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电气设备行业动力电池深度:从芯出发回归技术本源、聚焦发展主线-211012(99页).pdf

上传人: 半声 编号:53722 2021-10-13 99页 9.02MB

1、正极是电池发挥性能的基石之一,针对正极材料的开发十分关键。但材料的研制方向相对繁杂,有必要进行开发策略的梳理。在此章,我们从正极的理化本质着手,回答五个问题:(1)针对正极为什么要持续改性?(2)如何确定改性的方向?(3)改性后不同材料具备的核心优势是什么?(4)改性后材料仍然存在哪些不足?(5)具备技术竞争力的企业有哪些?我们认为,以能量密度为主要性能提升点的正极材料开发路径是主线。但同样要承认这是一个动态过程,期间依然有针对其他性能的改善,相对低比能的材料亦有应用价值。总体上,正极开发遵循产业化优先,体系兼容性优先的理念,能量密度将螺旋式上升:短期 1-2 年,高镍正极是较明确的开发及应用

2、方向:高镍正极能够提升比容,并且“去钴化”将降低成本。高镍正极是众多具有高比能潜力材料中,商业进展最快的类型。但动力 领域要求较好的综合性能,高镍正极开发仍需关注安全性等方面的改善;中期 3-5 年,富锂锰基、高电压正极等更满足比能要求:能量密度的提升在产业进程前期是重点的关注方面,但随着续航提升、电动车其他性能提高的诉求增强,未来并不会一味的追求比能。但同样要认识到,产业推进中比能提升不可或缺,中期看,高镍正极较难满足 350-400Wh/kg 以上的要求,而富锂锰基、高电压正极等类型具备更高的理论比能上限,因此是较好的研发选择,但还将遭遇其他组分如电解液匹配的问题;长期 8-10 年,无锂正极的应用将使体系发生较大革新:正极比容提升相比负极比容提升更为关键,从元素周期表看,右上方元素如 S、O、F、Cl 等具备提升比能的较大潜力,通过无锂正极+锂金属负极的体系革新,电池的性能将获得革命性的提高。但是无锂正极的开发意味着传统电池体系的较大变动,涉及负极、电解液等多组分和结构的改进。

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本文主要从动力电池的角度,探讨了电池技术的发展趋势和应用前景。文章首先指出,动力电池是新能源汽车的核心,占整车成本的30%-40%。电池性能的提升空间广阔,预计将呈现螺旋式升级,形成多元化的产品线。同时,电池的能力边界在扩大,开辟了新的储能场景和市场,形成倒锥形的发展格局。 文章进一步分析了电池材料的发展方向,包括正极、负极、电解质和隔膜的改进。正极的开发方向是高镍、富锂、高电压,负极的主要开发方向是低成本高比容,电解质和隔膜相对成熟,但仍有改进空间。固态电池被视为真正的技术突破,但产业化仍需逐步推进。 在电池结构创新和系统集约化方面,文章提出通过工艺精进可以加快电池系统能量密度和综合性能的提升。最后,文章指出中国电池龙头企业的全球竞争力,得益于高壁垒和本土市场优势。
动力电池性能如何实现螺旋式升级? 动力电池应用如何呈现倒锥形发展? 提升动力电池比能的主要技术路径有哪些?
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