jià)格也有1-2倍的漲幅。當(dāng)前部分上游原材料價(jià)格仍處高位,看好2022H2鋰電材料漲價(jià)緩解。隨著上游企業(yè)加速擴(kuò)產(chǎn)和下游市場(chǎng)需求調(diào)整,2022開(kāi)年以來(lái)電池上游部分材料價(jià)格有所回落。其中,六氟磷酸鋰、磷酸鐵鋰(電解液)價(jià)格已回落至2021年5月中下旬時(shí)水平。碳酸鋰、PVDF、磷酸鐵鋰(正極材料)價(jià)格仍處近年較高水位。展望2022全年,隨新建產(chǎn)能集中釋放,絕大多數(shù)鋰電原料供需關(guān)系將趨于平穩(wěn)。目前六氟磷酸鋰、VC、磷酸鐵鋰等原料產(chǎn)能較充裕,但石墨化、磷酸鐵和PVDF等原料仍處于緊缺狀態(tài)。據(jù)GGII預(yù)測(cè),其在第三、第四季度會(huì)陸續(xù)達(dá)到平衡;到2023年前,除鋰礦外,其它鋰電原材料的規(guī)劃產(chǎn)能如能如實(shí)投產(chǎn),產(chǎn)能瓶頸將得以解除。寧德時(shí)代著重打造成本競(jìng)爭(zhēng)力,盈利能力全球領(lǐng)先。寧德成本競(jìng)爭(zhēng)力的根源來(lái)自產(chǎn)品超強(qiáng)實(shí)力塑造的產(chǎn)業(yè)話語(yǔ)權(quán)、對(duì)上游關(guān)鍵資源的深度布局、與下游深度綁定共建產(chǎn)能等。對(duì)比寧德、LG化學(xué)、三星SDI營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率,寧德盈利水平持續(xù)領(lǐng)先。國(guó)際企業(yè)之間的角力,背后依賴的是國(guó)家產(chǎn)業(yè)集群間的競(jìng)爭(zhēng)。從日本率先實(shí)現(xiàn)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化后,鋰電池的性能提升主要基于持續(xù)的材料與工藝創(chuàng)新,競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)從產(chǎn)品差異逐步過(guò)渡到差異化與低成本并重。鋰電產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入差異化與低成本并重階段,工藝創(chuàng)新更多依賴于生產(chǎn)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)積累,缺乏產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)導(dǎo)致技術(shù)和成本上的落后,形成難以逾越的鴻溝。產(chǎn)業(yè)鏈垂直深度布局,主導(dǎo)四大材料。電池屬于電化學(xué)配方型產(chǎn)品,技術(shù)進(jìn)步靠龍頭電池廠商,公司有著絕對(duì)的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。寧德通過(guò)合資、購(gòu)買、自建等方式布局完善上游產(chǎn)業(yè)鏈,增強(qiáng)材料自供,有助于降本及保障供應(yīng)。寧德時(shí)代從最上游的資源到正極材料布局均通過(guò)股權(quán)方式實(shí)現(xiàn),2018年主要集中在鋰、鎳資源的布局,2019年加大正極環(huán)節(jié)投入,投資金額巨大。四大主材憑借領(lǐng)先的技術(shù)實(shí)力和巨大的規(guī)模優(yōu)勢(shì),均處于主導(dǎo)地位,各環(huán)節(jié)公司以代加工模式供應(yīng),產(chǎn)業(yè)鏈議價(jià)能力最強(qiáng),執(zhí)產(chǎn)業(yè)鏈牛耳。聯(lián)手恩捷共建隔膜產(chǎn)能,寧德材料版圖再添長(zhǎng)板。20222年6月20日,恩捷股份公告其與寧德時(shí)代合資平臺(tái)公司(寧德持股49%,恩捷持股51%)擬在共管區(qū)域內(nèi)設(shè)立項(xiàng)目公司,投建16條鋰電池隔膜基膜與涂布分切生產(chǎn)線。項(xiàng)目公司擬注冊(cè)資本16億元,項(xiàng)目總投資52億元,計(jì)劃于2023年建成并部分投產(chǎn)。產(chǎn)品主要應(yīng)用但不限于新能源汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)、儲(chǔ)能電池系統(tǒng)等市場(chǎng)。上述平臺(tái)公司,由恩捷股份與寧德時(shí)代2021年11月協(xié)議計(jì)劃設(shè)立,主要從事投資干法隔膜及濕法隔膜項(xiàng)目??偼顿Y額80億元,注冊(cè)資本15億元。平臺(tái)公司成立后,由其投資設(shè)立濕法隔膜項(xiàng)目公司,恩捷股份與其控股孫公司江西恩博新材料合資設(shè)立干法隔膜項(xiàng)目。攜手中科電氣加碼負(fù)極材料產(chǎn)能,未來(lái)將享有優(yōu)先采購(gòu)權(quán)。2022年2月20日,中科電氣公告已同寧德時(shí)代等簽訂增資協(xié)議。寧德時(shí)代或其全資子公司將向中科星城增資2.8億元,增資后持股35%。寧德和中科電氣將共同推進(jìn)中科星城“年產(chǎn)10萬(wàn)噸鋰電池負(fù)極材料一體化項(xiàng)目”。項(xiàng)目投產(chǎn)后,寧德享有該產(chǎn)能優(yōu)先采購(gòu)權(quán)。設(shè)備端深度布局保障供應(yīng),助力極致制造。為應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的制造工藝,滿足高質(zhì)量產(chǎn)品需求,寧德時(shí)代利用人工智能、先進(jìn)分析、邊緣計(jì)算和云計(jì)算等技術(shù),可以每1.7秒生產(chǎn)一個(gè)電池,缺陷率僅有十億分之一,同時(shí)將勞動(dòng)生產(chǎn)率提高了75%,能源消耗降低了10%。寧德時(shí)代工廠已被世界經(jīng)濟(jì)論壇評(píng)為全球“燈塔工廠”,成為全球首個(gè)獲此認(rèn)可的電池工廠。寧德投資了上游主要設(shè)備供應(yīng)商,加強(qiáng)合作,有助于保障鋰電設(shè)備供應(yīng);
同時(shí)關(guān)于鋰電自動(dòng)化、智能裝備制造領(lǐng)域的投資有助于提高產(chǎn)線智能化,推進(jìn)極限制造創(chuàng)新。4.3電池方案進(jìn)步,帶來(lái)技術(shù)成本優(yōu)化4.3.1
寧德時(shí)代
A+B電池方案,性能與成本兼具新能源汽車在用戶續(xù)航焦慮需求背景下,各家動(dòng)力電池廠及車廠都在提升電池的利用率及能量密度,使電池組最大可能得提供更多能量,以便提高整車?yán)锍汤m(xù)航。增加續(xù)航的方式意味著同體積、同重量下提供更高的能量密度,或者在同等能量密度下提供更多電池,而如此方法不但增加整車重量,且提高了單車的電池組成本。寧德時(shí)代的團(tuán)隊(duì)基于BMS的全新算法,提出并實(shí)現(xiàn)了在單個(gè)電池包中布置AB兩種不同電芯的設(shè)計(jì)方案,AB代表不同材料電芯,可同時(shí)使用“三元電芯+磷酸鐵鋰電芯”,同時(shí)也可以使用“鋰電池+鈉電池”組合,并且可以是其他更多種不同組合的混搭。AB電池組的解決方案充分解決了三元鋰電和磷酸鐵鋰兩種材料的優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ),三元鋰電優(yōu)點(diǎn)能量密度高、低溫性能好,而缺點(diǎn)是成本高、循環(huán)壽命較低,磷酸鐵鋰優(yōu)點(diǎn)是安全性能高、循環(huán)次數(shù)高、成本低,缺點(diǎn)是能量密度低、低溫性能差。通過(guò)BMS系統(tǒng)智能控制混合后的AB電池組,使其內(nèi)部電芯取長(zhǎng)補(bǔ)短,優(yōu)化電池組性能、減輕車輛重量,且提升電量續(xù)航等,對(duì)于下游車廠的電池組成本也有進(jìn)一步的優(yōu)化。AB電池包由2021年9月蔚來(lái)
ET7首發(fā),隨后蔚來(lái)在2022年發(fā)布ES7型號(hào)同樣才有AB電池包選裝方案。ET7擁有75kWh、100kWh兩種電池包,ES7擁有75kWh、100kWh、150kWh三種電池包,其中75kWh的電池包可使整車達(dá)到480~550Km續(xù)航,電池包采用最新的三元+磷酸鐵鋰材料混裝技術(shù),通過(guò)串聯(lián)連接集成兩種電芯在一個(gè)電池包中,構(gòu)成雙體系電池,通過(guò)新的SOC算法解決新電池系統(tǒng)的續(xù)航焦慮與成本需求。蔚來(lái)搭載的三元鐵鋰混裝續(xù)航電池包,其能量密度達(dá)到142Wh/kg,比純磷酸鐵鋰電池能力密度提升14%,對(duì)比純磷酸鐵鋰電池提高30~50km續(xù)航,冬季零下100°C工況下,同樣會(huì)提高20km續(xù)航。根據(jù)蔚來(lái)官方披露,混合電池包可在低溫工況下將電量的損失率降低25%,成本對(duì)比純?nèi)姵赜兴档停姵匕稍谖磥?lái)?yè)Q電站中免費(fèi)更換,現(xiàn)階段ET775kWh電池包搭配電池租用標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格達(dá)到38.8萬(wàn),搭配100kWh官方差價(jià)為5.8萬(wàn)元。4.3.2鈉離子電池量產(chǎn),盡顯價(jià)格優(yōu)勢(shì)鈉離子電池將開(kāi)啟電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)程加速。2010年以來(lái),鈉離子電池受到國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)關(guān)注,相關(guān)研究逐步增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)外多家企業(yè)正在積極布局鈉離子電池技術(shù)研究,包括英國(guó)FARADION公司、美國(guó)NatronEnergy公司、法國(guó)Tiamat、日本岸田化學(xué)、豐田、松下、三菱化學(xué),以及我國(guó)的寧德時(shí)代、中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源等公司。2018年,中科海鈉推出首款鈉離子動(dòng)力電池低速電動(dòng)車,2021年6月推出1MWh鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。在2021年8月,工信部回答政協(xié)提案時(shí)表示,將支持鈉離子電池加速創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化,并推動(dòng)鈉離子電池全面商業(yè)化。寧德時(shí)代更是推動(dòng)鈉離子產(chǎn)業(yè)再進(jìn)步,通過(guò)鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按比例混搭,通過(guò)BMS算法進(jìn)行不同電池體系控制,從而推動(dòng)鈉離子電池在動(dòng)力電池領(lǐng)域進(jìn)一步商業(yè)化。在工藝制造方面,寧德時(shí)代表示,鈉離子電池可復(fù)用改造鋰離子電池,設(shè)備、工藝、產(chǎn)線可以迅速切換,2023年將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2021年7月寧德時(shí)代發(fā)布首款鈉離子電池,電芯能量密度160Wh/kg,電池循環(huán)次數(shù)可達(dá)3000次,其優(yōu)勢(shì)在于鈉離子電池可以完全放空電量,且低溫下充放電性能較好。1)原材料豐富:現(xiàn)如今鋰,鈷,鎳等稀有元素整體相對(duì)鈉地表含量較少,鈉的地表含量達(dá)到2.75%是鋰的400倍,且資源分布極廣,不存在部分元素礦產(chǎn)以大規(guī)模進(jìn)口等因素存在限制。2)鈉離子電池性能方面:循環(huán)壽命,在量產(chǎn)產(chǎn)品已達(dá)到3000次;低溫性能,可在-40~80°C溫度區(qū)間正常工作,-20°C工況下容量保持90%;具有高倍率充放電特性,同等實(shí)驗(yàn)工況下,鈉離子電池充電時(shí)間是磷酸鐵鋰電池1/3時(shí)長(zhǎng);安全性高,實(shí)驗(yàn)工況下短路時(shí)發(fā)熱量小,熱失控溫度高于鋰電池、3)成本價(jià)格低:正極,材料價(jià)格對(duì)比鋰、鈷、鎳、錳都是價(jià)格低廉且來(lái)源廣泛。負(fù)極,可采用無(wú)煙煤前驅(qū)體,材料來(lái)源和成本對(duì)比現(xiàn)有石墨負(fù)極,都有一定優(yōu)勢(shì)。集流體,可采用鋁箔材料替換銅箔材料,鋁箔是銅箔價(jià)格1/3倍,成本和重量都有減少。4.3.3寧德時(shí)代M3P電池量產(chǎn),商業(yè)化進(jìn)程加速M(fèi)3P電池有效控制動(dòng)力電池成本。22年7月世界動(dòng)力電池大會(huì)上,寧德時(shí)代發(fā)言表示,公司研發(fā)的M3P電池已經(jīng)量產(chǎn),其能量密度高于磷酸鐵鋰電池,成本優(yōu)于三元鋰電池,預(yù)計(jì)在2023年推向市場(chǎng)。根據(jù)已披露信息,公司計(jì)劃推出的新產(chǎn)品M3P,準(zhǔn)確說(shuō)來(lái)不是磷酸錳鐵鋰,還包含其他金屬元素,公司稱之為磷酸鹽體系的三元,成本較三元下降,但仍然占據(jù)新能源車一定成本。我們推測(cè)M3P體系以磷酸鐵鋰橄欖石結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)晶格結(jié)構(gòu),通過(guò)摻雜鎂、鋅、鋁等金屬元素中的兩種,在部分鐵元素點(diǎn)位上形成替代,從而生成磷酸鹽體系的三元材料,以改善充放電容量及循環(huán)穩(wěn)定性。M3P的合成工藝建立在磷酸錳鐵鋰工藝基礎(chǔ)上,通過(guò)高溫固相反應(yīng)法、水熱合成法、共沉淀法合成,工藝成熟,適合批量生產(chǎn)。M3P材料成本顯著低于高鎳三元體系,在中低端車型擁有廣闊的應(yīng)用前景。寧德時(shí)代在會(huì)議上介紹,圍繞續(xù)航里程,在傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式上,寧德時(shí)代增加了三個(gè)不同的結(jié)局方案。對(duì)于1000公里以上續(xù)航里程的車型,寧德時(shí)代降低成本,采用麒麟+高鎳三元和低硅,同時(shí)滿足低溫和高性能要求。對(duì)于700公里左右實(shí)用型車型,寧德時(shí)代用M3P替代三元材料,結(jié)合麒麟電池。對(duì)里程需求低的經(jīng)濟(jì)型車型,寧德時(shí)代結(jié)合麒麟結(jié)構(gòu)與鈉離子電池,“在體積重量許可的情況下我們優(yōu)先向客戶推介鈉離子解決方案。4.3滲透整車動(dòng)力電池模塊設(shè)計(jì),帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)優(yōu)化4.3.1第三代CTP麒麟電池,新架構(gòu)設(shè)計(jì)滿足不同需求第三代CTP麒麟電池,兼容三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、M3P電池、鈉離子電池且成本可控。寧德時(shí)代于2022年6月23日發(fā)布第三代CTP-麒麟電池,該電池集成度創(chuàng)全球行業(yè)新高,體積利用率突破72%,能量密度255Gh/kg,提升整車?yán)m(xù)航達(dá)1000+公里,產(chǎn)品將于2023年量產(chǎn)上市,同時(shí)電池包可兼容磷酸鐵鋰電芯,能量密度可以達(dá)到160Wh/kg,從材料上配合下游不同車型使用不同電池組來(lái)達(dá)到成本可控。第三代CTP麒麟電池,擁有三大核心突破:
1)性能突破邊界:麒麟電池根據(jù)使用需求,將橫縱梁、水冷板、隔熱墊三部分架構(gòu)合一,集成為多功能彈性?shī)A層。夾層內(nèi)部采用微米橋連接裝置,配合電芯可在內(nèi)部自由伸縮,提升電芯匹配度,提升全生命周期可靠性。多功能彈性?shī)A層與電芯組裝的一體化能量單元,在整車垂直方向擁有更穩(wěn)定的受力結(jié)構(gòu),從而提高電池包的抗振、抗沖擊性能。2)結(jié)構(gòu)重塑空間:通過(guò)模擬仿真產(chǎn)品全生命周期應(yīng)用場(chǎng)景的設(shè)計(jì)邊界,,重塑底部空間,將電芯倒裝,頭部電極位置的結(jié)構(gòu)防護(hù)、高壓連接、熱失控排氣等結(jié)構(gòu)功能模塊進(jìn)行
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