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1、Revision:20250131012024-2025电池行业年度报告第1页电池报告 2024|1 行业|电池开发与制造方面的商业里程碑1 产业|2 学术|基础电池科学领域的学术性突破3 人才|行业从业人才的供需状况与相关洞察4 政策|政府的目标、激励措施、监管政策及其影响5 预测|我们认为未来12个月内可能出现的发展趋势电池年度报告总结了我们认为的过去一年电池行业最重要的发展动态。本年度报告旨在提供一个全面且易于理解的概览,涵盖电池行业的现状、研究进展、人才发展及政策动态。我们希望借此推动深入讨论,共同探讨电池技术的发展现状及未来发展趋势。我们在报告中考虑以下关键维度:Disclaimer
2、:Theviewsexpressedhereinaresolelythoseoftheauthors,andhavenotbeenreviewedorapprovedbyanyotherorganization,agency,employerorcompany.Theprimarypurposeofthisworkistoeducateandinform.TheContentisforentertainmentandinformationalpurposesonlyandyoushouldnotconstrueanysuchinformationasinvestment,financial,o
3、rotheradvice.Dataandinformationisfrompubliclyavailablesourcesandoftenself-reportedbythecompanies.Theauthorsdeclarenoconflictsofinterestinproducingthisreport.INTRODUCTION“电池是我们这个时代的核心技术”-经济学人第2页第3页本中文版报告由以下组织编写、翻译、校对与分发:能斯特未来新能源常州市电池技术协会未经允许不得转载和用于任何商业用途1INDUSTRY|电池报告 2024|致谢我们的会员与赞助者第4页Volta Foundat
4、ion是全球最大的电池专业人士网络。作为一个全球性的非营利协会,Volta Foundation出版刊物、提供网络机会和行业资源,以促进电池行业内的合作、创新和倡导。1 行业第5页电池报告 2024|1 行业|概述2024年是全球电池行业持续增长和适应的一年。全球xEV销量增长25%,达到1770万辆,其中BEV需求增长14%,而PHEV需求激增50%。中国的BEV首次达到了与化石燃料车辆的价格平价。这一里程碑的出现,正值中国在电动车市场渗透率方面继续引领全球,xEV占新车销售的45%。全球汽车制造商正在调整他们的战略,中国汽车制造商正在向欧洲和全球南方扩展,而一些传统OEM则削减了电动车目标
5、和投资。电池储能系统(BESS)十年继续获得动力,年增长率达到55%。电池储能系统(BESS)现在占总电池部署的15%,高于2020年的7%,突显其快速采用。2024年,新型电池储能系统的安装量单独贡献了当前累计全球容量150 GW/363 GWh的45%以上,突显了电池储能系统作为电池行业中最具前景和快速增长的领域之一的重要性。电池组层面的价格自2017年以来出现了最大幅度的下降,从2023年到达到了创纪录的$115/kWh,下降幅度为20%。全球电池制造能力从2024年初的1.05 TWh增加到1.45 TWh。电池供应链的产能过剩导致中国制造的磷酸铁锂电池价格降至不可持续的$40/kWh
6、,造成了内卷竞争和投资回撤。中国新的工业政策旨在逐步淘汰低质量产能,进一步加大了压力。对于在这一充满挑战的定价环境中航行的电池生产商而言,目前的战略重点包括降低成本、技术创新、垂直整合以及向海外市场多元化,以寻求更高的利润率。中国继续主导供应链,拥有超过80%的关键电池组件和电池。2024年的电池投资环境放缓,由于利率上升和地缘政治紧张局势,风险投资/私募股权交易减少。尽管增长得益于显著的债务融资和政府资金支持例如Northvolt ETT AB的50亿欧元绿色融资和美国能源部对BlueOval SK的96亿美元贷款但Northvolt的破产突显了该行业的风险,打击了投资者信心。公共市场表现参
7、差不齐,成熟的电池OEM因新产品发布而受益,而电动车初创公司、充电基础设施和锂公司股票表现不佳。美国能源部通过向25个项目投资超过30亿美元,支持该行业以增强美国国内电池生产和供应链。2024年的新兴技术趋势包括中镍高电压NMC和高压实密度磷酸铁锂正极的引入。在干电极加工、LxFP、硅碳负极和预锂化负极的商业化方面取得了显著进展,所有这些都旨在提高能量密度、降低成本和增强安全性。替代型电池化学体系,如钠离子、固态电池(SSB)、硫和锂金属,也在商业化方面取得了进展。值得注意的是,主要由中国制造商开发的钠离子和半固态产品,现已被整合到商业电动车和电池储能系统中。新颖的应用案例,如电动垂直起降、海
8、洋和数据中心,正在实现更高水平的技术成熟度。值得注意的是,人工智能(AI)正在迅速部署到整个价值链,从材料发现到车队数据分析,以加速这些技术的进步,并成为商业研发和创业能源的新焦点。行业概述第6页电池报告 2024|1 行业|1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第7页电池报告 2024|1 行业|Rivian聘请了前保时捷和苹果公司的Jonas Reinke来帮助推出R2和R3电动汽车平台。比亚迪在中国徐州斥资14亿美元建造钠离子电池工厂。智利
9、与SQM组建了国家控股实体,以控制国内锂生产。美国国家航空航天局和Archer Aviation合作开发eVTOL的先进电池技术。WEEK 1WEEK 1Northvolt筹集了50亿美元的债务融资,以扩建西方世界的第一座循环发电厂。中创新航宣布计划在葡萄牙建造一座22亿美元的锂离子电池工厂。WEEK 3WEEK 3WEEK 4WEEK 4挪威议会批准立法,允许公司申请许可证,在挪威北极28万平方公里的大陆架上勘探矿产。WEEK 2WEEK 21月重要事件来源:Volta Foundations This Week in Batteries Newsletter重要事件|一月第8页电池报告 2
10、024|1 行业|LG化学与通用汽车签署了价值190亿美元的正极材料供应协议。英国电动汽车注册量达到100万辆,当月销量增长21%。Cirba Solutions和EcoPro签署谅解备忘录,在北美生产正极前驱体和正极材料。WEEK 1WEEK 1大众汽车将在未来五年内在巴西再投资18亿美元。比亚迪推出1.5万美元的48千瓦时电动汽车,与化石燃料汽车展开价格战。WEEK 3WEEK 3WEEK 4WEEK 4中国组建了由宁德时代、比亚迪、中创新航、亿纬锂能、国轩、政府机构、大学、研究机构和资本合作伙伴等200多家成员组成的固态电池联盟,旨在到2030年推动固态电池的商业化。WEEK 2WEEK
11、 22月重要事件欧洲电池制造商ACC宣布完成44亿美元融资,以在欧洲建设3个电池厂。来源:Volta Foundations This Week in Batteries Newsletter重要事件|二月第9页电池报告 2024|1 行业|蔚来与宁德时代合作开发长寿命电池。比亚迪在印度的销量增长了314%,在印度市场推出了豪华电动汽车。沃尔沃汽车欧洲电动汽车销量同比增长31%。雷诺将在售后提供再制造的驱动器和电池,并计划让客户能够在新的原装零件和再制造部件之间进行选择。WEEK 1WEEK 1SK On宣布计划从2026年开始大规模生产磷酸铁锂电池。比亚迪推出了由30千瓦时磷酸铁锂刀片电池供
12、电的超低成本(0.97万美元)电动汽车。WEEK 3WEEK 3WEEK 4WEEK 4Rivian推迟了在佐治亚州耗资50亿美元的电动汽车工厂建设。WEEK 2WEEK 23月重要事件来源:Volta Foundations This Week in Batteries Newsletter重要事件|三月第10页电池报告 2024|1 行业|AM Batteries和Zeon合作开发了具有新型粘合剂的干电池电极。LG新能源和通用汽车的合资企业在田纳西州的第二家美国电池厂开始生产。宁德时代推出新的天行电池,保修100万英里,使用寿命15年。宁德时代推出205 Wh/kg的神行PLUS磷酸铁锂电
13、池,能够在4C下充电,续航里程为“1000公里”。WEEK 1比亚迪宣布计划今年推出下一代刀片电池,将LFP的比能量密度(SED)从140 Wh/kg提高到190 Wh/kg。LG新能源将授权电池专利以阻止技术侵权。WEEK 3WEEK 4宁德时代推出了一款“五年零衰退”的“天恒”固定式蓄电池,其磷酸铁锂电池容量为430 Wh/L,总容量为6 MWh。WEEK 24月重要事件来源:Volta Foundations This Week in Batteries Newsletter重要事件|四月第11页电池报告 2024|1 行业|Lyten开始向包括Stellantis和其他公司在内的汽车原
14、始设备制造商运送锂硫A样品电池。SES和现代起亚进入B样品资格认证阶段。Factorial和LG化学签署谅解备忘录以开发固态电池。通用汽车在堪萨斯州投资3.9亿美元用于下一代雪佛兰Bolt电动汽车生产。WEEK 1WEEK 1韩国计划斥资70亿美元推动电动汽车电池产业从中国转移。拜登政府上调了部分中国进口商品的关税,包括电动汽车关税从27.5%跃升至102.5%。WEEK 3WEEK 3WEEK 4WEEK 4Ion Storage Systems委托美国最大的固态电池制造工厂之一来生产制造。WEEK 2WEEK 25月重要事件来源:Volta Foundations This Week in
15、 Batteries NewsletterTulip Innovation推出基于LG 新能源和松下新能源锂离子电池技术的新专利许可计划。重要事件|五月第12页电池报告 2024|1 行业|EnerVenue将为镍氢电池项目筹集5.15亿美元。中国计划投资60亿人民币,在政府主导的项目中开发固态电池。吉利推出改进的“短刀”磷酸铁锂电池。国轩和InoBat公司将斥资12.9亿美元建造斯洛伐克电动汽车电池厂。WEEK 1Verkor获得了超过14亿美元的绿色贷款,以完成其在法国北部的工厂。亿纬锂能推出了充电率为6C的圆柱电池。WEEK 3WEEK 4宝马取消了与Northvolt签订的20亿美元电
16、池合同。WEEK 26月重要事件来源:Volta Foundations This Week in Batteries Newsletter重要事件|六月第13页电池报告 2024|1 行业|Addonics在GM Ventures领投的B轮融资中筹集了3900万美元。大众汽车宣布计划向Rivian投资总计50亿美元,初始投资为10亿美元。Sila Nanotechnologies在Sutter Hill Ventures领投的G轮融资中筹集了3.75亿美元。LGES宣布在韩国新建4680生产线,于第三季度/第四季度开始大规模生产,产能为8GWh。WEEK 1比亚迪将在土耳其建造10亿美元的电
17、动汽车工厂,该工厂每年将能够生产15万辆电动汽车和混合动力汽车。WEEK 3WEEK 4Peak Energy筹集了5500万美元的A轮融资,以扩大钠离子电池的生产。WEEK 27月重要事件土耳其宣布投资50亿美元用于电动汽车生产,45亿美元用于电池生产。来源:Volta Foundations This Week in Batteries Newsletter重要事件|七月第14页电池报告 2024|1 行业|Northvolt关闭其子公司Cuberg并撤出美国。优步与比亚迪合作,为10万名司机提供更低的电动汽车价格和融资。宝马将建立五个新的高压电池组装基地。梅赛德斯-奔驰韩国公司在电动汽车
18、火灾事件后披露了Farasis供应的电池问题。WEEK 1Natron Energy宣布在北卡罗来纳州投资14亿美元建设超级工厂。大众汽车缩减了在欧洲和北美的电池工厂计划。WEEK 3WEEK 4宁德时代对电动垂直起降飞机峰飞航空进行战略投资。WEEK 2来源:Volta Foundations This Week in Batteries Newsletter8月重大事件重要事件|八月第15页电池报告 2024|1 行业|宝马与REDWOODS建立合作伙伴关系,在美国回收锂离子电池。24M以13亿美元的估值完成了8700万美元的E轮融资。日本将为国内电动汽车电池生产提供高达24亿美元的新支持
19、,支持丰田、日产、马自达和斯巴鲁的电动汽车计划。通用汽车宣布其电动汽车可以使用NACS(北美充电标准),获得17800辆特斯拉超级充电站的使用权。WEEK 1梅赛德斯-奔驰与Factorial 合作开发450Wh/kg的固态电池。宁德时代表示2023年的研发支出达到26亿美元,雇佣了2.1万名工程师。WEEK 3WEEK 4美国能源部将向25个电池制造行业项目授予30亿美元,其中包括Group14、South32、Mitra Chem和Form Energy。WEEK 2来源:Volta Foundations This Week in Batteries Newsletter9月重大事件重要
20、事件|九月第16页电池报告 2024|1 行业|力拓以67亿美元收购Arcadium Lithium。特斯拉计划在2026年推出4款新电池,包括其自动驾驶出租车的电池。Enovix开始从其马来西亚工厂的敏捷生产线运送电芯样本。Lyten投资超过10亿美元在内华达州建造世界上第一座锂硫超级工厂,年产能高达10 GWh。WEEK 1通用汽车将取消“Ultium”品牌,将使用的电池类型从三月圆柱电池扩展到磷酸铁锂和方壳电池。印尼与宁德时代成立合资企业,投资12亿美元用于电池生产。WEEK 3WEEK 4Form Energy完成了4.05亿美元的F轮融资,使其融资总额超过12亿美元。WEEK 2来源
21、:Volta Foundations This Week in Batteries Newsletter10月重大事件重要事件|十月第17页电池报告 2024|1 行业|Lyten从Northvolt旗下的Cuberg购买用于制造的资产。比亚迪的季度销量首次超过特斯拉。沃尔沃将收购Northvolt电池合资公司。宁德时代宣布推出第二代钠离子电动汽车电池,工作温度低至-40C。WEEK 1宁德时代在固态电池项目中增加了1000名新的研发人员,开始试生产20Ah样品。Northvolt申请破产;斯堪尼亚贷款其1亿美元用于破产程序。WEEK 3WEEK 4比亚迪在中国电动汽车被征收100%关税的情况
22、下,对加拿大的扩张计划踩下了刹车。WEEK 2来源:Volta Foundations This Week in Batteries Newsletter本田为其专有的固态电池技术开设了一家示范工厂。11月重大事件重要事件|十一月第18页电池报告 2024|1 行业|通用汽车将其在密歇根州兰辛市一家电池厂的股份出售给其合资伙伴LGES,同时他们扩大了技术合作伙伴关系。Stellantis首席执行官Carlos Tavares因美国销售额下降而提前辞职,但没有任命继任者。比亚迪推出基于该公司长刀片电池技术的钠离子电池储能电池。美国能源部宣布向FCA和Stellantis的合资企业StarPlus
23、 Energy提供70亿美元的有条件承诺,在印第安纳州建造一座电池工厂。WEEK 1Stellantis和宁德时代将投资43亿美元在西班牙建造一座磷酸铁锂工厂进行生产。现代宣布到2025年底生产固态电池,并计划到2030年大规模生产。WEEK 3WEEK 4Coreshell推出商业规模的60安时电池;采用低成本冶金硅与磷酸铁锂正极相结合的技术。WEEK 2来源:Volta Foundations This Week in Batteries Newsletter12月重大事件重要事件|十二月第19页赞助内容电池报告 2024|第20页电池报告 2024|1 行业|1 行业概述重要事件行业价值
24、链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第21页1 行业|电池报告 2024|正极活性材料材料加工电芯组件电芯制造系统组装回收原材料电解质与隔膜负极活性材料锂化学品天然石墨开采石墨合成与加工镍、钴化学品和前驱体材料镍、钴矿开采锂矿开采电芯汽车主机厂储能回收行业价值链|电池制造|大型公司*截至2024年12月的估计现有企业和/或上市公司(市值/估值超过10亿美元)*第22页1 行业|电池报告 2024|行业价值链|电池制造|初创企业和小型公司锂金属、电解质、隔膜负极活性材料材料
25、加工电芯组件电芯制造系统组装回收原材料锂矿开采镍、钴矿开采天然石墨开采锂化学品镍、钴化学品正极材料前驱体石墨其他电池化学品正极活性材料极片锂离子钠离子固态与锂金属*截至2024年12月的估计初创公司和/或小型公司(估值超过3000万美元)*第23页1 行业|电池报告 2024|材料加工电芯组件电芯制造系统回收行业价值链|电池制造|初创企业和小型公司正极活性材料锂化学品锂离子(固态)电解质石墨正极材料前驱体其他组件固态工艺技术其他电池概念负极活性材料初创公司和/或大学衍生企业第24页1 行业|电池报告 2024|行业价值链|价值链过剩过剩对生存构成挑战:l 在中国,电动车和工业补贴已被缩减,新行
26、业标准旨在淘汰低质量产能l 这导致市场拥挤,供应链多个环节竞争激烈,价格战屡见不鲜,一些公司在没有订单的情况下仍在生产l 在其他行业,例如光伏行业,这个故事最终导致了一波整合l 在世界其他地区,产能投资已超出当地需求,许多投资现在被取消、削减或推迟中国制造商有3个战略选择:1.在国内拥抱成本竞争,降价以保持市场份额2.专注于技术创新和供应链效率,以优化产品的成本和价值3.向海外扩展,那里竞争较少,有机会最大化利润以抵消国内利润缩减供应链的产能过剩导致了激烈的竞争和投资的回撤2024年中国部分行业的需求、生产和产能来源:Content&analysis provided courtesy of
27、CRU Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.此处所指“需求”包含出口在内。材料与电芯的生产到其最终应用之间存在时间延迟。所有数据均已四舍五入至最接近的50单位。2024年12月的数据为部分预估。第25页1 行业|电池报告 2024|来源:Content&analysis provided courtesy of 1 CRU Group(Distinguished Partner),2 BloombergNEF(Distinguished Partner);上图显示按所有权划分的产量;下图显示按地区划分的
28、产能。行业价值链|谁拥有供应链中国没有显著的电池原材料地质储量,但公司已投资海外运营和国内加工产能这表现为在中游化学中间体和活性材料领域的主导地位垂直整合既是战略优势,也是成本优势尽管美国FEOC规则促使一些企业减少其在中国的所有权比例,但许多非中国的上游和中游项目在2024年被削减,整体情况未发生变化中国的供应链主导地位导致了激烈的竞争环境,挤压了非中国生产商中国对供应链的控制超越了其国界12第26页1 行业|电池报告 2024|来源:Content&analysis provided courtesy of Cru Group(Distinguished Partner).For more
29、 information,visit https:/.GPM=gross profit margin.Box plot displays where 50%of the data points fall.行业价值链|战略重点中国制造商正在追逐海外利润和LFP市场潜力主要中国电池/正极前驱体生产商的当前战略重点海外销售对中国生产商来说显著更有利可图电池制造商从储能系统中获得更高利润,但正极材料前驱体在承担损失电池生产商 通过技术许可模式减少在美国市场的审查 与OEM在长期技术路线图上加强合作 开发储能、插电式混合动力车和商用车市场的产品 快速充电技术 通过化学体系和结构变化提高能量密度 财政支持
30、供应商以确保高科技材料正极前驱体生产商 在海外建设试点生产线以吸引OEM和电池客户 从待重新开发场地收购现有项目和环境许可证 传统三元材料生产商尽管利润低,仍在多元化进入磷酸铁锂 扩展金属精炼业务以消耗原材料 高压实密度LFP正极材料 适用于BEV和PHEV的中镍高压正极材料 超高镍正极材料前驱体用于固态电池 继续磷酸锰铁锂开发第27页1 行业|电池报告 2024|来源:Content&analysis provided courtesy of Cru Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.行业价值链|战
31、略重点韩国公司在电池供应链中的角色长期:专注于垂直整合,扩展至磷酸铁锂体系和储能系统,平衡与美国和中国的关系短期:在盈利能力和市场份额下降的情况下降低增长预期韩国公司一直依赖美国的IRA通货膨胀削减法案来支撑他们的利润韩国供应的纯电动汽车在竞争中落后于中国对手加速垂直整合将正极材料前驱体生产带回国内多样化技术组合平衡美国要求和中国合作第28页1 行业|电池报告 2024|来源:Content&analysis provided courtesy of Cru Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.行业价值
32、链|区域多样化亚洲制造商正在调整他们的战略,以捕捉海外市场,在这些市场中他们可以获得更高的利润欧洲和北美正在努力培育国内供应链,同时采取政策以减少对中国的依赖更高的成本和投资风险正在阻碍更大规模的海外投资因此,供应集群正在聚集在被视为低成本、低风险国家如韩国、摩洛哥和印度尼西亚,以供应主要市场集成供应链集群形成的地方机会风险中国以外主要新兴供应链集群第29页1 行业|电池报告 2024|来源:Content&analysis provided courtesy of Cru Group(Distinguished Partner).For more information,visit http
33、s:/.Profit margin data from CRUs compilation of company reports.行业价值链|盈利能力盈利能力在价值链中重新分配上游矿业和精炼商的利润在2024年显示出显著的差异,因为价格达到了边际生产者的成本水平。电池生产商继续从原材料价格下跌中获益。虽然垂直整合的中游生产商可以利用矿业和精炼的利润来降低每单位电池管理系统的价格,但非整合生产商正因三元材料的需求放缓和出口客户减少而遭受损失,市场份额正在下降。他们越来越多地沦为收费角色,利润由电池制造商设定。磷酸铁锂生产商,尤其是非整合的,因激烈的竞争和电池生产商的强大议价能力而遭受更高的损失。中
34、国的电池管理系统和电池生产商通常比中国以外的公司拥有更高的利润率,原因在于其成本竞争力。非集成中游生产商面临盈利挑战2024年第二季度毛利率及同比变化,%第30页电池报告 2024|1 行业|行业价值链|收购与整合2024年见证了显著的行业整合与收购,推动因素包括公司退出市场、在财务困境中寻求买家、进入新领域、扩展关键材料的供应链或提升生产能力。小松收购American Battery Solutions力拓以67亿美元收购Arcadium Lithium,以增强其锂业务。沃尔沃汽车通过行使Northvolt的赎回权完全收购Novo Energy。UltraLIFE收购Electrochem
35、Solutions,以加强医疗/工业解决方案。PureLithium收购Dimien资产,专注于钒正极材料。EnerSys收购Brentronics以生产军用和工业电池。Arcadium Lithium以1100万美元收购Li-Metal的知识产权和实物资产。沃尔沃收购Proterra的电池部门以增强电池组制造/组装能力。Enerpoly收购Nilar以提升锌离子电池生产能力,利用Nilar的生产线。LionVolt收购AMTE Power在苏格兰的电芯生产线。收购与整合第31页1 行业|电池报告 2024|注意:非详尽列表行业价值链|公司破产在2024年,电池行业面临重大财务挑战,导致几起显
36、著的破产和重组。多个因素导致来自中国的系统价格和性能下降,包括日益困难的西方国家的产能建设和投资环境的挑战。在可扩展性和其锌-溴流电池技术的成本以及锂离子电池的竞争力方面面临困难供应链问题,生产延迟和召回他们的Ocean车辆生产障碍,需求不足,以及与大型EV制造商竞争的困难,重新品牌为Nu Ride 在扩展运营方面的财务压力导致关闭运营。高生产成本,质量问题,专业劳动力的获取,以及电池市场的竞争(见深入分析)某些电池产品的需求下降和高债务水平=重组申请破产,指责筹资环境严峻和受阻的扩展制造计划。在魁北克获得债权人保护,并预计将在美国申请破产保护在2023年申请破产并于2024年因资金不足、战略
37、规划不当和缺乏经验而解散。转型为数据中心。因财务不稳定,官僚障碍,缺乏技术合作伙伴关系和规划而失败。公司破产第32页1 行业|电池报告 2024|行业价值链|公司破产解读Northvolt破产程序的时间线来源:Bloomberg,company releases,Debtwire债务结构估算来自彭博社(2024年1月19日)及公司公告。(1)non-recourse indicates that in the event of default at the entity level,the lender do not have the authority to pursue collatera
38、l from the parent company(Northvolt AB);(2)Per of the 2023 annual report filing;(3)Northvolts flagship battery gigafactory located in Skellefte,SwedenNorthvolt AB于11月21日申请破产保护。公司仍在运营,利益相关者继续努力寻求解决方案宝马取消了价值20亿欧元的电池订单宣布对业务进行战略审查Northvolt的子公司ETT扩展(3)申请破产$3亿由未披露的投资者提供给Northvolt AB作为救助融资,以便给公司更多时间稳定North
39、voltAB申请破产。流动性状况变得严峻,仅剩几周的流动资产彼得卡尔森辞去首席执行官职务$1亿获得的债务人持有融资高盛资产管理公司注销$9亿对Northvolt的投资任命马库斯丹格尔迈尔为NorthvoltETT的首席执行官市场营销中期融资以在重组后提供资金支持。Northvolt的股东投票继续运营,同时寻求财务救助挪威水电公司购买Northvolt的电池回收商的剩余股份2024年6月11月7月10月2025年1月12月Northvolt AB$50亿无追索权PF绿色贷款(1)NorthvoltETT ABNorthvolt ETT Expansion AB 20个其他实体Northvolt
40、Drei来自德国政府的9亿欧元补贴无追索权/有限追索权补贴公司 结构实体融资其他股权所有权(2)债务结构(2)第33页1 行业|电池报告 2024|来源:Northvolt Sustainability Reports 2022 and 2023,Northvolt Production Numbers行业价值链|案例研究:NorthvoltNorthvolt启动回收计划3个工厂在开发中Ett建设RevoltHydrovoltAurora首个电池下线NOVOFemDrei首个客户交付*2023年后未报告收入或现金流数据电池系统CubergSix钠离子宝马 20亿订单被取消Ett生产延迟Ett工
41、厂爆炸Northvolt在一个知识受限和资本密集的行业中的雄心勃勃的扩张战略暴露了关键失误:对核心业务领域缺乏关注导致资源过度分散和运营效率低下。每轮融资都伴随着新的项目或产品发布,进一步稀释了关注点并加大了能力压力。严重的劳动力短缺加剧了挑战,只有200名员工在管理三个正在开发的工厂。从2024年开始,利率上升的贷款结构要求严格执行,但由于竞争优先事项和劳动力支持不足而受到阻碍。Northvolt财务和生产执行问题第34页1 行业|电池报告 2024|来源:Northvolt sustainability reports 2022,and 2023,and PitchBook.Exchang
42、e rate on March 10,2021 1 SEK=0.11791 USD行业价值链|案例研究:Cuberg收购直到现在,由于缺乏购买价格披露,Northvolt收购Cuberg的影响一直难以评估:购买价格(“现金折价”)为1120万美元现金,包括债务承担(“免除票据”)的1480万美元,其中360万美元为债务。股权(“以公允价值发行的股份”)和收益支付(“收益支付”)为非现金对价。2021年的年化现金损失为690万美元,员工人数为56人。从2021年到2024年,Northvolt因收购Cuberg而产生的总现金损失预计为7800万美元,该收购在破产公告前几个月已关闭。Cuberg未
43、能交付可行的商业产品,未能成为该类别电池的领导者;Cuberg未能兑现为现有设施和设备提供即插即用锂金属生产线的承诺;Cuberg未能在其先进的研发计划中为Northvolt的更广泛运营提供支持。Cuberg 本可以在 Northvolt 的运营成功中发挥重要作用,但在破产前是早期的牺牲品。第35页1 行业|电池报告 2024|行业价值链|案例研究:英国电池公司Britishvolt:未能达到里程碑=缺乏投资成立于2019年,Britishvolt公司的超级工厂计划因公司低估了资本支出和投资者的需求而被搁置。最初的计划是在英国诺森伯兰建造一座30GWh的工厂,并获得了包括来自英国政府的1亿承诺
44、在内的25亿美元资金承诺。创始人没有电动车经验,并未在2021年公司动工时确保完成诺森伯兰工厂所需的38亿资金。未能达到里程碑和过度支出导致资金困难:建设于2022年8月暂停,英国政府在2022年10月拒绝提前拨付3千万的资金。英国电池公司于2023年1月进入管理,随后在下个月被澳大利亚的Recharge Industries收购。2024202220212024年4月,重启工厂建设的计划失败,诺森伯兰地区的工厂以1.1亿出售给了美国私募股权公司黑石集团,将被重新开发为数据中心。2023来源:Linked above to various news articles第36页1 行业|电池报告
45、2024|来源:Linked above to various news articles行业价值链|案例研究:VARTAVARTA AG批准了一项财务重组计划,获得了保时捷的投资这家成立130年的德国公司负债累累,并于2024年6月根据德国公司稳定法(StaRUG)开始财务重组Varta生产多种电池技术,市场需求有所下降,但该公司的子公司V4Drive生产用于一些保时捷车辆的大型锂离子电池由于重组,公司的股票在法兰克福证券交易所以零价值退市,且其4.85亿债务减少至2亿公司的一位长期投资者和保时捷股份公司投资了6000万,后者获得了Varta AG 50%的股份和V4Drive子公司70%的
46、股份第37页赞助内容电池报告 2024|第38页电池报告 2024|1 行业|1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第39页电池报告 2024|1 行业|电池领域的投资涉及多个细分市场,这些市场包括化学材料、生产设备、软件以及电池制造工厂等。至2024年,若干关键趋势已逐渐显现:融资环境放缓在2024年,风险投资(VC)与私募股权投资(PE)的筹资活动呈现出减缓的趋势,这一现象主要归因于大规模融资轮次(megarounds)数量的下降。相比之下,
47、在2020年至2023年期间,大规模融资轮次曾是市场活动的主要特点。基础设施的公共和私人资金来源大规模的债务融资和赠款支持了电池基础设施的增长。2024年值得关注的债务融资包括:NorthvoltETT AB在1月的50亿欧元绿色债券发行、Verkor在5月的13亿欧元债券发行,以及ACC在2月的44亿欧元债券发行。此外,政府贷款和赠款计划继续为资本密集型投资提供优惠条件。值得关注的交易包括美国能源部(DOE)向BlueOval SK提供的96亿美元贷款、欧盟向ProLogium提供的15亿欧元赠款,以及德国政府/欧盟向Northvolt Drei提供的9亿欧元补贴。宏观经济趋势与近期发展至2
48、024年,电池产业的投资格局显著受到宏观经济因素的影响,这些因素包括现行的利率环境、政府政策支持以及地缘政治的紧张局势。随着行业增长速度的减缓,企业高层管理团队更加注重资产负债表的稳健性,这导致了利润表(P&L)表现的不振,进而使得公司层面的紧张状况逐渐显现。投资环境概述金融|投资趋势|投资格局来源:https:/dealroom.co/guides/fbc-uk-battery-study-2024(1)截至7月4日年化风险投资资金金额风险投资轮次数(1)(1)第40页电池报告 2024|1 行业|2022年的筹资活动显著增加,为专注于气候领域的投资引入了大量未分配资金(即“闲置资金”)。从
49、2022年至2024年上半年,闲置资金的持续增长揭示了投资者筹集资金的速度超过了他们实施气候投资的速度,这主要是由于气候基金在推出新基金时吸引了更多的资金。至2024年第三季度,闲置资金达到了930亿美元的顶峰。然而,到了2024年第四季度,环境发生了转变,投资者开始以高于筹集资金的速度来部署资本。投资者在资金配置的节奏上出现了减缓,2022年基金在两年的时间里仅投入了其资本的43%,相比之下,2020年同期的基金资本投入率达到了60%。近期的基金汲取了过往投资的教训,因此在选择投资项目时表现得更为审慎,并且实施了更为严格的尽职调查程序。内容与分析由Sightline Climate(杰出合作
50、伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/ Powder)及新增资产管理规模(AUM),2021-2024年至今(单位:10亿美元)。第41页电池报告 2024|1 行业|在不包括储能领域的前提下,电池技术的投资额同比减少了74%,原因是能源和交通行业的电池相关投资被优先考虑分配给了核能和航空等其他领域。宏观经济和政策的不确定性进一步抑制了投资情绪,这包括美国通胀削减法案(IRA)资金的发放延迟、全球政治的不确定性以及资本成本的上升。内容与分析由Sightline Climate(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/ 电池技术风险投资与过往的繁荣时期相比,2024年的融资
51、环境更倾向于资本效率和以里程碑为导向的融资方式,众多后期融资轮次融合了风险投资、政府补贴以及债务融资。按行业分类的电池技术投资按阶段分类的电池技术投资第42页电池报告 2024|1 行业|金融|投资趋势|电池累计投资内容与分析由Sightline Climate(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/ 2024|1 行业|至2024年,储能领域的投资实现了显著的复苏,与前一年相比增长了184%。这一增长主要得益于电网加固需求的上升以及国家容量计划的慷慨激励措施,这些计划激励了储能设备的安装。内容与分析由Sightline Climate(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问
52、https:/ 2024|1 行业|内容与分析由Sightline Climate(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/ Energy就超过12亿美元)。长时储能(LDES)及非锂化学储能(如液流电池和钠离子电池)逐渐受到关注,同时在制造和供应链本地化方面的投资也在增加。对长时储能的兴趣增加主要是因为锂离子电池在电网加固应用中面临挑战,尤其是在需要超过10小时放电的场景中。第45页电化学储能移动储能机械储能电池储能储能-非特指电池报告 2024|1 行业|企业类别传统电池企业锂矿企业电池初创公司电动汽车初创公司(2)充电设施(1)关键驱动因素在2024年,电动汽车主机厂(EV
53、OEMs)对电池的需求增长呈现缓慢态势,且表现出对混合动力电动汽车(Hybrid EVs)的偏好。尽管如此,新型电池产品的问世激发了行业的乐观情绪,这些产品具有更高的能量密度和更低的成本自年初以来,锂精矿(LCE)的现货价格已下降约30%。由于锂需求的疲软,矿产商纷纷削减资本支出(CapEx)计划,以调整其利润表(P&L)电 池 制 造 企 业 的 资 本 性 支 出(CapEx)相对较高,同时客户采购合同条款存在一定的不确定性在电动汽车市场需求低迷的背景下,尚未实现盈利的转折点,同时遭遇经营上的挑战。充电桩利用率低,存在不可预见的维护问题,且用户体验不佳。代表企业公募市场表现电动汽车(EV)
54、的需求持续受限,持续对电池公司在公共市场的表现产生负面影响。来源:CapIQ(2025年1月1日)指数按市值加权。(1)2024年8月,Tritum被Exicom收购;(2)Fisker于2024年3月退市金融|公共市场|2024年表现(自2024年1月1日起的百分比变化)传统电池企业电池初创公司电动汽车充电电动汽车初创公司锂矿企业第46页电池报告 2024|1 行业|SPAC表现来源:CapIQ(2025年1月1日)(1)2023年1月,宣布壳牌将收购Volta(2)2023年11月,普罗特拉出售给沃尔沃和凤凰汽车(3)2024年8月,Allego被Meridiam收购(4)2024年12月
55、,Lion Electric CCAA重组过程正在进行中(1)(2)(3)电动汽车行业的增长势头减缓、管理层发布的业绩指引未能满足预期,以及巨额的资本开支,对电池领域SPAC的市场表现产生了不利影响。除了一家公司之外,监测范围内的所有电池相关股票交易价格均低于10美元的面值。相较于标普500指数,这些被追踪的SPAC公司在2024财年的整体表现下跌约33%,而同期标普500指数则实现了约23%的增长。20202021202220242023(4)(相对于面值的表现)金融|公共市场|特殊目的收购公司(SPAC)表现第47页电池报告 2024|1 行业|金融|交易|2024年主要交易稀释性非稀释性
56、注:方框的大小是按照2025年1月1日的汇率将其他货币换算成美元后得出的。该列表并未涵盖2024年的所有交易(1)截至2024年9月8700万美元8200万美元|九月50亿欧元|一月22亿美元|一月13亿欧元五月9.5亿美元二月9.02亿欧元一1月5.57亿英镑五月4.3亿美元十二月4.05亿美元十月3.75亿美元 六月2.25亿美元|一月2亿美元|九月1.65亿欧元|八月1.62亿美元二月1.45亿美元二月1.36亿美元六月1.07亿美元二月100欧元|三月$100百万|八月8000万美金|九月7800万美元7500万美元3.18亿美元|10月4.91亿美元十月11亿美元三月30亿美元(1)
57、美国能源部联邦资金96亿美元|十二月44亿欧元|二月2024年选择稀释性和非稀释性交易7500万美元7300万美元第48页电池报告 2024|1 行业|来源:TechCrunch(1)截至2024年9月(2)美国能源部在2025年1月宣布向瑞维安提供69亿美元美国能源部(DOE)在电池技术领域的联邦资金支持金融|交易|联邦资金电池价值链中美国能源部的选择性贷款(1)5000万美元5000万美元5500万美元1.25亿美元1.5亿美元6700万美元2亿美元1.5亿美元1亿美元SKI美国公司1.5亿美元1.45亿美元1.26亿美元5000万美元5500万美元2.25亿美元1.24亿美元1亿美元1.
58、66亿美元1亿美元6000万美元2亿美元1.5亿美元SWA锂2.25亿美元1.66亿美元1.98亿美元截至2024年9月,美国能源部(DOE)已向电池技术领域投入超过三十亿美元的资金,资金形式包括拨款和贷款。政府所提供的拨款与贷款对整个电池供应链起到了支持作用,涵盖了从矿产开采至电池回收的各个环节。2024年,美国能源部最大的一笔资金支持是在12月末向BlueOval SK公司提供的,金额高达96亿美元(2)。截至2025年1月,已逾160家来自不同领域的美国能源部申请者,寻求超过2000亿美元的贷款资金。原材料分离与加工组件制造电池制造回收第49页电池报告 2024|1 行业|私募资本市场投
59、资者金融|私募资本市场|引言自2021年1月起,超过300家专注于早期风险投资、企业风险投资、成长型股权投资、基础设施投资以及私募股权的基金机构,共同管理着超过1500亿美元的气候相关私募资产(AUM)。(1)(1)Sightline Climate(杰出合伙人)。如果要了解更多信息,请访问 https:/ VenturesSyensqo 风险投资第50页电池报告 2024|1 行业|过去四年风险投资和企业风险投资基金的募资情况内容和分析由Sightline Climate(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问 https:/ 2024|1 行业|过去四年成长型股权投资/私募股权和基础设施
60、基金领域的募资情况金融|私募资本市场|增长股权/私募股权和基础设施基金自2021年至2024年,气候资本结构逐步趋于成熟,资金阶段的专业化与多样性持续增强。早期基金逐步实现整合,成长型基金与基础设施基金亦显著扩展。目前,市场由价值560亿美元的可部署资金引领,主要关注低风险、成熟的技术,这反映出资本配置正向更加纪律化和战略化的方向转变。这种在各个阶段不断增长的复杂性,确保了更健全的气候技术生态系统,能够应对更广泛的技术和可扩展性挑战。2021202220232024(1)2021202220232024(1)内容和分析由Sightline Climate(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访
61、问 https:/ 2024|1 行业|金融|私募资本市场|2024年新基金募集2024年新设立的基金注意:美元与欧元的转换率为2025年1月1日于2024年宣布的,旨在气候与能源转型领域的资本配置额度超过了400亿美元,共计96只新基金成立,相较于2023年创下的历史记录,减少了6%。(1)12亿美元一月投资于气候基础设施3.35亿美元一月早期成长阶段的气候领域15亿美元二月低碳基础设施100亿美元二月全球能源转型基金11亿欧元二月专注于数字化和脱碳3亿美元二月气候技术领域27亿美元八月投资于电力和能源基础设施2.4亿美元九月可持续基础设施13.7亿美元十一月可再生能源、电网和数据中心5亿美
62、元十月气候领域的基础设施解决方案7亿欧元十月投资于脱碳解决方案3亿美元十月专注于气候科技公司49亿美元十月专注于气候科技领域50亿美元九月新兴市场气候基金14亿美元四月投资于气候首发基金3.06亿美元四月投资于深度科技和硬件初创公司3.85亿美元四月气候创新领域30亿欧元三月投资于气候和健康领域3.05亿美元五月脱碳解决方案3.5亿欧元一月投资于科技和气候初创公司7亿欧元七月脱碳和可持续解决方案(1)Sightline Climate(杰出合作伙伴)。欲了解更多信息,请访问 https:/ 2024|1 行业|注意:资金数字截至2024年1月金融|私人资本市场|聚焦2023年大型基金2023年
63、大型基金私募资本公告关闭/发布2023年春季2023年夏季2023年冬季2022年春季2023年夏季2023年夏季2023年春季2023年基金规模$40亿N/A$10亿$73亿$15亿$7亿$10亿委托协议 投资于多元化的全球收益和混合投资组合 专注于脱碳作为总体主题而不是特定资产类别 旨在解决资本市场在气候和转型融资方面存在的重大缺口 投资范围包括扩展电池技术、电动汽车车队电气化和电动汽车充电、农业和钢铁脱碳 该基金的主要针对“气候”,包括交通、食品和工业等部门的脱碳项目进行投资 专门为新兴和发展中市场配置资本 支持 COP28 行动议程的四大关键议题:能源转型、工业脱碳、可持续生活和环保技
64、术 投资于能源转型、绿色交通、可持续燃料和可持续分子以及碳解决方案 对创新气候解决方案的成长阶段投资 基金的绩效费取决于实现温室气体减排目标的能力重点关注能源、交通、工业和建筑等难以减排的行业,以便在未来十年实现大幅减排l为推动/促进可再生能源增长、交通电气化、能源和资源高效利用以及碳排放管理/减少的公司提供成长资本l专注于能源转型中的实物资产l专注于对成长阶段公司的投资,这些公司将寻求共同避免或消除地球大气中十亿吨二 氧 化 碳 当 量(CO2e)的排放全球气候新兴市场转型清洁能源转型于2023年,规模达到或超过5亿美元的大型基金,在基金总数中的占比大约为19%,然而在总资产管理规模(AUM
65、)中的占比却高达约70%。1GT气候基金第54页电池报告 2024|1 行业|筹集金额(1)$40亿$30亿N/A$50亿(2)$15亿$7亿$7.5亿(3)基金投资一年后,2023年最大的气候基金开始谨慎地部署资本。(2)代表TPG Rise Climate Fund II(3)目标为$10亿,最终筹集$7.5亿金融|私人资本市场|聚焦2023年大型基金全球气候新兴市场转型清洁能源转型来源:新闻稿,Sightline Climate(杰出合作伙伴);(1)一些基金规模已根据之前公布的金额进行调整1GT气候l重新品牌定位为催化转型基金。l目标是筹集50亿美元资金。基金2与电池相关的投资图例仍在
66、筹款https:/www.bnnbloomberg.ca/investing/commodities/2024/12/19/blackrock-writes-down-flagship-renewable-fund-overhauls-leaders/基金12024年的投资除了一项专注于气候投资的基金外,其余均已经获得了与电池相关领域的投资收益。第55页电池报告 2024|1 行业|1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第56页电池报告 2024
67、|1 行业|章节摘要-成本降低现在是电池价值链中的首要任务成本|摘要关键要点:电池制造商和汽车制造商将成本降低作为在利润微薄和价格竞争激烈的市场中生存的主要机制。中国的电池价格现在已经低到足以推动深远的需求,但只有最低成本的生产商才能生存。欧洲和北美的新制造商面临基本制造效率和质量的多重障碍。鉴于此,西方电池行业仍然由亚洲现有企业主导。来源:Content&analysis provided courtesy of CRU Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.目前电池制造成本的情况可以用生产商在价值链中
68、面临的三个挑战来描述:整个供应链的过剩产能导致投资回撤。由于利润缩减和竞争加剧,成本降低的努力。保护主义上升和国内竞争驱动新市场的多元化。第57页电池报告 2024|1 行业|2024年电池制造成本持续下降来源:Content&analysis provided courtesy of CRU Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.LCE=Lithium Carbonate Equivalent.成本|2024年电芯成本自2022年以来,平均电池生产成本大幅下降,主要受材料价格暴跌,尤其是碳酸锂,CAM,
69、和AAM的推动。低材料价格是由于过剩产能和供过于求所驱动的。最初成本降低是由于制造效率和电芯设计的逐步改进,但现在的工艺已经优化得如此之好,以至于例如,LFP成本紧密跟随碳酸锂的价格。第58页电池报告 2024|1 行业|电池行业的过剩产能导致低销售价格和利润率缩减来源:Main content provided by BloombergNEF(Distinguished Partner),ICCSino(LFP cell spot price).Cell cost and price is based on a prismatic cell and excludes taxes.成本|电池行
70、业过剩产能随着生产成本的下降,2024年中国制造的电池平均售价也有所下降这一现象的驱动因素是出现了大规模的过剩产能,生产的电池数量超过了消费需求这导致制造商为了保持竞争力和市场份额,以或低于生产成本的价格出售,推动价格降至新低过剩产能是2024年电池价格下降的最大驱动因素之一电池利润空间正在被挤压第59页电池报告 2024|1 行业|电池包价格自2017年以来最大降幅来源:Content&analysis provided courtesy of BloombergNEF(Distinguished Partner).Note:historical prices have been updat
71、ed to reflect real 2024 dollars.Weighted average survey value includes 343 data points from passenger cars,buses,commercial vehicles,and energy storage.成本|电池包价格平均锂离子电池组价格从2023年下降了20%,在2024年创下115美元/kWh的历史低点。导致下降的因素包括:电芯制造过剩规模经济和由于增量制造改进(如产量/质量)导致的基础成本降低原材料和组件价格低采用低成本LFP电池电动汽车(EV)销售增长放缓注意:价格在不同国家和应用领域
72、之间差异很大。体积加权平均锂离子电池组和电芯价格分布第60页电池报告 2024|1 行业|中国制造商如何实现超低生产成本?来源:Content&analysis provided courtesy of CRU Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.Model is showing an EV(power)cell,prismatic,synthetic graphite anode成本|超低生产成本近年来,电池成本因三个主要领域到进步得到了缓解:1.制造卓越2.供应链效率3.技术创新#1 是所有公司的基
73、础。#2 和#3 使顶级制造商在行业中获得额外优势。顶级制造商独占鳌头供应链效率与制造卓越密切相关第61页电池报告 2024|1 行业|中国以外的成本更高,部分原因是固有劣势来源:Content&analysis provided courtesy of CRU Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.成本|中国以外的高成本中国以外的生产成本较高受以下因素影响:最初的产量较低和工厂自动化能源和劳动力成本的差异供应商要求的更高利润进口关税和原材料的地方溢价所有这些都可以得到缓解!新建超级工厂的产量和自动化最初
74、较低即使将一座最先进的中国工厂移植到欧盟/美国,能源和劳动力成本仍将影响经济性模型参数:相同的产量,工厂自动化,材料利润没有进口关税或材料的地方溢价地区平均能源价格本地生产的CAM和AAM第62页电池报告 2024|1 行业|自动化和产量对美国成本竞争力至关重要来源:Content&analysis provided courtesy of CRU Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.2024年美国LFP电芯制造成本模型,$/kWh成本|实现成本效益的路径第63页电池报告 2024|1 行业|电价和自动
75、化是欧洲工厂的关键来源:Content&analysis provided courtesy of CRU Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.成本|实现成本效益的路径2024年欧洲LFP电芯制造成本模型,$/kWh第64页电池报告 2024|1 行业|电池困境-合资还是独立发展?电池制造非常困难,需要低废料率和高产量才能盈利。到目前为止,选择独立发展的新制造商很少能生存下来。与经验丰富的生产商进行合资是最成功的策略。这对于快速降低提升产能时间并增加客户对供应质量和可靠性的信心至关重要。尽管中国企业现在
76、越来越愿意与当地合作伙伴合作,但他们与中国政府一起正在努力避免关键技术知识的泄露。来源:Content&analysis provided courtesy of CRU Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.Modeling an EV(power)cell with synthetic graphite anode.成本|合资的重要性合资可以缩短到达盈利到时间第65页电池报告 2024|1 行业|LFP生产成本还有进一步下降的空间来源:Content&analysis provided courtes
77、y of CRU Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.Modeling an EV(power)cell with synthetic graphite anode.成本|LFP成本还有进一步下降的空间更便宜的原材料、优化电化学性能和对制造过程的渐进改进:2024年中国LFP电芯制造成本$/kWh第66页电池报告 2024|1 行业|LxFP在成本上优于高镍电池尽管镍和钴的价格下降,与LxFP和新型NMC相比,NMC 811仍然是最昂贵的化学体系。中镍高压NMC已成为高镍NMC的低成本替代品,同时提供可
78、比的能量密度。由于缺乏昂贵的原材料和更高效的锂利用率,LxFP系列在降低生产成本方面处于领先地位。高压实密度LFP正极材料可能使电池成本降低多达3%,继续推动现有化学品的渐进改进趋势。来源:Content&analysis provided courtesy of CRU Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.成本|化学品2024年中国平均电芯生产成本$/KWH第67页电池报告 2024|1 行业|1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法
79、律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第68页电池报告 2024|1 行业|电芯及电池包制造|生产产出 目前仍存在严重的产能过剩,就中国而言,与需求相比,生产过剩 这就是LFP的市场份额高于最终使用需求的原因 大部分电池需求都是从亚洲进口的,因为中国以外的大多数超级工厂仍在扩建 该行业仍然是一个寡头垄断,前3家制造商占据了2/3的产出电池制造业进一步迈入每年太瓦时规模时代2024 年,全球锂离子电池芯产量接近1.5 TWh59%4/5磷酸铁锂电池是动力电池是制造的在中国4/5来源:Content&analysis provided courtesy o
80、f CRU Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.Battery production data from CRUs primary data collection,national industry associations,and manufacturer reports.December 2024 data is partially estimated.第69页电池报告 2024|1 行业|电芯及电池包制造|生产本地化目前欧洲和北美的大部分电池供应来自亚洲进口。随着时间的推移,电池在地区之间的贸易流
81、动正在减弱。电池生产将越来越多地本地化到使用它们的地方,因为:贸易政策 关税随着时间的推移而增加供应安全 汽车行业旨在避免供应中断的重演成本和ESG 跨地区运输笨重电池成本高且排放密集尽管其他地区正在加快生产基地的建设,中国仍将是最大的电池生产国。中国是电池出口中心,但生产正在本地化来源:Content&analysis provided courtesy of CRU Group(Distinguished Partner).For more information,visit https:/.Trade flows less than 1 GWh are not shown.Demand
82、Destination refers to where the battery is installed.Total GWh represents end-use demand and does not show overproduction of battery cells.第70页1 行业|电池报告 2024|2418111122415232182652522620191671413310美国1 ABF,Tucson,AZ,(+15 GWh)2 Amprius Tech,Brighton,CO,(+5 GWh)3 Electrovaya,Jamestown,NY,(+1 GWh)4 远景
83、AESC,Smyrn,TN,3 GWh5 远景 AESC/宝马,KY,(+30 GWh)6 远景 AESC/梅赛德斯,Florence,SC,(+30 GWh)7 福特/宁德时代,Marshall,MI,(+20 GWh)*9 纳米科技能源,待定,NV,(+6 GWh)8 FREYR,Newnan,GA,(+34 GWh)10 IM3NY,Endicott,NY,1 GWh,(+37 GWh)*11 KORE Power,Buckeye,AZ,(+12 GWh)12 LGES,Queen Creek,AZ,(+53 GWh)13 LGES,Holland,MI,5 GWh,(+20 GWh)1
84、4 Ultium Cells,LGES/GM,Lansing,MI,(+50 GWh)15 Ultium Cells,LGES/GM,Spring Hill,TN,35 GWh16 LGES/本田,Jeffersonville,OH,(+40 GWh)17 松下,DeSoto,Kansas,(+30 GWh)18 松下/特斯拉,NV,37 GWh,(+73 GWh)19 三星SDI/通用汽车,New Carlisle,IN,(+27-36 GWh)20(2个工厂)StarPlus Energy(三星SDI/斯特兰蒂斯),印第安纳州科科莫,(+33 GWh&+34 GWh)41424344452
85、728293031323321 SK,乔治亚州商业,22 GWh22 BlueOval(SK/福特),田纳西州斯坦顿,(+45 GWh)23 SK/现代,乔治亚州巴托县,(+35 GWh)24 特斯拉,加州弗里蒙特,10 GWh25 丰田,北卡罗来纳州格林斯伯勒,(+30 GWh)26 LGES/现代,美国,(+30 GWh)27 Ultium Cells,LGES/通用汽车,俄亥俄州沃伦,41 GWh29 Forge Battery,北卡罗来纳州罗利,(1-3 GWh)30 SAFT,佛罗里达州杰克逊维尔,(+5 GWh)31 特斯拉,奥斯丁,TX,6 GWh(+94 GWh)32 ONE,
86、贝尔维尔,MI,10 MWh(+20 GWh)33 国轩高科,曼特诺,IL,(+40 GWh)34 Lyten,圣荷西,CA,(+0.2 GWh)35 Lyten,里诺,NV,(+10 GWh)36(2个工厂)BlueOval(SK/福特),格伦代尔,KY,(+40 GWh&+40 GWh)37 Pomega,沃特伯勒,SC,(+6 GWh)38 Amplify Cell Tech,马歇尔县,MS,(+21 GWh)39 Statevolt,靠近盐滩湖,CA,(+54 GWh)*40 Lyten,圣利安德罗,CA,(+6-10 GWh)加拿大41 LGES/斯特兰蒂斯,温莎,安大略省,(+49
87、.5 GWh)42 PowerOn,圣托马斯,安大略省,(+90 GWh)43 Lion Electric,乔利埃,魁北克,(+5 GWh)*44 StromVolt,待定,魁北克,(+10 GWh)45 Northvolt Six,蒙特利尔,魁北克,(+60 GWh)46 Bluesolutions,蒙特利尔,魁北克,0.5 GWh47 Molicel,枫树岭,不列颠哥伦比亚省,(+2.8 GWh)*超级工厂建设跟踪-1372 GWh的容量电芯及电池包制造|超级工厂|北美3435363839946北美在过去2-3年中经历了显著增长,这得益于IRA激励措施然而,多个项目由于财务和政治问题而面临
88、困境或仍然难以实现,包括对IRA未来的不确定性471737如何阅读此地图基本格式=当前容量 GWh,(+额外未来容量 GWh)建设风险=(+额外 未来容量 GWh)*建设暂停/破产=(+额外未来容量 GWh)*40*total includes future¤t capacities;excludes plants with halted construction;takes the highest of future capacity ranges(if range exists)*note:sodium-ion excluded第71页1 行业|电池报告 2024|电芯及电池包
89、制造|超级工厂|欧洲超级工厂建设跟踪-1504 GWh的容量法国1 ACC,13 GWh,(+27 GWh)2 远景/雷诺,(+30 GWh)3 Verkor/雷诺,(+50 GWh)4 辉能,(+48 GWh)5 Tiamat,(+5 GWh)德国6 ACC,(+40 GWh)*7 宁德时代,14 GWh,(+10 GWh)8 Leclanche,4.5 GWh9 Northvolt Drei,(+60 GWh)10 蜂巢能源,(+24 GWh)*11 蜂巢能源,(+16 GWh)*12 特斯拉,50 GWh,(+50 GWh)13 PowerCo,(+20 GWh)14 Cellforce
90、 Group,(+20 GWh)15 Customcells,(+未知 GWh)16 EAS,0.5 GWh意大利17 ACC,(+40 GWh)*18 ITALVOLT,(+45 GWh)*19 FAAM,0.35 GWh,(+8 GWh)葡萄牙20 中创新航(+45 GWh)荷兰21 Eurocell,(+1 GWh)*瑞典22 Northvolt,16 GWh,(+44 GWh)*23 NOVO(沃尔沃),(+50 GWh)*匈牙利24 宁德时代,100 GWh25 亿纬锂能,(+28 GWh)26 三星SDI,40 GWh,(+10 GWh)27 SK,18 GWh,(+29.3 GW
91、h)28 欣旺达,(+未知 GWh)挪威29 Elinor,(+40 GWh)30 FREYR,(+29 GWh)*31 Morrow,未知 GWh(+42 GWh)32 Beyonder,(+10 GWh)芬兰33 Finnish Minerals,(+60 GWh)西班牙34 远景 AESC,(+50 GWh)35 PowerCo,(+60 GWh)36 Basquevolt,未知 GWh(+10 GWh)37 宁德时代/斯特兰蒂斯,(+50 GWh)英国38 远景 AESC,2 GWh,(+33 GWh)293022318137129383914332203435176105272634
92、2454418323621234039 Agratas/Tata,(+40 GWh)40 纳米科技能源,(+未知 GWh)41 亿纬锂能,(+60 GWh)斯洛伐克42 国轩高科 Inobat,20 GWh,(+20 GWh)43 ElevenEs,(+48 GWh)波兰44 LGES,90 GWh,(+25 GWh)捷克共和国45 MES,(+1.2 GWh)土耳其46 Siro,(+20 GWh)47 Maxxen,(+10 GWh)48 Pomega,2 GWh(+4 GWh)49 Reap Battery,(+5 GWh)50 Ottomotive,(+5 GWh)51 Ampherr
93、,(+2 GWh)52 Vestel,(+2 GWh)53 Inovat,(+1 GWh)54 Aspilsan,0.2 GWh(+0.8 GWh)46475 根据电池地图,当前计划的产能减少了473 GWh 由于市场需求疲软、能源成本上升或组织问题,几座超级工厂已被暂停。德国、瑞典和意大利尤其受到影响242511374143484951191415162850525354如何阅读此地图基本格式=当前容量 GWh,(+额外未来容量 GWh)建设风险=(+额外未来容量 GWh)*建设暂停/破产=(+额外未来容量 GWh)*total includes future¤t capacit
94、ies;excludes plants with halted construction;takes the highest of future capacity ranges(if range exists)*note:sodium-ion excludedSource:All uncited factories are from Batteriezellproduktion:Europa gert ins Hintertreffen第72页1 行业|电池报告 2024|印度1 Reliance,Gujarat,(+50 GWh)2 Amara Raja,Telangana,(+16 GWh
95、)3 Exide,Karnataka,(+12 GWh)4 Godi,Hyderabad,(+12 GWh)5 OLA,Tamil Nadu,(+100 GWh)6 TATA,Gujarat,(+10 GWh)7 Lucas TVS/24M,Thervoy Kandigai,(+10 GWh)8 Cyngi,Telangana,(+1.2 GWh)9 JSW/LGES,India,(+10 GWh)10 Mahanagar/IBC Inc.,Bengaluru,(+unknown GWh)越南11 国轩高科,Vung Ang,(+5 GWh)泰国12 GPSC,Map Ta Phut,(+10
96、 GWh)13 Amita Technology/Eve,Bang Pakong,(+4 GWh)14 NV 国轩高科,莱勇,(+8 GWh)15 24M/Novo+,莱勇,(+0.1 GWh)印度尼西亚16 宁德时代,Karawang,(+15 GWh)17 现代/LGES,Karawang,10 GWh(+10 GWh)马来西亚18 亿纬锂能,Kedah,(+未知 GWh)19 三星SDI,Seremban,未知 GWh,(+16 GWh)20 Enovix,Seremban,(+未知 GWh)21 珠海冠宇,Seremban,(+未知 GWh)超级工厂建设跟踪-437GWh(+5,796
97、来自中国)的产能电芯及电池包制造|超级工厂|亚洲1韩国22 三星SDI,Cheonan,未知 GWh,(+12 GWh)23 LGES,Ochang,21 GWh(+12 GWh)24 SK,Seosan,5 GWh25 Kumyang,Gijang,(+未知 GWh)日本26 Prime Planet,Himeji,日本,未知GWh,(+30 GWh)27 远景 AESC,Kanagawa,2.6 GWh28 远景 AESC,Ibaraki,(+18 GWh)29 松下,大阪,4 GWh30 松下,Uchida,10 GWh31 松下,Asonaka,(+未知 GWh)32 松下,群马,(+
98、16 GWh)33 Electrovaya Tech,日本,(+未知 GWh)34 日产,日本,(+5 GWh)中国台湾地区35 辉能,桃园,(+2 GWh)中国大陆地区请参见下一页的“中国产超级工厂”23456111216182223242728293130813141517212019253310大亚洲正在经历以下增长:一个新兴的印度市场 中国制造商在低风险的东盟国家本地化以规避贸易壁垒 日本和韩国增强产能以满足国内需求35如何阅读此地图基本格式=当前容量 GWh,(+额外未来容量GWh)79263432*total includes future¤t capacities*n
99、ote:sodium-ion excludedSource:All uncited factories are from Batterieproduktion,India 1,India 2,Thailand第73页1 行业|电池报告 2024|超级工厂建设跟踪-5796 GWh的产能|第 1 部分 共 3电芯及电池包制造|超级工厂|中国(I)宁德时代1 宁德,253 GWh,(+27 GWh)2 宜宾,126 GWh,(+144 GWh)3 济宁,(+180 GWh)4 洛阳,30 GWh,(+90 GWh)5 常州,118 GWh6 厦门,(+60 GWh)7 贵阳,30 GWh,(+30
100、 GWh)8 宜春,50 GWh9 肇庆,25 GWh10 广州,12 GWh,(+6 GWh)11 北京,(+15 GWh)12 西宁,11 GWh中创新航13 厦门,20 GWh,(+40 GWh)14 常州,32 GWh,(+25 GWh)15 合肥,20 GWh,(+30 GWh)16 武汉,20 GWh,(+30 GWh)17 成都,20 GWh,(+30 GWh)18 江门,35 GWh,(+15 GWh)19 梅山,20 GWhLGES20 南京,139 GWh,(+6 GWh)比亚迪21 南宁,70 GWh22 徐州,15 GWh,(+45 GWh)23 烟台,(+50 GWh
101、)24 重庆,35 GWh,(+10 GWh)25 长春,15 GWh,(+30 GWh)26 芜湖,40 GWh27 贵阳,25 GWh,(+15 GWh)28 郑州,(+40 GWh)29 西安,32 GWh30 盐城,30 GWh31 济南,30 GWh32 绍兴,15 GWh,(+15 GWh)33 武汉,12 GWh,(+18 GWh)34 襄阳,10 GWh,(+20 GWh)35 西宁,24 GWh36 台州,22 GWh37 长沙,10 GWh,(+10 GWh)38 蚌埠,10 GWh,(+10 GWh)39 滁州,5 GWh,(+15 GWh)40 福州,15 GWh41
102、深圳,14 GWh42 惠州,2 GWh217292772124351219378403316341316363214530253122112334202838152642104191839如何阅读此地图基本格式=当前容量 GWh,(+额外未来容量GWh)中国仍然主导电池行业,但由于产能过剩,新项目的进展已放缓。像国轩高科和赣锋这样的公司通过确保上游供应链来缓解这一问题,而其他公司则转向能源存储以抵消疲软的EV电池市场。*total includes future¤t capacities*note:sodium-ion excluded来源:New Energy Terminal
103、第74页1 行业|电池报告 2024|超级工厂建设跟踪-5796 GWh 的产能|第 2 部分 共 3 部分电芯及电池包制造|超级工厂|中国(II)国轩高科43 合肥,14 GWh,(+44 GWh)44 安庆,30 GWh,(+10 GWh)45 柳州,15 GWh,(+15 GWh)46 宜春,10 GWh,(+20 GWh)47 南京,28 GWh48 六安,15 GWh,(+10 GWh)49 唐山,10 GWh,(+10 GWh)50 滁州,10 GWh,(+10 GWh)51 青岛,3 GWh蜂巢能源52 常州,18 GWh,(+47 GWh)53 成都,31.5 GWh,(+28
104、.5 GWh)54 湖州,15 GWh,(+15 GWh)55 达州,(+30 GWh)56 遂宁,20 GWh,(+9 GWh)57 马鞍山,28 GWh58 上饶,24 GWh59 盐城,22 GWh60 南京,15 GWh欣旺达61 金华,50 GWh62 南昌,36 GWh,(+14 GWh)63 枣庄,24 GWh,(+26 GWh)64 宜昌,20 GWh,(+10 GWh)65 南京,18 GWh,(+12 GWh)66 德阳,20 GWh亿纬锂能,SK ON67 荆门,146 GWh,(+43 GWh)68 成都,20 GWh,(+50 GWh)69 盐城,10 GWh,(+3
105、0 GWh)70 沈阳,(+40 GWh)71 惠州,24 GWh72 曲靖,23 GWh73 南通,10 GWh74 玉溪,(+10 GWh)75 常州,7.5 GWh瑞浦兰钧76 嘉兴,12 GWh,(+61 GWh)77 温州,26 GWh,(+24 GWh)78 佛山,15 GWh,(+17 GWh)79 重庆,(+30 GWh)80 柳州,10 GWh,(+10 GWh)海辰储能81 重庆,28 GWh,(+33 GWh)82 厦门,45 GWh83 菏泽,(+30 GWh)远景能源84 十堰,20 GWh,(+20 GWh)85 鄂尔多斯,10.5 GWh,(+20 GWh)86
106、沧州,10 GWh,(+20 GWh)87 无锡,5 GWh,(+15 GWh)楚能新能源88 孝感,60 GWh,(+90 GWh)89 宜昌,40 GWh,(+110 GWh)90 武汉,10 GWh,(+40 GWh)鹏辉能源91 衢州,11 GWh,(+36 GWh)92 青岛,(+36 GWh)93 乌兰察布,(+11 GWh)94 柳州,10.5 GWh95 宣城,(+10 GWh)96 常州,3 GWh,(+4 GWh)97 珠海,未知 GWh98 驻马店,未知 GWh赣锋锂业99 重庆,(+44 GWh)100 呼和浩特,(+20 GWh)101 襄阳,(+20 GWh)102
107、 新余,13 GWh,(+6 GWh)103 东莞,(+10 GWh)104 南昌,(+10 GWh)孚能科技105 赣州,37 GWh,(+12 GWh)106 广州,15 GWh,(+15 GWh)107 镇江,24 GWh108 昆明,(+24 GWh)1128380101541005679997163497285737410867905984518682667755696489878868538110610378484446707510750105479652601119445929165436157957693104102派能科技109 扬州,8 GWh110 合肥,5 GWh,(+
108、5 GWh)三星SDI111 西安,未知 GWh松下/PPES112 大连,15 GWh6258如何阅读此地图基本格式=当前容量 GWh,(+额外未来容量GWh)1101099897中国仍然主导电池行业,但由于产能过剩,新项目的进展已放缓。像国轩高科和赣锋锂业这样的公司通过确保上游供应链来缓解这一问题,而其他公司则转向能源存储以抵消疲软的动力电池市场。*total includes future¤t capacities*note:sodium-ion excluded来源:New Energy Terminal第75页1 行业|电池报告 2024|超级工厂建设跟踪-5796 GW
109、h 的产能|第 3 部分 共 3 部分电芯及电池包制造|超级工厂|中国(III)多氟多113 南宁,5 GWh,(+20 GWh)114 焦作,11.5 GWh吉利,耀宁115 赣州,12 GWh,(+30 GWh)116 衢州,24 GWh117 唐山,(+24 GWh)118 鹰潭,5 GWh,(+15 GWh)119 宣城,15 GWh120 盐城,6 GWh,(+6 GWh)121 岳阳,(+12 GWh)122 杭州,(+12 GWh)123 重庆,(+12 GWh)124 镇江,3 GWh,(+6 GWh)125 上饶,3 GWh,(+3 GWh)奇瑞126 芜湖,6.25 GWh
110、,(+20.75 GWh)广汽/因湃电池127 广州,12 GWh,(+24 GWh)力神128 滁州,22 GWh,(+20 GWh)129 天津,4 GWh,(+26 GWh)130 无锡,(+24 GWh)131 青岛,4 GWh,(+10 GWh)德赛电池132 长沙,6 GWh,(+14 GWh)天能集团133 湖州,9 GWh,(+17 GWh)134 马鞍山,3 GWh,(+17 GWh)双登集团135 襄阳,2.8 GWh,(+7.2 GWh)136 台州,2 GWh,(+4 GWh)天弋能源137 芜湖,4 GWh,(+11 GWh)昆宇电源138 滁州,(+20 GWh)1
111、39 南通,(+12 GWh)140 常德,4.5 GWh,(+5.5 GWh)141 东营,2 GWh,(+4 GWh)142 大理,3 GWh,(+3 GWh)海四达143 长沙,(+30 GWh)144 南通,5.7 GWh,(+4 GWh)145 珠海,(+6 GWh)远航锦锂146 盐城,5 GWh,(+10 GWh)圣阳股份147 泰安,2 GWh,(+2 GWh)利维能148 滁州,4 GWh,(+6 GWh)星恒电源149 滁州,5.6 GWh,(+4 GWh)150 苏州,2.2 GWh中比新能源151 南京,2 GWh,(+18 GWh)152 大连,1 GWh,(+1 G
112、Wh)153 商丘,0.5 GWh比克154 郑州,4.5 GWh,(+30 GWh)155 福州,2 GWh,(+11.5 GWh)156 深圳,3.5 GWh珠海冠宇157 德阳,(+25 GWh)158 重庆,(+15 GWh)159 嘉兴,2.5 GWh,(+10 GWh)埃克森新能源160 绵阳,6 GWh,(+12 GWh)161 盐城,(+18 GWh)162 珠海,(+18 GWh)163 大理,(+18 GWh)荣盛盟固利164 南京,(+30 GWh)165 天津,6.3 GWh,(+9.2 GWh)166 北京,0.5 GWh卫蓝新能源167 湖州,2 GWh,(+20
113、GWh)168 淄博,6 GWh,(+14 GWh)169 北京,(+8 GWh)170 深圳,(+0.6 GWh)171 常州,0.2 GWh中国仍然主导电池行业,但由于产能过剩,新项目的进展已放缓。像国轩高科和赣锋这样的公司通过确保上游供应链来缓解这一问题,而其他公司则转向能源存储以抵消疲软的EV电池市场。128129130131133134132166165180169168161136144176173167175137148179135174156145178160172143171146147157158159138139142140141113114清陶172 成都,(+15 G
114、Wh)173 苏州,0.7 GWh,(+10 GWh)174 宜春,1 GWh175 台州,(+0.5 GWh)176 上海,(+0.5 GWh)太蓝新能源177 淮南,(+10 GWh)178 重庆,0.2 GWh,(+2 GWh)恩力动力179 滁州,(+10 GWh)180 北京,0.2 GWh,(+2.8 GWh)如何阅读此地图基本格式=当前容量 GWh,(+额外未来容量GWh)163127162170115116122125118155121152154153149117123177150151164126119124120*total includes future¤t
115、 capacities*note:sodium-ion excluded来源:New Energy Terminal第76页电池报告 2024|1 行业|2024年数据材料供应商-市场份额细分电芯及电池包制造|供应商|活性材料负极负极正极BTR新能源凯金紫宸杉杉集团翔丰华中科星城浦项昭和电工三菱化学斯诺其他湖南裕能(LFP)德方纳米(NCM)湖北万润ECOPRO容百锂电龙蟠科技厦钨荣辉比亚迪天津巴莫其他电解液天赐新宙邦国泰华荣比亚迪电池三菱化学恩智浦中央硝子东莞杉杉Soulbrain东华Etec其他隔膜恩捷股份星源材质中锂新材料SKIET旭化成明珠东丽W-ScopeCelgard珠海冠宇其他活
116、性材料市场份额中国继续主导活性材料市场。正极行业比其他行业 更为拥挤,拥有许多小型参与者。来源:Fraunhofer ISI-Tim Wicke,Researcher第77页电池报告 2024|1 行业|RossDelta ModTechOwensDURRWirtzBWDigatronCoesiaComauMpacConvergixGROBPEC来源:Ross,Wirtz Manufacturing,DURR,barryWehmiller,Delta ModTech,Owens Design,Convergix,Comau,Mpac,GROB,Coesia,PEC Corp,Digatron
117、Systems-非详尽列表主要设备制造商-美国电芯及电池包制造|供应商|设备制造商*美国子公司-在美国制造*工艺区域合浆涂布辊压分切堆叠卷绕入壳注液化成脱气老化测试/分级工艺区域第78页电池报告 2024|1 行业|TSICISKGAPNTmPlusETSCowin/TopHanwhaHanaWonikDA TechMOTSNF电芯及电池包制造|供应商|设备制造商主要设备制造商-韩国工艺区域合浆涂布辊压分切堆叠卷绕入壳注液化成脱气老化测试/分级工艺区域Sources:TSI,CIS,KGA,PNT,mPlus,ETS,Cowin Tech Top Material,Hanwha Momentu
118、m,Hana Technology,WonikPNE,DA Technology,MOT,SNF-Non exhaustive list第79页电池报告 2024|1 行业|理奇宏工软控GMK尚水赢合利元亨先导嘉拓海目星博众航科恒翼能电芯及电池包制造|供应商|设备制造商主要设备制造商-中国工艺区域合浆涂布辊压分切堆叠卷绕入壳注液化成脱气老化测试/分级工艺区域Sources:AutoRich,Ongoal Technology,Mesnac,GMK,Shangshui,Yinghe Technology,Lyric,LEAD,KATOP,Hymson,Bozhon,Hangke Tech,HYN
119、N-Non exhaustive list第80页电池报告 2024|1 行业|电芯及电池包制造|生命周期评估如今整个电池价值链必须了解其碳足迹(GWP)即使是小型私人公司也必须了解其GWP,以便能够 响应客户的信息请求范围1-3(正式,ISO 14040)范围4-避免的排放(非正式)来源:GHG Institute(Scope 1-3,Scope 4)第81页电池报告 2024|1 行业|制造足迹的演变LGES在密歇根州荷兰市的案例研究模块化设计-简化的物料流委托:202420 GWh临时设计-多转角物流路径委托:20115 GWh电芯及电池包制造|制造流程图|足迹演变在早期的超级工厂中,通
120、常使用多转角的工厂设计以节省空间,但在当前的生产环境中,使用线性设计以提高效率和可扩展性启动(10 GWh)来源:City of Holland,Michigan,USA第82页电池报告 2024|1 行业|制造过程组-先进的 20 GWh 软包生产线化成脱气老化老化辊压与分条注液包装涂布/烘干合浆电芯及电池包制造|制造流程图|过程组目前使用的许多模型和制造指标基于早期的GWh规模工厂,使用过时的估算请查看当前一代基于 LGES 设施(先进的)的设施指标涂布/烘干合浆堆叠/卷绕辊压与分条干燥发货测试来源:City of Holland,Michigan,USA第83页电池报告 2024|1 行
121、业|合浆涂布辊压分条堆叠/卷绕包装注液化成脱气老化测试/分级/发货面积(平方英尺)面积/GWh(平方英尺)面积%温度露点洁净室等级96334481710%22+/-2C/ISO 8134867674314%22+/-2C半干燥 5 到-5CISO 74816724085%22+/-2C半干燥 5 到-5CISO 7-ISO 84816724085%22+/-2C半干燥 5 到-5CISO 7-ISO 8115601578012%22+/-2C干燥-40 到-50C最低 ISO 7115601578012%22+/-2C干燥-40 到-50C最低 ISO 796334481710%22+/-2C
122、额外干燥-50 到-70C最低 ISO 73853419274%22+/-3C/4816724085%22+/-3C/125234626213%22+/-3(HT 30-50)C/96334481710%22+/-3C/电芯及电池包制造|制造流程图|设施指标设施指标-20 GWh 软包电池,美国-1,919 X 502=963,338 平方英尺工艺区域来源:VDMA,City of Holland(LGES)第84页电池报告 2024|1 行业|资本支出$55-127百万/GWh电池容量 方形:1-200+Ah 软包:1-100+Ah21700:3-6 Ah4680:15-25 Ah人力/GW
123、h每 GWh 创造 175 个工作岗位废料(增加)15-30%废料仍然是关键问题,主要由于电极生产和缺乏培训有关提高产量和减少废料的解决方案,请参见软件解决方案和质量保证/质量控制硬件解决方案制造流程图-概述电芯及电池包制造|制造流程图*Graphics courtesy of LG Energy Solution.Reproduced with permission.来源:LG Energy;VDMA;Faraday Institution;Mastering Ramp-up of Battery Production,Fraunhofer第85页电池报告 2024|1 行业|合浆 浆料是通
124、过混合活性材料、粘合剂和溶剂制成的这三者之间的不同组合对涂布和干燥有很大影响压延电极被致密化到目标值涂布与干燥电极浆料被涂布到当前集流体上,54%电极生产成本所有其他工艺步骤都依赖于此步骤的质量。切割与缺口处理电极被切割成单个段未涂布区域被切割出去留下将要接地的部分在这里,确定电极质量和密度是很重要的挑战浆料质量(分散不均)真空干燥去除剩余溶剂挑战电极篇废料;材料的物理损伤挑战加工时间;利用率损失;难以测量质量并获取质量指标挑战边缘质量(常发生毛刺缺陷-危险),难以快速检查;工具磨损;任何工艺中最低的OEE,因为难以自动化挑战加工时间;占地面积;需要12-24小时总制造成本的袋式薄膜速度圆柱形
125、薄膜速度废料率39%50-80米/分钟20-30米/分钟5%来源:LG能源;BCG制造过程图-1.电极生产电芯及电池包制造|制造过程图*图形由LG能源解决方案提供。经许可转载。第86页电池报告 2024|1 行业|干电极技术-制造部署与合作伙伴关系的时间线来源:韩国先驱,Autoevolution,三星SDI,Anaphite,AM Batteries电芯及电池包制造|制造过程图|新工艺2024年8月特斯拉生产了一辆配备内部干式正极和干式负极4680电池的Cybertruck使其成为一款全干电极车辆。2024年9月三星SDI在天安工厂完成了“干式电动车生产线”,这是干电极技术的试点生产线,并开
126、始试点生产。在2024年,干电极技术的势头迅速增长,既有成熟的行业巨头,也有雄心勃勃的新兴企业推动下一代电池创新的边界。从大规模试点生产线到大胆投资、新伙伴关系和突破性产品发布,这一年绝不平静为重新定义锂离子生产的未来奠定了基础,展开了一场激烈的竞争。2024年7月LG能源解决方案计划在今年年底之前完成其干电极工艺的试点生产线,并在2028年前实现系列生产。2024年10月Anaphite在A轮融资中筹集了1370万美元,以商业化其干电池电极材料制备工艺。2024年12月AM Batteries Inc.获得了来自芝浦机械株式会社(前身为东芝机械)的投资,以扩大电极生产的干喷涂工艺。注意:非详
127、尽第87页电池报告 2024|1 行业|来源:LG能源;BCG;RWTH PEM软包成型通过压制薄膜来制作外壳层压&堆叠/缠绕层压:层压层以保持位置完整性堆叠:堆叠电极和隔离层。请注意卷袋式电池也存在。电解液注入通过计量分配将电解液填充到电极口袋 中标签焊接标签通过超声波焊接到卷芯上挑战角落开裂挑战箔损伤;涂层附着力挑战负极和正极片的定位精度(对齐);速度(影响定位)挑战电池中电解液的投放和分配精度;密封缝中无电解液残留;密封完整性总制造成本的速度废料率20%2-20件/分钟5%制造过程图-2.电池组装-软包电池电芯及电池包制造|制造过程图*图形由LG能源解决方案提供。经许可转载。第88页电池
128、报告 2024|1 行业|卷绕与极耳焊接绕制正极、负极和两个隔离卷。将铝和铜极耳分别焊接到正极和负极上。速度:30件/分钟电解液注入电解液被注入真空罐中。罐子被加压以加速电解液的吸收然后密封极片卷被放入圆柱形罐中 然后通过焊接固定。高速机械变形过程速度:300-600 件/分钟挑战负极、正极、隔膜对齐;制带、贴带、切割精度;焊接质量(可能引发安全问题)挑战金属污染制带成型与入壳挑战由于密度导致的电解液吸收;电解液的聚集物理检查通过CT和/或X射线,分析电芯以检测潜在缺陷。挑战分析速度不允许实时分析脱气/预充电可选过程以去除气体挑战废气处理在密封和折叠步骤中避免残留气体总制造成本的废料率20%5
129、%*图形由LG能源解决方案提供。经许可转载。制造过程图-2.电池组装-圆柱电池电芯及电池包制造|制造过程图来源:LG能源;BCG;RWTH PEM第89页电池报告 2024|1 行业|来源:宁德时代,亚琛工业大学PEM挑战负极、正极、隔膜对齐挑战由于密度导致的电解液吸收;电解液的聚集挑战盖与罐对齐,错过的激光焊接点挑战产量和质量挑战负极和正极接线对齐Z-叠片绕制正极、负极和两个隔膜卷。将铝和铜接线分别焊接到正极和负极上。速度:30件/分钟预焊接与修整正极和负极接线对齐并进行超声波焊接。速度:18-20个零件/分钟盖与罐焊接罐与盖的点焊由激光源完成,随后进行盖与罐的完整激光焊接。电解液注入电解液
130、被注入真空罐中。罐被加压以加速电解液的吸收,然后密封。预充电与成型在填充后进行预充电,并将电池保持在室温老化,然后进行成型和分级过程总制造成本的废料率20%5%挑战吞吐量热压热压机的工作原理是通过施加热量和压力来实现电池组件之间的强大和可靠的结合。速度(停留时间):10秒/单位挑战不均匀应力、毛刺问题和粉末损失卷绕方型通过控制速度、张力等将切割的正极、负极和隔膜一起卷绕。速度:30件/分钟制造过程图-2.电池组装-方壳电池电芯及电池包制造|制造过程图*图形由LG能源解决方案提供。经许可转载。第90页电池报告 2024|1 行业|叠片与卷绕由于较低的内阻,具有更高的能量密度和热管理能力。不易膨胀
131、和核心崩溃。可定制 以适应独特的形状因素,如电动车和航空航天。改进包装效率 以适应矩形模块,最大化电池组中的体积利用率。叠片优点成熟、成熟的技术,具有较低的生产成本。高生产速度和可扩展性,适合大规模生产。卷绕由于精确的层对齐和索引运动,生产速度较慢。由于复杂的制造设备,成本较高。在大规模生产中可扩展性有限。由于需要额外切割,可能出现故障(毛刺、分层等)。弱点由于卷层边缘的空隙,能量密度略低。由于卷绕后的形状影响,方壳电池的系统利用率较低。在高放电率下容易出现局部热点。对电动汽车和固定式能源存储系统的需求上升,突显了叠片的高密度优势。自动化和机器人技术的进步使叠片变得更具成本竞争力。机遇乘用车和
132、商用电动汽车以及消费电子产品的低成本受欢迎程度支持了增长。热管理解决方案的创新,例如关闭分隔器,可能解决热散发的局限性。竞争技术,如混合叠片绕组技术,可能会降低其在精度方面的独特性。与绕组相比,有限的可扩展性可能会阻碍其在大众市场的采用。威胁新兴电池格式,如固态电池,可能需要新的制造范式。来源:Tycorun,Bonnen Batteries,评估锂离子软包电池的制造质量应用增长最快的解决方案,像比亚迪(刀片电池)和苹果正在采用它用于高C率应用(由于较低的内阻)最稳定的技术,像宁德时代和特斯拉这样的公司以及商业高产量制造商广泛利用这种技术,因为它具有可扩展性和较低的成本。电电芯芯及及电池包电池
133、包制造制造|制造过程图制造过程图|新工艺这两种技术有什么不同?叠片涉及将电极和分隔器叠片成精确的层,层层叠加形成一个平坦的电池。这些可以是分开的切割层或一个连续的电极。该过程实现了高能量密度和精确的结构稳定性,使其非常适合需要紧凑的高性能电池的应用,如电动汽车(EVs)和航空航天系统。卷绕,或称为果冻卷过程,涉及将电极和隔离层卷成圆柱形或方型结构。由于其速度和可扩展性,广泛应用于消费电子和电动工具的大规模生产。最近的创新包括混合技术,如层压卷绕和Z叠片,结合了叠片和卷绕,以优化能量密度,同时保持制造效率。叠片过程中的自动化也提高了生产速度,缩小了与卷绕技术之间的差距。a)卷绕;b)叠片第91页
134、电池报告 2024|1 行业|来源:LG能源;BCG;RWTH PEM充电与放电电化学激活。SEI在负极上形成排气仅限软包。老化过程中形成的气体在真空室内被切断(牺牲气体袋)。老化电池在一致的温度和湿度下存储以允许潜在污染的腐蚀机制充电,放电与老化前面的过程会重复进行质量 控制生产线末端检查-容量、电阻、电压等,以及外观挑战由于所需时间长导致的低通量;火灾(大多数工厂火灾发生在这里)挑战电池内部的残余气体;密封质量;通量(大量额外的资本支出)挑战处理时间,通量;工厂占地面积挑战吞吐量挑战外观和容量的变化;产量总制造成本的时间废料率41%5-25天9%制造过程图-3.化成电电芯芯及及电池包电池包
135、制造制造|制造过程图制造过程图*图形由LG能源解决方案提供。经许可转载。第92页电池报告 2024|1 行业|来源:LG能源;RWTH PEM连接电芯电芯在表面清洁后连接挑战表面清洁;焊接质量;电芯到电芯匹配电池包组装模块被放入电池包中并连接应用BMS电池管理系统被应用于电池包模块化电芯被附加到模块外壳上挑战由于放置造成的损坏(主要是软包电池);由于模块的质量和尺寸需要大型机械,且在高电压下的安全性挑战确保电缆灵活性,电芯处理挑战BMS的正确接线和集成最终测试进行一系列电气测试,包括充放电循环,以确保最高质量挑战测试序列、结果和接受的限制因制造商而异,导致缺乏标准化最终集成电池组随后用于电动汽
136、车(EV)和电池储能系统(BESS)挑战电池组与电动汽车或电池储能系统的其他组件的集成电电芯芯及及电池包电池包制造制造|制造过程图制造过程图制造过程图-4.电池包组装*图形由LG能源解决方案提供。经许可转载。第93页电池报告 2024|1 行业|来源:Mastering Ramp-up of Battery Production,Fraunhofer(Both Figures)电电芯芯及及电池包电池包制造制造|质量保证质量保证/质量控制质量控制|介绍大规模生产具有挑战性-减少废料是与中国竞争的必要条件所有电池制造商都必须掌握出色的运营以匹配行业领导者宁德时代。现有的和正在开发的制造生产类的数据
137、自动化收集和分析技术集应是主要解决方案。运营多年中的废料率废料成本第94页电池报告 2024|1 行业|涂层过程中可能发生的主要缺陷和电极干燥来源:Mastering Ramp-up of Battery Production,Fraunhofer(Both Figures but with internal edits*);(2)High-Potential Failure Analysis,Sotto;Detecting the foreign matter defect in lithium-ion batteries.,Pan et al.电电芯芯及及电池包电池包制造制造|质量保证质量
138、保证/质量控制质量控制|介绍电芯制造问题-电极制造困难电芯生产的每一步都面临挑战,但有些步骤,如涂布、干燥和分切则存在显著更高的缺陷风险。该热图展示了这些关键区域,突出了它们的缺陷可能性。表面缺陷体积缺陷团聚物针孔污染不均匀的涂层负载厚边固体成分的紧密聚集簇电极涂层中的微小孔或缺失点外来物质的杂质涂层应用不均匀槽模在横向网状轮廓上的优化不良隔膜的机械故障;局部阻抗上升和容量损失可能会影响电池性能,因为存在局部区域的容量平衡问题,潜在的锂沉积可能导致电池快速退化和内部短路(ISC),导致高压失效(2)电极的非均匀孔隙率;电池内部的容量平衡问题,潜在的锂沉积不均匀的压延,导致电极皱纹,进而导致电池
139、故障描述影响在爬升阶段产生最多废料污染发生,导致电池故障(与大规模生产最相关)第95页电池报告 2024|1 行业|在质量保证/质量控制中的投资:-在工业4.0时代的硬件和软件可提高爬升和产量工业4.0是“制造业数字化的下一个阶段”,由技术、数据和连接性的进步驱动。其变革潜力在于整合尖端工具和系统以创造更智能、更高效的生产环境。以下是受工业4.0影响的几个关键制造质量保证/质量控制领域,每个制造商都应考虑:来源:工业4.0的崛起及其对计量学的影响,什么是工业4.0、第四次工业革命和4IR?先进技术和硬件:传感器和硬件现在被设计得更加紧凑、准确和可靠,使得更广泛、更快速的数据收集具有更高的精度。
140、智能和在线设备:物联网(IoT)使得实时数据收集、集成和监控成为可能。它还允许适应性(例如重新校准)。机器学习和自主决策:人工智能/机器学习正在推动令人难以置信的检测设备和软件的发展,这些设备和软件利用预测分析来自动化决策,提高产量和质量。可追溯性:先进的设备和软件使得生产线上的可追溯性成为可能,这是加速产能提升和通过早期识别缺陷和良率问题来减少废料的关键。一切都是相互关联的。每个过程步骤都会影响下一个。集成和可追溯性是关键。其他先进行业如半导体已经接受了这一转变,投资数十亿用于质量保证/质量控制和先进分析。电芯及电池包制造|质量保证/质量控制|介绍第96页电池报告 2024|1 行业|电芯及
141、电池包制造|质量保证/质量控制|工具一些核心在线测量以跟踪质量-按工具颜色编码来源:对多个工具供应商的研究和制造专家的见解工具类型光学X射线/CT粘度计激光扫描仪泄漏检测器(通常为氦气)电气安全测试仪精密天平CD设备使用的典型工具注意:仅列出主要使用的工具粘度外来颗粒涂层重量箔片/电极厚度皱纹检查电极厚度尺寸测量毛刺检查极耳弯曲缺陷分层对齐极耳、胶带位置焊接分析/缺陷HI-POT耐压测试收缩包装检查壳体表面检查外观缺陷尺寸测量容量压差电压交流内阻,直流内阻壳体压接轮廓,直径体焊接位置对齐壳体边缘缺陷检测E-FILL 漏气检测电解质质量测量注意:此列表并不详尽第97页电池报告 2024|1 行业
142、|QA/QC技术-高分辨率电极在线检测过去,电极形态在研发中至关重要。但在制造中却不然,主要是因为微米级在线检测几乎不可能。现在,制造商正在认识到在线电极检测的重要性,因其对电池质量的影响,以及令人兴奋的解决方案正在进入市场。让我们深入探讨这为何重要以及如何实现。来源:PDF Solutions,High-Potential Failure Analysis,Sotto;Detecting the foreign matter defect in lithium-ion batteries.,Pan et al.;The Impact of Li Grain Size on Coulombic
143、 Efficiency in Li Batteries,Mehdi et al.;Particle size and zeta potential of electrode materials:better characterization,better performance,Anton Paar;Balancing particle properties for practical lithium-ion batteries,Zhang et al.;Effect of the grain arrangements on the thermal stability of polycryst
144、alline nickel-rich lithium-based battery cathodes,Hou;Identifying the Origins of Microstructural Defects Such as Cracking within Ni-Rich NMC811 Cathode Particles for Lithium-Ion Batteries,Heenan et al.;The influence of void space on ion transport in a composite cathode for all-solid-state batteries,
145、Hlushkou et al.;Probing the particle size dependence of nonhomogeneous degradation in nickel-rich cathodes for high-energy lithium-ion batteries,Song et al.电芯及电池包制造|质量保证/质量控制|工具特征是什么?团聚和污染 颗粒大小、排列和均匀性 表面粗糙度 电极结构中的空隙 缺陷进展(裂纹、断裂)捕捉它们为什么重要?污染:导致电池快速退化和内部短路(ISC),导致电池故障。团聚:导致涂层中的缺陷,导致废料。较大颗粒:实现均匀锂沉积,减少枝晶
146、形成 提高安全性。颗粒排列:有助于离子和电子通道,提高曲折度。均匀颗粒大小:提升能量/功率密度;非均匀性导致应力、裂纹和退化。缺陷和空隙:增加电阻,削弱结构 降低效率和长期性能。请阅读下面链接的论文以了解更多信息这是如何完成的?-示例方法提供者示例:光学硬件AI/ML引擎1-3微米分辨率可以以胶卷速度运行每秒拍摄50张以上的图像照明系统以实现三向观察即时图像处理识别并测量每个图像特征电极微观结构,不仅仅是漂亮的图片混合涂层压延切割/刻槽卷绕/堆叠填充形成/老化EOL第98页电池报告 2024|1 行业|QA/QC技术-太赫兹迄今为止,没有传感器技术能够在在线涂层过程中同时、准确且快速地测量涂层
147、密度、涂层厚度和导电性。太赫兹传感器提供了一种解决方案,可以在一次测量中提供密度、厚度和导电性,允许实时反馈和控制。来源:Teraview电芯及电池包制造|质量保证/质量控制|工具特征是什么?涂层的密度 涂层的厚度 涂层的导电性 电磁波长 1 mm 到 100 m 目前在美国电池制造商处部署捕捉它们为什么重要?涂层的密度:每单位面积的活性材料质量决定了电极的最终容量,尽管较高的涂层重量有助于提高能量密度,但通常也会降低功率密度。涂层的厚度:确保生产过程中涂层厚度的均匀性是大规模生产中最大的挑战之一。较厚的电极含有更多的活性材料,增加了能量密度,但也具有更大的扩散距离,降低了功率输出,并可能导致
148、电极响应不均匀,从而加速降解。涂层的导电性:高导电性提高了在更高放电率下的容量,使电池在给定时间内提取更多能量。如何做到的?-示例方法提供商示例:合浆涂布辊压切割/刻槽卷绕/叠片填充形成/老化EOL第99页电池报告 2024|1 行业|质量保证/质量控制技术-CT扫描正在改变电池制造提供电池CT的公司选择:电芯及电池包制造|质量保证/质量控制|工具计算机断层扫描(CT扫描)使用X射线创建电池组件的详细3D图像。样本在旋转的同时,X射线穿过它,捕获多个2D投影。这些投影被重建为完整的3D模型,以便进行内部分析。与传统的2D检查不同,CT提供了电芯的完整体积数据。新兴CT技术:更快的扫描电池的CT
149、检查必须与电池生产的高通量相匹配。在2024年,新的技术应运而生,使用AI支持的重建算法、快速探测器或高亮度X射线源。全电池在线扫描由于扫描速度的提高,高速度的整体圆柱电池CT扫描已经被开发出来-其吞吐量接近全电池在线CT要求。数据管理随着扫描速度的提高,以及在线CT,极大的数据量将被生成(50 GB/电池)。为了有效管理这些数据,需要强大的数据管理工具以便于数据访问、存储和共享。作为回应,新的基于云的工具已经被开发出来以应对这些挑战。来源:Table from“Battery Quality Control via High throughput CT Scanning”混合涂层压延切割/刻
150、槽卷绕/堆叠填充形成/老化EOL第100页电池报告 2024|1 行业|QA/QC技术-高分辨率-高通量超声超声波已成为电池检测中一种有前景的无损检测方法。材料特性、密度和孔隙率等因素影响超声波与电池材料的相互作用。在锂离子电池中,波传播可以使用比奥理论(Biots theory)描述,该理论适用于饱和流体的多孔介质或电极涂层的浆料模型。来源:Imperial College London,Liminal Insights,Titan Advanced Energy Solutions电芯及电池包制造|质量保证/质量控制|工具特征是什么?在线高体素计数成像 软件启用计量 软件启用电气测试(So
151、C)通常在1-10 MHz之间的频率下运行 目前已在美国和欧盟电池制造商处部署为什么这很重要捕捉它们?厚度和密度测量:测量电极厚度和均匀性,以保持一致的性能。电解液分布分析:评估电解液的均匀分布,这对电池效率至关重要。对各种电池化学的适应性:与锂离子、固态和其他新兴电池技术兼容。质量控制:确保组件的正确对齐并验证制造精度。数据集成:提供用于过程优化的数据,并反馈到制造系统中。缺陷和空洞:增加电阻,削弱结构 降低效率和长期性能。这是如何完成的?-示例方法提供商示例:混合涂层压延切割/刻槽卷绕/堆叠填充形成/老化EOL第101页赞助内容电池报告 2024|第102页电池报告 2024|1 行业|1
152、 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第103页电池报告 2024|1 行业|应用|概述电动汽车全球电动汽车需求保持稳定。增长率有所放缓,但这并未影响所有市场和公司。为了适应汽车行业的这一前所未有的变化,汽车制造商正在优先考虑经济实惠且具有竞争力的车辆。电动汽车(BEV)电池正趋向于更大尺寸和方形铝壳结构。汽车制造商正在加速推进无模组电池包技术的计划。锂电池储能系统电池储能系统(BESS)的市场正在蓬勃发展,其装机量占电池应用总量的比重持续攀升。快
153、速下降的成本,加上政策和技术创新,推动了锂电池储能系统的日益普及,其中电网测装机量为主要的应用领域。电网规模的锂电池在在储能系统领域处于领先地位,但其他储能领域如住宅、商业与工业(C&I)、虚拟电厂(VPP)、车对电网(V2G)和长期储能(LDES)等新兴领域也在快速创新。行业安全技术持续迭代,但仍面临储能系统标准滞后与公众认知挑战。其他新兴市场航空公司采用高端锂离子电池技术,已接近市场规模化应用。越野电动车、轻型电动车、卡车、船舶电池等新兴市场涌现新的利润增长点。尽管电动自行车销量主导微型出行市场,但解决火灾风险和安全标准是行业优先事项。人工智能数据中心对锂电池需求激增,支撑可再生能源并网、
154、不间断电源、负载均衡及电能质量调控和其他多元服务。应用概述第104页电池报告 2024|1 行业|电动车电池生产-里程碑与联盟应用应用|电动汽车电动汽车|电动车生产三月协议要求供应用于BEV的圆柱形电池五月十二月协议 促进长寿命电池的研究,用于电力交换站合作 支持现代汽车在中国的合作伙伴关系七月协议 向Ampere供应39 GWh LFP软包电池1100,000 新的电动车加入Uber的全球平台八月三星与通用合资在美国生产电动汽车九月在日本合资建立新电池生产工厂十月合资企业为福特商用电动车供应109 GWh电池十一月五年协议 供应67 GWh的4695电池延长 14年合作关系 开发方形铝壳电池
155、合资企业 开发用于电动车的锂硫电池合资企业 在西班牙建设LFP电池厂(规划产能50GWh)一月投资 用于开发钠离子电池技术来源:上述新闻文章第105页电池报告 2024|1 行业|全球电动车需求依然乐观,但电池用量增速放缓来源:内容和分析由CRU集团(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/。*电动车包括BEV、PHEV、EREV。显示乘用车和轻型商用车。应用|电动汽车|BEV需求全球轻型电动车*销售,单位:百万辆全球轻型电动汽车*电池装机量,单位:GWh全球BEV销量,2024年,单位:千辆第106页电池报告 2024|1 行业|电动汽车市场放缓并非所有市场及企业均受到同等冲击
156、应用|电动汽车|BEV需求中国正在支撑全球需求增长主要区域增长路径分化,个体市场增速差异显著纯电动制造商持续巩固领先地位来源:内容和分析由CRU集团(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/。*电动车包括BEV、PHEV、EREV。显示乘用车和轻型商用车。第107页电池报告 2024|1 行业|来源:CRU集团,企业公告。PEV=BEV,PHEV,EREV应用|电动汽车|OEM坚持到2030年销售目标在欧盟电动汽车市场占比70%,美国及中国市场占比50%目标是在2030年全球年销量 达到555万辆,比2023年增长30%将2024年的销售目标提高到400万辆,高于此前约360万辆
157、的计划一些传统汽车制造商需求放缓,促使他们重新评估激进的BEV目标并削减投资计划,而其他公司则重申了他们的承诺。一些公司缩减了他们的混合动力车型阵容,另一些公司则正在游说政策制定者放宽法规。这种放缓被视为一种缓解,为他们提供了更多时间来提升其电动汽车的能力和竞争力。部分主机厂削减EV激进目标与投资,另一些重申战略承诺第108页电池报告 2024|1 行业|中国实现了电动汽车(BEV)与内燃机车(ICE)价格平价,而世界其他地区正在追赶来源:主要内容由1Rho Motion提供,2 彭博新能源财经(杰出合作伙伴)应用|电动汽车|价格中国汽车主机厂通过以下组合实现了价格平价:基础成本降低激烈的价格
158、竞争规模经济对消费者的地方和国家激励基于销售加权平均的电动汽车(BEV)与内燃机车(ICE)基价的地区溢价1中国电动车(EV)车型价格高于或低于内燃机车(ICE)的份额1第109页电池报告 2024|1 行业|在欧洲即将出现更轻型、更实惠的BEV虽然这里没有显示,但也有一些价格实惠的中国进口车型正在销售或计划中。内容与分析由Rho Motion(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/ 2024|1 行业|许多主机厂正转向插电式混合动力车来源:内容和分析由CRU集团(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/。系列增程电动车(EREV)包含在插电式混合动力车类别中。应
159、用|电动汽车|混合动力车插电式混合动力车受益于更有利的定价、与BEV相似的激励措施(仅限中国)、车型多样性以及更大的电池包带来的更长续航里程从中国汽车制造商到美国汽车制造商,一系列增程电动车 正在复兴。EREV几乎占混合动力汽车电池需求的三分之一。欧盟法规鼓励主机厂增加电池包容量,但2035年的零排放车辆(ZEV)专属法规限制了插电式混合动力车的发展美国主机厂一直依赖于其混合动力汽车的产品,而最新的EPA排放标准允许他们在使用不同动力系统满足平均排放目标方面有更大的灵活性插电式混合动力车短期内支撑了电池需求增长率,但总体来看,因为插电式电动车电池包的容量远小于纯电动汽车电池包的容量,所以电动汽
160、车转向混合动力导致电池需求总量下降。中国正在推动插电式混合动力车的复兴,并且电池包容量比其他地方更大插电式混合动力车在短期内对电池需求的贡献有限插电式混合动力车是今年增长最快的电动汽车类型第111页电池报告 2024|1 行业|增程电动汽车(EREV)的复兴应用|电动汽车|混合动力车增程电动汽车是系列插电式混合动力车本质上是携带小型内燃机的电池电动汽车,以便在需要时为电池充电。中国纯电汽车制造商与老牌的汽车制造商都讲其动力系统策略转向引入增程式电动汽车。08/24-宣布新的增程电动汽车型号,具有900公里的总续航里程,调整了之前的品牌战略计划在2030年前开始量产11/24-宣布在中东、北非和
161、欧洲推出新的EREV车型,品牌为Firefly计划在2026年开始量产11/24-宣布新的EREV车型,具有1,400公里的总续航里程和430公里的纯电动续航及5C充电速率计划在2025年H2开始量产08/24-宣布新的EREV车型,采用全新的电动混合动力技术计划在2025年H2开始量产09/24-一份泄露的博世文件公开了一款代号为N3的EREV车型-SUV计划在2026年开始量产05/24-宣布新的EREV车型,搭载宁德时代电池(39 kWh)-总续航里程1,150公里,纯电动续航245公里计划在2026年开始量产11/24-推出大型车型 基于STLA Frame平台,续航里程1,100公里
162、来源:现代、蔚来、小鹏、极氪、小米、阿维塔、斯特兰蒂斯第112页电池报告 2024|1 行业|来源:1 内容与分析由Rho Motion(杰出合作伙伴)提供,2 CRU集团(杰出合作伙伴)应用|电动汽车|政策欧盟提高对中国制造的电动汽车的关税新的关税正在影响中国电动汽车出口到欧盟,一些制造商正在消化增加的汽车成本,虽然这短期阻碍了中国电动汽车进入欧洲市场,长期来看这项政策鼓励了中国汽车品牌在当地本土化生产。一些制造商面临近45%的关税135%的欧盟内BEV是进口的,欧洲是中国BEV出口的主要目的地2第113页电池报告 2024|1 行业|应用|电动汽车|政策中国主机厂对欧盟加重关税的应对策略内
163、容与分析由Rho Motion(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/ 2024|1 行业|来源:内容和分析由CRU集团(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/。并非详尽无遗的列表。包括套件生产。*吉利在美国的存在是通过其拥有的沃尔沃品牌,沃尔沃品牌归吉利集团所有。比亚迪在2024年9月推迟了其在墨西哥的计划。应用|电动汽车|政策中国公司正并利用其成本优势加速全球扩张尽管生产和供应链采购的成本较高,国内竞争和外贸政策促使中国公司在海外建立业务欧洲市场欢迎中国品牌本土化生产,美国总体上反对中国的进入因此,中国主机厂正专注于全球南方地区和第三国世界国家,如匈牙利、墨
164、西哥、巴西和东南亚中国汽车制造商扩张到欧洲和“全球南方”地区主要中国电动汽车海外生产计划第115页电池报告 2024|1 行业|中国缩减了对电动汽车的补贴有关政策的更多信息,请参见政策部分。来源:彭博新闻应用|电动汽车|政策中国汽车制造商的补贴与其他地方的补贴相比不具备优势中国汽车制造商支付的相对标准税率主要中国汽车制造商没有独家享有的资金特权第116页电池报告 2024|1 行业|应用|电动汽车|电池组汽车制造商加速无模组电池包计划来源:主要内容由1 Roland Berger(杰出合伙人),2 CRU集团(杰出合伙人)提供电池集成架构在电动汽车中的份额,按生产的车辆百分比2CTP设计可以针
165、对特定车辆平台进行定制1CTP和CTB设计有助于提高能量密度、减轻车身重量以及降低组件成本通常采用大尺寸电芯从电池包结构设计层面提高能量密度,使LFP可以实现在大型车辆上的应用虽然面临技术和电芯使用寿命的双重挑战,但优先考虑降低成本第117页电池报告 2024|1 行业|应用|电动汽车|电池组电动汽车电池包结构的创新固态电池热管理制造创新模块化与材料创新梅赛德斯-奔驰与Factorial建立合作关系,共同开发SSBsNIO ET7推出半固态电池QuantumScape开始生产SSBs B样品本田发布SSB生产线准备情况Aspen PyroThin-是一种旨在防止热量和火势在电池包中传递蔓延的隔
166、热材料。用于通用汽车Ultium平台,并与丰田、斯堪尼亚和奥迪签订合同。“安全增强层”是 位于正极和电流集流体之间的薄膜材料,用以在高温下增加电阻率,防止短路和起火。通过3D打印革命性地改变电池制造,生产定制形状的高性能SSBs,同时消除湿法工艺以提高速度和规模。粉末到电极-使用先进的喷涂技术直接将干电极粉末喷涂于集流体表面。电极到电池包-将电极直接集成到电池包中,省略传统的电芯和模组结构。Xerotech Hibernium-使用21700电芯制造的可扩展模组。可由6种不同的模组组成678种不同尺寸的电池包。编织复合材料 正在推进电池外壳的发展,像旭化成和SABIC这样的公司正在研发集成了潜
167、入是冷却系统的热失控强化保护的材料。Impervio隔膜可以有效防止电芯内部形成枝晶从而提高电池安全性。第118页电池报告 2024|1 行业|电池封装形式-BEV市场趋势向大容量电池发展,主要为方形电池来源:内容和分析由CRU集团(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/。注意:Nxx包括NMC及其衍生物应用|电动汽车|电池设计电池封装形式受化学体系影响,反之亦然-LFP正在推动向方壳电池发展的趋势如今两种化学体系都倾向于采用方壳电池中国制造商是市场领导者,他们更倾向于使用方形电池这是在软包电池的能量密度与圆柱电池的机械强度之间的折中解决方案电池电芯各封装形式在电动汽车中的份额
168、,基于 GWh百分比第119页电池报告 2024|1 行业|应用|电动汽车|电池设计主要形状因素的来源:已添加到公司图标中次要形状因素的来源:宁德时代,中创新航,阳光电源,LGES,东芝,国轩高科,远景科技大图标和小图标分别表示主要和次要电池偏好。*方壳电池图标被用作刀片电池表示的最佳匹配电池制造商的电池封装形式趋向于方形,主要贡献者来自亚洲*第120页电池报告 2024|1 行业|应用|电动汽车|电池设计汽车制造商在电池封装形式上与电池制造商有类似的趋势,市场分布更加分散主要形状因素的来源:已添加到公司图标中次要形状因素的来源:吉利,现代,雷诺-日产-三菱,本田,特斯拉,福特,通用汽车,斯特
169、兰蒂斯,宝马,梅赛德斯-奔驰大图标和小图标分别表示主要和次要电池偏好。*方壳电池图标被用作刀片电池表示的最佳匹配*第121页电池报告 2024|1 行业|化学体系因应用领域和地区不同而呈现显著差异内容与分析由Rho Motion(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/ 2024|1 行业|美国市场电动汽车的续航和效率趋势来源:EPA应用|电动汽车|续航与效率续航获得EPA认证的电动汽车最长续航为Lucid Air轿车,每次充电后可续航516英里。在2025车型年,所有电动汽车(EV)的中位续航达到了创纪录的283英里,比去年增加了13英里,是2011年车型中位续航里程的四倍以上
170、。效率对于2025车型年,EPA评级的城市/高速公路综合消耗范围为每千瓦时1.49到4.17英里(mi/kWh)。每千瓦时的英里数(mi/kWh)基于EPA的城市/高速公路综合评级。注意本页面的续航和效率值是根据美国环境保护署(EPA)的方法估算的,不能直接与以下页面中的WLTP和CLTC值进行比较。美国市场2025款电动汽车各厂商最大EPA续航与效率数据制造商第123页电池报告 2024|1 行业|欧盟市场的续航和能效趋势应用|电动汽车|续航与效率续航EV中续航最长的是梅赛德斯-奔驰EQS 450+SUV,声称每次充电续航690公里(相当于429英里)效率欧盟市场的OEM声称效率在每千瓦时1
171、.93到4.54英里(mile/kWh)之间特斯拉的Model 3显示出最高的效率为4.54英里/千瓦时注意显示的范围和效率值基于全球统一轻型车辆测试程序(WLTP),且并不适用于与美国环保署认证和CLTC的续航里程及效率值进行直接比较。然而,原始值已从公里(km)转换为英里(mile),以保持一致性。2025年欧洲各OEM的EV最大WLTP范围和效率数据来源:EV数据库制造商第124页电池报告 2024|1 行业|中国市场续航里程趋势应用|电动汽车|续航与效率来源:制造商网站和媒体(数据汇编)蔚来极氪零跑起亚特斯拉小鹏比亚迪极狐Genesis小米丰田马自达理想汽车高合合众蔚来五菱续航蔚来ET
172、7在2025年车型中获得了CLTC认证的续航里程为1050公里(相当于652英里),并被评为最长续航车型。ET7的150kW电池将半固态技术引入市场EREVs(增程式电动车)在中国迅速成为一种快速增长的动力系统技术。该混合动力系统与常规BEV一样由电力驱动,同时配备小型内燃机来充电。这种系统通常可以在较小的电池容量下极大地提升单次充电的续航里程。(Electrek)注意OEM覆盖:本页面专注于介绍中国汽车主机厂,并未涵盖中国市场上所有的电动车。显示的续航和效率值基于CLTC(中国轻型汽车测试循环),且不应与美国EPA和WLTP的续航和效率值直接比较。然而,原始值已从公里(km)转换为英里(mi
173、le),以保持一致性。中国市场2025款电动汽车各厂商最大CLTC续航与效率数据汽车制造商第125页电池报告 2024|1 行业|来源:P3充电指数,2023年6月快速充电趋势-北美用于评估快速充电性能的指标是10-20分钟内快速充电所增加的续航里程。在北美20分钟内可以增加200英里以上续航的车辆数量低于来自欧盟尤其是来自中国的竞争对手(见下一张幻灯片)。应用|电动汽车|充电EPA在直流快速充电10分钟和20分钟后增加的续航里程定义:P3CI-美国=20分钟内实际充电续航/200英里第126页电池报告 2024|1 行业|快速充电趋势-欧洲和亚洲用于评估快速充电性能的指标是10-20分钟快速
174、充电所增加的续航里程。在中国充电20分钟可以增加300公里以上续航的车型高于欧洲。来源:P3充电指数2024,P3充电指数-亚洲2024应用|电动汽车|充电欧洲中国第127页电池报告 2024|1 行业|应用|电动汽车|充电按国家统计的公共充电桩累计数量-2024年11月到2024年11月,中国公共充电设施保有量已超过346万个,其中约47%为快速直流充电桩。全球范围内,各国正普遍呈现直流快充技术加速发展的整体趋势。这一转型主要由成本下降、高速充电需求增长及利润潜力提升驱动。快速直流充电桩安装数量加速部署,中国主导全球装机规模。内容与分析由Rho Motion(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息
175、,请访问https:/ 2024|1 行业|快充与慢充基础设施的配比呈现显著国别差异应用|电动汽车|充电来源:内容与分析由Rho Motion(杰出合作伙伴)提供。如需更多信息,请访问https:/ 2024|1 行业|人工智能在电动车价值链中的深度融合来源:公司公告应用|电动车|人工智能电池材料发现电池寿命预测使用AI模型预测电池老化。斯坦福能源的一项研究表明,在前100个循环中,寿命预测的误差为9.1%;该预测研究使用的模组由测试循环范围为150-2300循环的124个LFP组成。AI还被用于批量分析,以优化性能,并且有助于发现影响电池健康的关键因素。AI还可以检测电池组中的异常,从而防止
176、过早老化。批量数据分析2024年的一个显著趋势是人工智能在锂离子电池整个价值链中的加速渗透人工智能模型筛选数千种潜在组合,并帮助预测材料在原子尺度上的材料属性,从而促进电解质、电极和隔膜新材料的发现加速测试制造工艺优化人工智能通过模拟不同材料组成中的电化学反应,加速测试计划,减少对耗时的物理实验的依赖人工智能用于优化电极涂布和烘干工艺,这可能会使电池化成所需的时间呈指数级减少第130页电池报告 2024|1 行业|重型出行市场发展-市场规模与需求增长来源:KGP-GlobalData全球商用车动力总成预测2024年第四季度。电动汽车包括电池电动和燃料电池车辆 6吨总重应用|电动汽车|重型移动车
177、辆全球电动卡车和公交车产量(6吨 GVW)在2024年增加了56,000辆,较2023年的94,000辆有所增长。尽管全球车辆总量生产下降了167,000辆,但重型出行市场仍增长了60%中国占据了大部分的销量和增量,2024年增加了49,700辆,增长了69%欧洲、美国和中国严格的CO2和温室气体法规,以及重型电动汽车的总拥有成本下降,将使2030年重型电动汽车生产超过767,000辆2024年重型电动车市场总电池需求预计为42 GWh,较2023年的26 GWh有所增加,不包括中国可更换电池的备件。重型车辆GWh电池用量,2023/2024重型车辆EV产量2023/2024第131页电池报告
178、 2024|1 行业|重型出行市场关键参与者-电池解决方案与合作伙伴关系来源:KGP xEV模型数据库2024年11月应用|电动汽车|重型移动车辆按终端用途划分的电池平均电量,2024宁德时代TECTRANS耐用性可达2.8百万公里(1.9百万英里)充电速率高达4C(15分钟内达到70%SOC)续航里程高达500公里AMPLIFY CELL TECHNOLOGIES戴姆勒卡车(30%)、PACCAR(30%)、Accelera(30%)和EVE(10%)之间的合资企业2027年开始生产,产能21GWh2024年,重型卡车电池平均电量为297 kWh,中型卡车平均电量为222 kWh,重型公交车
179、平均电量为254 kWhLFP是主要的电池类型,因为原始设备制造商优先考虑循环寿命和成本技术发展将使电池寿命延长至超过160万英里宁德时代主导全球市场,2024年宣布其新款TECTRANS LFP电池其他重要供应商包括三星SDI、国轩高科和EVE。值得注意的是,2027年戴姆勒卡车、PACCAR、Accelera和EVE之间的新合资企业AMPLIFY CELL TECHNOLOGIES将在美国密西西比州工厂开始生产约21 GWh锂电池。*样本量不足,未显示的细分市场第132页电池报告 2024|1 行业|轻型出行市场规模与需求增速应用|电动汽车|轻型通勤车辆轻型出行市场的增长主要受电动自行车销
180、售驱动。2022年全球微型出行市场约1750亿美元,麦肯锡1估计到2030年,全球微型出行市场将达到约3600亿美元,其中欧洲占据了大部分市场。美国也要见证创纪录的高需求,主要受益于充足的激励计划2。安全问题仍在持续困扰,促使相关法规的出台3,4。来源:1 麦肯锡,2 美国能源部,3 纽约消防局,4 安全公告第133页赞助内容1 行业|电池报告 2024|应用|电动汽车|轻型出行车辆电动轻型商用车销售及市场份额,2018-2023*EV=电动汽车;LCV=重量少于3.5吨的轻型商用车。在中国,LCV包括小型公交车、一些轻型卡车和迷你卡车。截至2023年的最新可用数据集来源:国际能源署(IEA)
181、电动轻型商用车市场规模第134页电池报告 2024|1 行业|1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第135页电池报告 2024|1 行业|图表来源:由PowerSwitch编制,基于BNEF和Woodmac的公开数据:2020(累计),2020,2021,2022,2023,2024锂离子比例:Rho Motion(来源:Energy Storage News)全球BESS(储能电池)部署激增全球BESS电力容量新增(GW)全球累计BESS电力
182、(GW)全球BESS能源容量新增(GWh)全球累计BESS能源容量(GWh)“能源存储的十年”继续超出预期,2024年新增电池储能系统(BESS)69 GW/169 GWh的安装。这使全球累计BESS容量达到150GW/363 GWh,锂离子电池占2024年电池安装的超过98%。应用|BESS|储能行业汇总第136页电池报告 2024|1 行业|去年BESS容量新增增长超过55%同比来源:主要内容由彭博新能源财经 BloombergNEF(杰出合作伙伴)提供。应用|BESS|储能行业汇总2024年全球 BESS 部署的 69GW 在容量基础上代表了55%的增长(相较于2023年的部署)全球电池
183、项目正在激增,但主要集中在少数几个关键国家/地区:中国(36GW)、美国(13GW)、欧洲(10GW)和澳大利亚(2GW)经济学人称,2024年大规模电网储能是“增长最快的能源技术”2020年代继续符合预期,这将是能源存储的十年全球新增BESS功率(GW)第137页电池报告 2024|1 行业|在2024年,BESS市场的价值同比增长超过20%,达到$90B 公用事业规模市场占该市场的85%以上,其余部分分为住宅和商业及工业(C&I)安装 锂离子电池是市场领导者,2024年超过98%的电网规模BESS部署使用锂离子电池 在容量方面,预计锂离子电池将在2025年超越抽水蓄能 公用事业市场驱动了大
184、约87%的需求 BESS的部署增长速度超过了整个电池行业 BESS现在占总电池部署的15%,较2020年的7%有所上升 激增的主要驱动因素是电池成本下降、政府政策激励以及对BESS技术和项目的投资大幅增加BESS在电池需求中的份额自2020年以来翻了一番应用|BESS|储能行业汇总BESS市场的价值来源:主要内容由Rho Motion(杰出合作伙伴)提供一个不断增长的电池细分市场BESS在整体电池市场中的份额第138页电池报告 2024|1 行业|美国和中国在BESS部署方面是明显的领导者:这两个市场合计约占2024年所有BESS项目的70%,按容量计算中国大陆的BESS安装在2024年是明显
185、的市场领导者。他们在2024年全年新增了36 GW/84 GWh,按GW计算比2023年增长了64%美国各个细分市场的能源存储部署预计在2024年全年将达到13 GW/41 GWh,按GW计算比2023年增长了72%中国和美国市场在BESS部署中领先来源:来自杰出合作伙伴BloombergNEF的数据。应用|BESS|领先市场2024年中国新的BESS容量2024年美国新的BESS容量第139页电池报告 2024|1 行业|单个BESS安装正在不断增大-截至2024年11月,最大的运营BESS是位于加利福尼亚的Edwards&Sanborn BESS,容量为821 MW/3,280 MWh 许
186、多系统是分阶段建造的,彼此相邻,采用单独的互连申请虽然中国在已部署的BESS容量上领先美国,但美国在大型单个项目的建设上领先,全球11个超过300MW的运营项目中有9个位于美国目前有多个项目正在开发中,预计将突破1 GW的门槛,但尚未有此规模的系统投入运营排行榜-按互连功率划分的全球BESS安装来源:PowerSwitch,基于项目开发者的公开数据。应用|BESS|主要开发者截至2024年11月的运营BESS项目(MW/MWh)第140页电池报告 2024|1 行业|当今储能市场的最大驱动力之一是电池成本的快速下降根据BNEF的数据,2024年每千瓦时的平均成本下降至$165/kWh,较202
187、3年同比下降40%,且不到2019年价值的一半在中国,成本下降得更快2024年12月在中国对16 GWh电池外壳+PCS的投标平均价格为$66/kWh2022年价格的上涨是由于供应受限、高锂价和持续的疫情供应链问题所驱动2024年储能成本显著下降应用|BESS|系统成本电池外壳+PCS 成本12024年实际美元中的$/kWh来源:包括彭博新能源财经的内容。1 此定价基于可用能量容量的单位,包括直流电池外壳和逆变器系统(PCS),但不包括EPC(总包)和电网连接成本。第141页电池报告 2024|1 行业|储能持续时间定义为在额定功率下放电电池额定能量的时间-充放电倍率(C rate)与持续时间
188、成反比BESS项目的平均持续时间从2020年的1.8小时增加了33%,达到2024年的2.4小时这主要是由于从NMC转向LFP化学体系,此外,基于日益增长的用例和市场,储能成本按每千瓦时计算下降,偏好更长的持续时间和降额因素来源:1 Rho Motion 在能源存储新闻 Energy Storage News中讨论;2 由 PowerSwitch 编制,基于 BNEF 和 Wood Mackenzie 的公开数据:2020(累计),2020,2021,2022,2023,2024平均项目持续时间持续上升应用|BESS|项目持续时间全球平均项目持续时间(小时)2按地区划分的平均BESS持续时间(
189、小时)1第142页电池报告 2024|1 行业|BESS 电芯和集成系统的关键参与者应用|BESS|关键参与者BESS 项目从电芯到模组,再到电池包,最后到集成到集装箱/舱体。2024 年的一个主要趋势是电池制造商向价值链上游移动,提供集成系统,通常与使用相同电芯的集成商竞争。此幻灯片展示了领先的电芯制造商和系统集成商。一些既是电芯制造商又是系统集成商的公司使用自己的电芯以及其他电芯制造商的电芯。既是BESS电芯制造商又是系统集成商的参与者BESS系统集成商第143页电池报告 2024|1 行业|领先的储能项目开发商应用|BESS|关键参与者BESS开发商是指那些获取土地、签署购电协议、采购组
190、件并管理BESS项目的EPC(即项目总包)公司。该行业包括大型和小型公司的混合,从具有广泛发电能力的跨国独立发电商到只有少数项目的小公司。此幻灯片展示了领先的BESS项目开发商,按其最大项目所在地区分类-请注意,一些开发商也在提到的地区以外。北美开发商欧洲和拉丁美洲开发商亚洲和非洲开发商澳大利亚的开发商第144页电池报告 2024|1 行业|BESS项目是多功能资产,可以为任何电网提供广泛的用途(“跟随电网”),或通过生成自己的电网(“形成电网”)来服务于离网地点或选择与主电网隔离的并网地点。虽然BESS项目使可再生能源在电网中的渗透更深,但有五个主要用例占据了项目大部分收入:辅助服务:一系列
191、用于帮助维持电网稳定的服务,例如频率响应可再生能源整合:帮助确保有效利用可再生能源产生的能量电网支持:管理传输和分配网络的约束资源充足性:提供可以在高峰需求期间部署的电力容量,以减轻电网的压力能源套利:在价格低时储存能量,在价格高时出售,从而最大化利润BESS用例总结来源:包括来自Roland Berger 罗兰贝格(杰出合作伙伴)的内容。应用|BESS|项目考虑因素BESS 使用案例能源套利资源充足性电网支持辅助服务可再生能源整合第145页电池报告 2024|1 行业|探索利润模型-合同驱动与商业驱动来源:Camelot Energy Group机制合同驱动商业驱动利润稳定性可预测的收入:与
192、固定利率的长期协议可变收入:根据市场波动市场暴露对价格波动的有限暴露完全暴露于市场动态风险水平通过保证支付降低风险由于市场波动而面临更高风险利润潜力稳定但较低的回报在有利条件下潜在更高的利润主要利润来源收费(固定支付)、容量、能源对冲能源市场、容量拍卖、辅助服务投资者画像优先考虑稳定性的风险回避型投资者风险承受能力较高的投资者,寻求更高回报BESS利润模型可以根据运营策略和风险承受能力分为合同驱动型或商业驱动型。选择受到BESS所在能源市场的影响,以及市场条件、财务目标和投资者的风险偏好的影响。无论模型如何,BESS系统提供灵活性,可以同时提供多种应用,使运营商能够从多种来源叠加收入,并将收入
193、策略与不断变化的市场机会对齐。2024年建造的大多数系统使用了合同驱动型和商业驱动型利润的某种组合。应用|BESS|项目考虑因素第146页电池报告 2024|1 行业|根据它们相对于电表的位置以及它们在能源系统中的角色,BESS系统可以以两种方式部署:表前(FTM):连接到电网的传输或配电网络,或与可再生能源发电共址表后(BTM):安装在公用事业电表后面,通常由商业、工业或住宅消费者直接拥有/管理并提供能源BESS部署路径来源:NREL,Symtech Solar和Cervicorn Consulting并网系统规模:MW到GW离网系统规模:小于1MW对比前端电表(FTM)市场份额:80%系统
194、规模:MW到GW后端电表(BTM)市场份额:20%系统规模:5kW到10MW对比公用事业规模发电公用事业规模储存传输&分配商业工业住宅BESS系统也可以根据连接类型以不同方式部署:并网:连接到主电网,支持削峰和平衡可再生能源,随着可再生能源扩展和电网韧性需求的增长,需求也在增加离网:独立于主电网,在偏远地区提供电力或作为电力备份,随着对农村电气化和可持续能源解决方案的采用趋势增加注意:混合系统能够在并网和离网模式之间切换,在间歇性电网和可再生能源场景中正获得关注。应用|BESS|项目考虑因素第147页电池报告 2024|1 行业|施工质量保证:大多数BESS制造商与EPC承包商一起,提供一项施
195、工质量保证,该保证涵盖系统达到商业运营日期(COD)后的一个时期。通常情况下,该保修有效期为1-3年,涵盖初始缺陷和组件故障(短期)。性能保证:在COD之后,制造商通常会根据单独的长期服务协议(LTSA)为其系统提供性能保证。这些保证允许在经过容量测试验证的情况下,保证一定程度的衰减,该测试每年进行一次。LTSA的最常见条款是保修:20年内7200个循环(相当于每天1个循环),尽管一些制造商提供高达10000个循环的25年保修从COD起的100%到第20年约70%的典型衰减典型的循环效率保证可用性为97%或更高,排除系统的计划维护时间纠正性维护:大多数LTSA不涵盖纠正性维护,这是由于系统操作
196、中意外事件造成的,尽管一些合同提供更高价的扩展保修,其中包括更大的支付以应对纠正性维护工作。保险要求:在项目的多个层面上,保险是典型的:制造商为其预期的衰减水平投保,EPC承包商持有保险单以覆盖施工中的不可预见问题,项目在达到COD后转为运营项目保险。可融资性:上述所有政策、保修和担保在行业中变得更加标准化,从而增强了对公用事业规模能源存储项目融资的信心;总体而言,这是行业成熟和变得更具可融资性的标志。ESS技术可融资性-衰减、循环寿命和产品保修/担保应用|BESS|技术与电池来源:PowerSwitch,诺顿罗斯富布赖特,ACCURE,DNV,能源存储新闻第148页电池报告 2024|1 行
197、业|品牌产品直流容量(MWh)*产品图片TENER 天恒6.25Gridstack Pro5.6MC Cube T6.4SolBank 3.05.0Pod5.0PowerTitan 2.05.0Quantum 35.0HyperBlock III5.0公用事业规模BESS产品趋向于5 MWh容量的20英尺集装箱应用|BESS|技术与电池标准尺寸,日益增长的容量早期的ESS行业使用40英尺的集装箱;后来演变为10英尺的立方体产品,但行业现在已统一为一种尺寸:20英尺的集装箱20英尺(6米)长 x 8英尺(2.4米)宽 x 8.5英尺(2.6米)高出于安全考虑和运输便利,每个集装箱逐渐增加了更多的
198、能量。电池单体的能量密度增加、更大格式的电池单体以及更高效的设计都促进了这一趋同。虽然一些设计使用传统的波纹纸箱集装箱,但其他设计则选择了专有的外壳。几乎所有舱体都具有内置液冷功能,尽管一些提供空气冷却作为替代方案。行业仍然在产品中分为两类:一种是在舱体中具有内置PCS单元(交流侧产品),另一种是需要外部PCS(直流侧产品)。交流侧产品的显著领导者包括特斯拉、阳光电源和Wartsila。*每个项目的直流额定容量由制造商报告。产品外壳基于20英尺集装箱。所有产品均为直流侧,除了PowerTitan 2.0和Quantum3。第149页电池报告 2024|1 行业|LFP(磷酸铁锂)已超越NMC(
199、三元)成为主导的固定储能化学品,今天占据超过80%的ESS(储能)市场BESS主要基于LFP,但在长时间应用中面临限制来源:来自CRU集团的正级化学图表(杰出合作伙伴),来自MCJ Newsletter的成本效益图形。应用|BESS|技术与电池领先的BESS化学品基于锂的ESS在较长时间内的限制锂离子储能在短时间内在两个使用案例中具有成本效益:(1)从几秒到1小时的需求-供应匹配(2)能源套利(即在便宜时购买能源、充电,在高价时出售、放电)在当前价格下,锂离子电池在任何使用案例场景中超过8小时、后并不具成本效益,这推动了对替代化学的研究(见LDES)第150页电池报告 2024|1 行业|尽管
200、锂离子电池占据了约98%的BESS市场,但仍有几种竞争的化学体系正在争夺领导地位,基于成本、安全性能和持续时间的改善。有关这些技术的更多信息,请参见非锂化学部分。来源:https:/vanitec.org/latest-from-vanitec/article/china-sees-surge-in-100mwh-vanadium-flow-battery-energy-storage-projects替代化学-钠离子、铁空气和液流电池应用|BESS|技术与电池钠离子(Na-ion)电池液流电池金属空气电池用于 2-10小时的电网存储、住宅存储和铅酸电池替代旨在 6-24小时的能源存储以稳定电
201、网并提供峰值转移/负载转移能力旨在支持高达100小时的用例 以提供季节性存储的可调度容量2024年关键发展:比亚迪推出了一款用于大规模电网应用的BESS长刀片钠离子电池(90 Wh/kg)海辰推出了一款专门用于公用事业规模存储的钠离子电池宁德时代宣布了一款结合锂离子/钠离子电池的电芯美国能源部 宣布了一项5000万美元的拨款以推进钠离子电芯技术的研究2024年关键发展:全球流电池总容量增加至40 GWh钒流电池(VFRB):在亚洲进行了大规模容量的增加,包括一个700 MWh项目 在中国。铁流电池:在加利福尼亚宣布了2 GWh的铁流部署,在澳大利亚超过3 GWh。2024年关键发展:铁空气:F
202、orm Energy在其F轮融资中筹集了4.05亿美元。与明尼苏达公用事业公司Great River Energy(GRE)在2025年即将开展的1.5 MW/150 MWh项目。镍/氢:EnerVenue筹集了5.15亿美元,并宣布在密尔沃基进行其2-12小时持续时间电池的试点项目。第151页电池报告 2024|1 行业|LDES的定义各不相同,但通常被认为在8小时(0.125C)到100小时(0.01C)之间。LDES涵盖了包括化学、热能和机械在内的广泛技术,此外还有电化学(电池)。截至2024年部署的电池LDES约为2 GW,约等于全球已部署BESS容量的1%。长时储能计划,是美国能源部
203、的能源地球计划之一,旨在将提供10小时以上连续电力的系统的储存成本降低90%。尽管长时储能(LDES)有显著的投资和潜力,但锂离子电池目前占据了超过98%的已安装储能市场,在银行可贴现性、循环效率(RTE)和产品供应方面占据主导地位长时储能(LDES)技术来源:Rho Motion;LDES理事会应用|BESS|技术与电池第152页电池报告 2024|1 行业|BESS安全事件发生率的大幅下降来源:BNEF,EPRI,EPRI维基,2016年至2023年已安装BESS容量的数据:KEARNY,电力存储技术的蓬勃发展,2024年9月;2024:能源存储新闻 Energy Storage News
204、应用|BESS|安全2024年5月来自电力研究院(EPRI)的报告对运营BESS项目中的操作事件进行了最全面的分析事件被定义为:“由于BESS系统或组件故障引起的事件,导致安全风险增加。”对于锂离子BESS,这通常是热管理风险,例如火灾或爆炸。”2024年发生了5起可记录事件(美国3起,日本1起,新加坡1起)这些事件突显了有效灭火系统设计的重要性有效的应急响应计划对于减轻与BESS事件相关的风险至关重要,这些计划包括:撤离程序空气质量监测公共安全措施GW装机容量增长,事件减少:随着总装机BESS容量的指数增长,事件数量保持不变或减少按GW计算的事件最低:事件按装机GW比例反映出自2016年以来
205、最低的比率(0.03事件/GW装机)按年份统计的事件数量第153页电池报告 2024|1 行业|控制问题和集成挑战主导安全事件,而非直接的电芯故障来源:EPRI应用|BESS|安全控制问题引发了许多事件:虽然只有11%的事件直接归因于电芯故障,但更多事件是由于操作条件超出预定义安全窗口而间接引发的电芯故障所导致的问题在项目生命周期的早期发生:大约3/4的案例中,事件发生在施工、调试或运营的前两年内集成仍然具有挑战性:与集成相关的问题是导致事件的最常见根本原因,包括接线、冷却系统或安全系统事件的根本原因BOS=系统平衡按触发组件分类的事件第154页电池报告 2024|1 行业|ESS安全-大规模
206、燃烧测试是现有消防测试标准的新补充UL 9540A:该标准由美国私营认证机构UL Solutions制定,是消防测试的领先标准,几乎每个主要制造商都使用该标准进行了测试。它涉及测量在实验室控制燃烧中系统各个组件的结果,从最简单的开始,逐步到最复杂的:电芯级:单个电芯燃烧,测量产生的气体模组级:一组连接在一起的电芯的燃烧单元级:一组连接在一起并安装在电池簇和/或舱体内的电池模组安装级:与单元测试相同的设置,增加了用于火灾抑制系统对整个BESS单元的大规模测试:这些测试涉及故意触发整个BESS舱体内的热失控事件,以评估其控制火灾和防止蔓延到相邻舱体的能力。大规模火灾测试的好处:这些测试通常超过NF
207、PA 855和UL 9540A中概述的当前行业标准要求为即将到来的CSA C800标准做准备,该标准将在2026年建立能源存储系统大规模测试的新安全基准CSA C800模拟现实生活中的事件,并提供对最坏情况下火灾性能的洞察,以支持适当的风险评估来源:Utilitydive,BatteryStandardsTable应用|BESS|安全第155页电池报告 2024|1 行业|ESS安全-规范与标准美国能源部为旨在采购BESS的机构提供了一个模板,并强调了相关的规范和标准。在2024模板中添加了以下标准:NFPA 68:该标准涉及通过减压通风进行的explosion protection爆炸保护。
208、在BESS的背景下,这涉及设计通风系统,以安全释放压力,以防止爆炸事件导致的灾难性故障。NFPA 69:该标准侧重于explosion prevention systems 爆炸预防系统,例如那些在爆炸造成重大损害之前检测和抑制爆炸的系统。对于BESS,这涉及安装灭火系统、气体检测系统和其他措施,以防止电池模块内发生火灾和爆炸。NFPA 72:该标准涵盖火灾报警和信号系统。对于BESS,这涉及安装火灾报警器、烟雾探测器和其他早期预警系统,以检测火灾并启动适当的响应,例如激活灭火系统或警报人员。其他相关的代码和标准:来源:Energy.gov,Energy.gov应用|BESS|安全代码/标准描
209、述NFPA 70国家电气规范NFPA 855固定能源存储系统的安装标准UL 1642锂电池标准UL 1973用于轻型电气铁路应用和固定应用的电池UL 9540能源存储系统和设备代码/标准描述UL 9540A评估电池能源存储系统中热失控火灾传播的测试方法IEEE 1547分布式能源资源与相关电力系统接口的互连和互操作性标准UL 1741静态逆变器和充电器、变换器、控制器及互连系统设备的标准UL 62109-1光伏电力系统用电源转换器的安全性 第1部分:一般要求作为减少火灾和提高安全性的努力的一部分,AHJ和消防员要求这两个文件用于ESS系统的安装:(1)紧急响应计划和(2)退役计划/指南。第15
210、6页电池报告 2024|1 行业|主要市场BESS项目的监管地图应用|BESS|监管招标/定点对于受监管市场,存在特定的MW或MWh目标,项目通过竞争性招投标进行招标,然后通过谈判的购电协议授予。在非监管市场,开发者进行互连研究,并必须支持因项目而产生的网络升级费用。采购可能通过政府激励或合同进行监管,或者可能在私人市场上进行。互连无论是通过竞争性授予,还是为了在特定市场中获取收入而建立,电网必须根据BESS的具体充放电要求允许互连。通常基于公用事业、电网运营商或监管机构的申请/研究而允许。根据安排,开发者可能需要资助支持项目所需的电网升级的部分或全部费用。联邦/州/省/地区许可证大多数项目必
211、须获得某种国家、州、省或地区的批准-这包括必须咨询的任何规划或选址委员会、环境批准,以及任何额外的研究,如噪音或社区批准。必须遵循电气和建筑规范。具有管辖权的地方当局(AHJs)执行对国家、州和地方规范的合规性。产品特定法规根据AHJ对规范的解释,该项目及其关键组件,如BESS、PCS和控制系统,必须满足某些要求。在产品层面,这可能包括UL 9540、UL 9540A、相应的IEC标准,以及项目必须满足的项目级标准,如NFPA 855。第157页电池报告 2024|1 行业|电池储能投资激增来源:电池与安全能源转型世界能源展望特别报告,RechargeNews应用|BESS|投资电池存储投资创
212、纪录增长预计2024年全球电池存储投资将超过500亿美元,2023年增长70%,主要由美国和欧洲主导总投资:1500亿美元,其中1150亿美元用于EV动力电池,400亿美元用于储能主导地区:90%的资金集中在中国、欧洲和美国风险投资焦点$60亿用于创新,如新化学和电池回收-技术投资15%的资金用于回收和锂的替代品-技术投资领先发展的顶尖企业中国能源投资:11.8 GW容量-部署NextEra Energy:在美国的10.9 GW-部署Engie:在欧盟、美国和拉丁美洲扩展,计划6.3 GW-部署自2018年以来增长五倍:电池储能投资激增,以满足电气化和可再生能源整合的需求。2018-2023年
213、全球电动汽车电池和电池储能投资技术投资推动创新和可持续性,部署投资则专注于规模化和与现有能源系统的整合。第158页电池报告 2024|1 行业|人工智能和数据中心是电力需求和BESS部署的主要驱动因素截至2024年,全球约有10,655个数据中心,其中一半(5,381个)位于美国。有限的电网容量导致数据中心考虑自我发电,主要是太阳能光伏和电池储能在美国,15个州占全国数据中心负载的80%,其中弗吉尼亚州的数据中心消耗了该州超过25%的总电力应用|BESS|新市场预计到本世纪末,数据中心的电力需求将增长三倍,从2024年占美国总电力需求的3%增长到2030年的9%在15%的增长情景下,美国数据中
214、心的电力需求预计将增加到超过400 TWh/年,包括大量BESS安装“数据中心的地理分布显著不均,造成局部电网压力。”EPRI白皮书,2024来源:麦肯锡,EPRI,标普全球生成式人工智能在过去二十年中加速了电力需求的速度和规模,超过了任何其他技术。”麦肯锡报告,2024美国数据中心潜在电力消费预测:20232030美国数据中心地理分布及预计电力需求:2023-2030第159页电池报告 2024|1 行业|生成式人工智能与数据中心-电池市场规模、趋势及竞争格局鉴于数据中心的巨大电力消耗,确保其运营可持续性的呼声日益高涨。因此,像谷歌、苹果和Meta这样的主要超大规模企业已承诺到2030年仅使
215、用无碳能源,推动显著减少柴油发电机的使用。运营商越来越多地转向电池储能系统(BESS)以减少数据中心和人工智能应用的碳足迹。数据中心电池市场趋势:电池化学的演变:从传统铅酸电池到镍锌和锂离子电池,数据中心运营商正在探索多种选择以确保高可靠性。不间断操作:任何停机时间都可能非常昂贵,推动对强大能源存储解决方案的需求。空间限制:设施的占地面积有限,使得能量密度和效率在最大化电力容量方面至关重要。平衡成本与耐用性:运营商仔细权衡耐用性、总拥有成本和维护便利性等因素,以确定最佳选择。应用|BESS|新市场来源:麦肯锡,电力研究院,标准普尔全球,全球市场洞察全球数据中心电池市场规模 2023-2032(
216、美元十亿):全球数据中心电池市场份额按公司划分,%第160页电池报告 2024|1 行业|梯次和再生电池是指在从电动车(EV)中拆除后用于其他应用的电池。它们要么重新放回电动车中,要么转化为固定式电池储能系统(BESS)产品。梯次和再生使用案例具有挑战性,因为虽然它们降低了成本,但电芯必须从电动车中拆除、测试、整合到新产品中,并重新销售。UL 1974和IEC 6330 是用于评估电池再利用的标准废旧电动汽车电池市场预计在2024年约为$2B,但随着电动汽车市场的渗透率增加,预计将迅速增长。许多汽车制造商已开始努力将其车辆的二手BESS应用商业化。2024年二手电池企业活动亮点:起亚(Kia)
217、欧洲与德意志铁路的初创公司 encore 合作,将电动汽车电池再利用为能源存储系统奥迪股份公司和RWE在德国的能源存储项目利用了电动汽车的电池。日产和ecobat合作回收、修复和再利用日产的电动汽车电池废电池-将电动汽车电池再利用于BESS 来源:AD Little 二手电池:最大化电动汽车电池的生命周期应用|BESS|新市场第161页电池报告 2024|1 行业|商业与工业(C&I)ESS-市场趋势2023年,C&I能源存储部门的估计市场规模为30亿美元,新安装的容量达到2.4 GW/4.9 GWh,约占整体市场按功率容量的3%。C&I的增长是由于BESS成本下降、政府政策支持、需求成本上升
218、,以及工业设施在新建设施(特别是数据中心)上现场共同建设联合发电(和存储)的趋势。来源:https:/应用|BESS|C&I2024年影响C&I能源存储未来的五大趋势1.产品标准更严格:由于许多参与者涌入C&I市场,认证机构对代码和合规性的控制力度加大,例如UL9540A(第4版)和9540(第3版)、UL 1741和1741 SB、UL 5500用于远程软件更新,以应对PCS、BMS和EMS的网络安全威胁。2.20年的设备使用寿命已被采纳为行业标准:与公用事业规模的产品一样,具有更高使用寿命的产品在竞争中提供更大的优势。3.服务即存储:与公用事业规模的部署不同,C&I需要更大的客户参与,以解
219、释其价值主张和向购电方展示投资回报,因为BESS通常位于C&I客户的物业上。许多C&I安装并不是直接由购电方资助,而是签署了保证公用事业税节省的购电协议,使得这一前景在资本上更不密集,对潜在客户更具吸引力。4.虚拟电厂(VPP)能力:作为附加价值流,许多C&I安装利用VPP来增加C&I BESS安装的投资回报率。根据市场情况,C&I BESS安装能够聚合和优化BESS资产,使其获得的收入显著高于仅为当地购电方服务时的收入。请在本演示文稿稍后查看VPP幻灯片以获取更多详细信息。5.智能操作与维护(IO&M)。有效的商业与工业BESS必须与其他能源组件紧密合作,例如现有的SCADA控制、光伏控制(
220、如适用)以及与电网及其税费的结合。优化内部负载与外部价格曲线以最大化盈利能力是关键。因此,需要自动化操作和维护以实现完整的系统运行。第162页电池报告 2024|1 行业|住宅ESS-市场与动机来源:BloombergNEF(Distinguished Partner),Estimate 2024,USA:WoodMac,WoodMac,ESS-News and assuming similar growth in WoodMac;Battery-Charts;GER;Review-energy;ITA 应用|BESS|住宅当前状态前景增长:所有主要市场都已推出激励措施以促进储能设施的安装激励
221、措施:补贴、自用激励和时变税率为电池储能创造了经济利益光伏市场:成熟的住宅光伏市场支持了储能的增长尤其是在意大利和德国,光伏+储能的比例分别为77%和75%。与美国和澳大利亚仅有9%到15%的光伏+储能比例形成对比安装住宅储能的主要动机:1.经济利益和账单节省:主要原因是降低成本和节省电费2.太阳能自供和可持续性:房主希望增加太阳能自供3.韧性和备用电源:在电网不可靠或频繁停电的地区,电池提供了宝贵的备用电源,确保在中断期间持续供电2024年预计估计 N/AGW2026202420222020第163页电池报告 2024|1 行业|住宅ESS-选定的住宅储能公司来源:PV-Magazine,彭
222、博新能源财经(杰出合作伙伴)应用|BESS|住宅竞争加剧:成熟的电池和太阳能制造商正在进入住宅能源存储市场。下游关注:储能系统提供商正专注于下游活动,如建立强大的本地安装网络、系统集成以及先进的能源和电池管理软件。战略合作伙伴关系:电池制造商通常依赖与当地集成商的贴牌合作伙伴关系以获得市场准入。市场特定解决方案:随着能源市场变得越来越复杂,对符合特定市场法规和税费的住宅储能系统的需求日益增长。于2024年11月退出市场较深的阴影代表核心业务第164页电池报告 2024|1 行业|关注住宅储能某些住宅BESS产品制造商已为其用户提供虚拟电厂(VPP)参与作为自愿补偿项目。一些较大虚拟电厂部署的显
223、著公开示例在此展示:总体虚拟电厂(VPP,也称为分布式电厂)是对静态能源存储资产的协调充放电,以作为电网上的更大BESS资产。虚拟电厂(VPP)通常使用大量住宅或商业与工业(C&I)规模的电池产品进行部署。这些系统通常由第三方拥有,并参与协调者补偿电池所有者的项目。作为回报,协调者管理资产队列,以参与大型市场,例如公用事业容量市场,而单个资产无法访问这些市场。好处虚拟电厂(VPP)可以提供电网服务,确保消费者参与市场,减少电网拥堵,并为希望参与能源转型的消费者提供额外的收入来源。由于它们是分布式资产,因此不依赖耗时的互连问题,并且对公用事业公司来说是可取的,因为它们在不在特定点引入额外压力的情
224、况下减少了电网的需求。挑战虚拟电厂(VPP)的成功依赖于监管、政策和市场规则。一个积极的例子是特斯拉与太平洋煤气电力公司(PG&E)推出的项目。形成的虚拟电厂在2024年7月提供了100兆瓦的电力,从而减少了对化石燃料峰值电厂的需求。然而,许多公用事业公司没有允许虚拟电厂(VPP)在这些地点参与的市场或市场规则。虚拟电厂(VPP)可以帮助减少电网负荷,但其参与在很大程度上依赖于区域政策。来源:国际能源署,Guidehouse Insights应用|BESS|VPP整个市场包括所有灵活负荷:截至2024年,北美市场已经包含超过33GW的灵活负荷,通过VPP管理(不仅仅是电池)。在这个领域运营的一
225、些顶级VPP聚合商包括:CPower Energy:7 GW Voltus:7 GWEnel NA:5 GW40 MW/2024年9月/美国德克萨斯州100 MW/2024年7月/美国加利福尼亚州32 MW/2024年7月/美国加利福尼亚第165页电池报告 2024|1 行业|车对电网(“V2G”)是利用电动车的双向充电能力为电网提供服务。目前全球道路上有约4000万辆电动车(包括插电式混合动力车和动力电池驱动的电动汽车),总计超过1300 GWh的能源存储(相对于到2024年底大约340 GWh的固定能源存储)。随着两个市场的持续增长,V2G技术也在不断发展,使电动车主能够通过将车辆连接到电
226、网来实现盈利。与虚拟电厂(VPP)一样,V2G通过成千上万的分布式储能电池同时充电或放电来部署。V2G已在试点项目中广泛部署,但尚未大规模普及。部署面临许多技术和经济挑战:V2G需要充电和放电,而某些车辆并不允许双向电力流动。在车辆制造商之间没有标准或通信协议,因此大多数V2G程序必须由特定制造商运行该技术需要大量车辆参与,以实现显著的规模经济车辆到电网(V2G)在试点项目中测试,面临扩展挑战来源:MDPI应用|BESS|V2G第166页电池报告 2024|1 行业|全球BESS政策支持概述来源:电池与安全能源转型世界能源展望特别报告,DNV,ESMAP应用|BESS|政策通过全球倡议加速部署
227、:各国政府通过补贴、目标和监管改革支持电池储能,以加速可再生能源的整合。有关此主题的更多信息可以在报告的政策部分找到。美国通货膨胀削减法案:最高可享受50%的联邦税收抵免用于电池储能州级目标:预计在9个州的20年内增加50 GW的存储,包括加利福尼亚州和马萨诸塞州的LDES目标中国在2025年前超越2020年国家目标30 GW;新的区域计划目标为2025年达到80 GW要求与风能和太阳能项目配对存储(10-30%);提供财务激励,如上网电价和免除电网税费印度国家能源存储系统框架:要求新可再生项目提供5%的存储免除12年的州际传输费用;可行性缺口资金覆盖项目成本的40%欧盟通过国家能源和气候计划
228、,目标到2030年达到45 GW改革以消除双重征税;如希腊、意大利的差价合同等机制欧盟创新基金和复苏设施提供财务支持标准化保修实践减少复杂性,降低风险,促进BESS部署,增强投资者和消费者信心。选定国家的背后政策措施按国家和使用类型划分的电池储存资格第167页电池报告 2024|1 行业|IRA投资税收抵免指南*实际的逐步减少基于所示日期中的较晚者或电力部门CO2排放量在2022年水平下降75%后的年份。*必须包括100%的国内铁/钢以及随着时间推移逐渐增加的制造商品百分比。*分配的信用额度将基于申请和奖励流程,这一流程将由秘书制定。每年最多1.8 GWdc。DCMS=国内内容最低标准;EC=
229、能源社区;应用|BESS|政策在美国,通货膨胀削减法案通过投资税收抵免为可再生能源行业提供了巨大的推动力,该抵免为太阳能、风能和储能项目的建设提供激励,通过提供联邦税收抵免来抵消项目成本的一部分。原法律有几个模糊的条款,这些条款已通过美国国税局(IRS)逐步发布的指导得到了澄清。下表显示了IRA中描述的税收抵免,这些抵免从2022年到2036年逐渐减少。尽管有人担心即将上任的特朗普政府会撤销这些抵免,但这需要国会通过法案,这在共和党在美国参议院和众议院的微弱多数情况下是可能但困难的。来源:IRA,HR5376 第168页电池报告 2024|1 行业|IRA“本土成分”激励与要求应用|BESS|
230、政策“本土成分”(Domestic Contents)激励(增加2%,对ITC绝对增加10%,对PTC相对增加10%)直接支付的国内内容要求IRA有条款为能够证明项目中使用的某些硬件是在美国制造的项目提供额外的税收抵免。这样做的目的是激励美国制造锂离子电池,以应对中国在该领域的主导地位。本节总结了这些激励措施的条款,包括最近的美国财政部指导意见。来源:联邦太阳能税,HR5376 适用于2023年或之后投入服务的项目在2024年之前开始建设的项目中,制造产品总成本的40%必须来自于在美国开采、生产或制造的产品对于2025年开始建设的项目,比例为45%;2026年为50%;2027年及以后为55%
231、*要符合资格,项目中使用的所有铁和钢必须来自美国对于追求国内内容奖金的私人BESS安装,没有可用的例外豁免适用于2024年或之后开始建设的项目资格与国内内容奖金类似如果未满足“本土成分”要求,则可用的税收抵免部分将根据以下时间表减少如果项目建设在2024年开始,则为90%如果项目在2025年开始,85%如果项目在2025年之后开始,0%财政部在以下情况下需要提供例外:如果在美国生产的钢铁、铁或制造产品的包含使得整体建设成本增加超过25%如果相关的钢铁、铁或制造产品在美国没有以足够和合理可得的满意质量生产第169页电池报告 2024|1 行业|来源:通知2025-08 国内内容指导应用|BESS
232、|政策ITC的另一个条款是新的安全港表格。IRS的这一指导允许纳税人通过依赖于特定识别的美国制造组件或子组件的附加固定百分比来确定项目的“本土成分”百分比,而不是依赖于制造商披露其实际直接制造成本。项目还可以根据IRS在通知2023-38中的早期指导,通过确定能源项目制造商的美国直接成本占所有制造商的美国和非美国产品直接成本的总百分比来符合国内内容奖金的资格。然而,新的安全港将使许多能源项目的开发者和赞助商不再需要追踪所有制造商的成本。BESS“安全港”(Safe Habor)表第170页赞助内容1 行业|电池报告 2024|ESS行业痛点-专注于调试和项目规划1.紧迫的时间表:通常由于建筑和
233、设备交付延迟导致供应链问题,在竞争市场(如美国的ERCOT)中,平均需要超过 1,000天才能使BESS上线。2.供应链:来自不同地区的组件导致复杂的物流,尤其是变压器库存不足,2024年的交货时间可达120周。3.电池管理系统(BMS)故障:不可靠的BMS可能导致意外停机、危险情况以及过充或深度放电等问题。4.电芯质量:故障单元可能会对机架性能产生负面影响,并增加保修索赔和安全事件的风险。5.充电状态(SOC)估计错误:特别是在LFP电池中,不准确的SOC估计可能导致系统失衡。6.集成复杂性:表现不佳的辅助组件和故障的容器设计决定了温度和湿度水平,这可能导致组件损坏和事故7.许可和电网互联批
234、准:获取必要的许可证和批准可能会显著延迟项目时间表。在ERCOT市场,平均延迟时间超过6个月。8.知识和能力差距:BESS市场的快速增长突显了开发者和储能供应商之间的专业知识短缺应用|BESS|痛点来源:Fluence,Accure,TWAICE,IHI terrasun第171页电池报告 2024|1 行业|1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第172页电池报告 2024|1 行业|电动航空业领导者在资金下降中逐渐做好市场准备应用|航空|简介
235、未来空中交通(FAM)或先进空中交通(AAM)是一个涵盖各种先进空中运输模式的总称,包括使用eVTOL飞行器的城市空中交通(UAM)、使用eVTOL、eCTOL和eSTOL飞行器的区域空中交通(RAM)、无人侦察机和货运无人机以及超音速航班。一份麦肯锡的报告显示,截至2024年8月,该行业的融资已达到23亿美元,其中近80%投向城市空中交通(UAM)和无人机。虽然这表明投资额到年底时有望与2023年的39亿美元总额相当,但也反映出自2021年达到峰值水平之后投资额持续下降。融资下降发生在行业面临特别挑战的时期,因为该行业的主要公司接近做好市场准备的状态。这一关键阶段需要大量财务资源,以确保安全
236、性、可靠性和合规性。对一些在2024年申请破产的欧洲公司,资金缺乏缺乏尤其严重。三个关键因素决定公司的成败:建立明确的认证路径、实现全规模生产以及展示强劲的市场需求。未来空中交通的总披露融资已下降主要参与者,按融资(百万美元)来源:AAM Reality Index第173页电池报告 2024|1 行业|2024年值得注意的电池电动航空事件应用|航空|简介一月NASA与Archer合作开发下一代电池技术用于电动飞机二月Heart Aerospace在B轮融资中筹集了1.07亿美元Joby Aviation完成FAA认证流程的第三阶段PROPEL-1K计划。美国能源部宣布拨款1500万美元以推进
237、航空领域下一代储能七月Archer获得汽车巨头斯特兰蒂斯额外5500万美元投资八月10月Archer与Anduril合作建造防御飞机,并筹集4.3亿美元新的投资者财团将以2亿欧元拯救LiliumVolocopter申请破产,同时寻求投资者Vertical Aerospace完成5000万美元投资协议十二月丰田向Joby Aviation投资5亿美元Lilium正式申请破产BETA Technologies募集了超过3亿美元的额外股权峰飞航空和宁德时代签署了一项价值数亿美元的战略投资与合作协议宁德时代宣布一款预计将在2028年用于电动飞机的电池,可提供1800英里续航Archer获得FAA认证以
238、开始运营商业航线FAA和EASA发布了关于eVTOL认证标准的更新和统一指导六月2024年见证了各公司在融资、新战略合作伙伴关系和获取认证的进展方面截然不同的命运。第174页1 行业|电池报告 2024|来源:EVTOL News,AAM Reality Index美洲亚太地区eVTOLeSTOL/eCTOL欧洲、中东和非洲应用|航空|行业参与者世界eVTOL飞行器目录专注于eVTOL,包括了来自400多位设计师的1000多个概念。这张幻灯片展示了AAM主要参与者的列表,按eVTOL和eSTOL/eCTOL进行分类。汽车原始设备制造商(如大众汽车和本田)以及飞机原始设备制造商(如空客)也在开发
239、各自的型号。更有可能投入生产的部分设计(根据AAM实现指数评估)的技术细节将在接下来的幻灯片中讨论。主要电池电动航空参与者开发重点第175页电池报告 2024|1 行业|eVTOL(电动垂直起降)应用|航空|型号飞行器VoloCity-VolocopterEH216-S-亿航智能S4-Joby AviationMidnight-ArcherProsperity 1-峰飞航空AE200 X01-沃飞长空VX4-Vertical Aerospace最大起飞重量乘客数量续航里程1000 kg1+1名飞行员20 km620 kg2(自动驾驶)35 km2400 kg4+1名飞行员161 km3175
240、kg4+1名飞行员32-80 km1500 kg4(自动驾驶)250 km-4+1名飞行员-4+1名飞行员161 km电源供应充电系统电池电动电池更换电池电动-电池电动-电池电动快速充电电池电动-电池电动-电池电动快速充电电池锂离子17 kWh锂离子235 Wh/kg(电池包级)锂离子(能元科技)142 kWh160 kWh-锂离子(能元科技)首飞投入运营(已宣布)20212025201820232018202520232025202220262023202620232027尽管一些eVTOL飞行器也针对区域空中交通(RAM),但主要用于城市空中交通(UAM),其大多数电池规格尚未披露。准备上
241、市的型号依赖高端锂离子电池,而正在开发的设计则采用固态、锂硫或金属空气等创新化学原理。在投资压力下,电池化学成分的选择由飞行器发布和认证时间表决定。来源:多个公司网站和公告;数据汇编第176页电池报告 2024|1 行业|eSTOL(电动短距起降)、eCTOL(电动常规起降)应用|航空|型号飞行器ALIA CX300-Beta TechnologiesAlice-EviationViceroy-RegentEL-Electra AeroES-30-Heart AerospaceVelis Electro-Pipistrel最大起飞重量乘客数量续航里程3175 kg5+1名飞行员621 km84
242、00 kg9+2名飞行员463 km7000 kg12+2名飞行员290 km1400 kg9+2名飞行员800 km-30+飞行员200 km(全电)800 km(混合)600 kg1+1 名飞行员86 km电源供应充电系统电池电动快速充电(1小时)电池电动快速充电电池电动混合动力混合动力快速充电(0.5小时)电池电动快速充电(1小时)电池信息锂离子锂离子820 kWh260 Wh/kg(电池级)-锂离子-首飞投入运营(已宣布)202020252018202320182025202320292022202620232026eSTOL和eCTOL飞行器的讨论少于 eVTOL,因为它们类似于传统
243、飞机,但对区域航空交通(RAM)至关重要。与eVTOL飞行器一样,它们目前依赖于成熟的电池技术,并期待电池化学的进一步发展。因此,一些准备好上市的型号报告的续航里程低于最初承诺,混合动力系统更为常见。此外,一些公司(如ZeroAvia)正在研发氢燃料电池替代方案。来源:多个公司网站和公告;数据汇编第177页电池报告 2024|1 行业|货运无人机是先进空中交通中最具多样性的类别,载荷范围从几公斤到几百公斤不等。服务范围也有显著差异,达到最高航程的型号通常使用混合动力系统。许多eVTOL和eSTOL设计师活跃于这一市场,推出新型号或将客运设计改造为货运。在某些型号中,货物存放在无人机的机身内,而
244、其他型号则外部携带。货运无人机应用|航空|型号飞行器CarryAll-峰飞航空Nuuva V300-PipistrelChaparral C1-Elroy AirEH216-L-亿航智能Zipline平台1、2最大载荷续航400 kg250 km460 kg2500 km136 kg483 km220 kg35 km1.8-3.6 kg38 km(2)-190 km(1)电源供应电池电动混合动力混合动力电池电动电池电动电池信息160 kWh-首飞投入运营(已宣布)202320242024202520232024202020212016(平台1)-来源:多个公司的官方网站和公告;数据汇编第178
245、页电池报告 2024|1 行业|船用电池-概述预计到2032年,欧盟的船用电池市场将从2023年的4.2亿美元增长至超过17亿美元,全球需求将超过50亿美元。锂离子电池占所有已部署船用储能的约35%,紧随其后的是铅酸电池和燃料电池。应用领域包括为辅助负载和/或推进系统提供能源,适用于从渡轮到游艇的各种船只。电池应用于三种主要类型的系统中:半混动:电池作为船舶辅助系统的一部分,以提供混合或全电网。全混动:电池与船舶的主引擎一同安装,提供支持或允许船只在短时间内以电力驱动。全电动:电池是船只的唯一动力来源提供动力。一些全电动游艇使用水翼将船只抬出水面,与排水船相比,能效提高约80%。来源:Fort
246、une Business Insights应用|其他|船用欧洲船用电池市场规模,2019-2032(十亿美元)全球船用电池市场份额,按电池分类,2023年度第179页电池报告 2024|1 行业|船名(公司名)MF Ampere(Norled)Elektra(FinFerries)Bast Electric(Bast Fosen)Candela P-12(Candela)N30(Navier)Saint-Malo(Brittany Ferries)Artemis EF-24(Artemis)投运时间201520172021202420242025待定船舶类型全电动混动全电动水翼全电动水翼全电动
247、混动水翼全电动电池容量1.04 MWh1.0 MWh4.3 MWh0.25 MWh0.11 MWh11.5 MWh2.8 MWh典型航线6 km横渡1.6 km横渡10 km横渡最高74 km最高140 km260 km横渡最高130 km船只容量360名乘客120辆汽车375名乘客90辆汽车600名乘客200辆汽车30名乘客4到6名乘客1,300名乘客470辆汽车150名乘客船用电池-应用来源:多个公司网站和公告应用|其他|船用第180页电池报告 2024|1 行业|航天应用SpaceX 星舰火箭预计将继续降低入轨成本,并应用更大的电池以支持任务能力提升。来源:(1)NASA(2)Virtu
248、e Market Research(3)E3S(4)Zhang,J.,et al.(5)ESA(6)Singh,L.,et al.(7)NASA(8)IDA Org(9)Naito,M.,et al.(10)Guo,J.,et al.(11)NASA(12)Phys Org(13)NASA(14)NASA(15)Space Flight应用|其他|航天应用大气压力任务示例电池化学示例平均任务持续时间辐射平均温度设计挑战地球101.3 kPa电动汽车石墨+NCM8-12年H-3、Be-7、C-14、Na-220.21 mSv/年-30C至+40C腐蚀上层大气200 Pa层析统计石墨+LCO100
249、天He、通过Fe离子的Li-、中子1-10 MeV1.2 中子/cm2/s-20C至-60C低温、结冰、压力变化近地轨道(LEO)10-6-10-9PaISP卫星石墨+NCA 或 LFP7 年(许多在 EOL 之后运行)质子400-500 km/s和电子30/cm2/s-196C至+128C日历寿命,高循环寿命月球3 x 10-9Pa月球探测车Pu-238 RTG(放射性同位素热电发生器)3个月(设计寿命)31 个月(实际使用)(玉兔月球车)质子、电子10-10000 MeV、1-10 质子/cm2/s-130C至+120C较长的热和冷/黑暗周期火星560 Pa火星探测车石墨+NCA90天(N
250、ASA设计寿命)(机遇号工作了约15年)质子、电子1-1000 MeV,100-1000/s-153C至+20C在温度变化、RTG辐射下密封深空10-14-10-18Pa深空探测器Pu-238 RTG(放射性同位素热电发生器)超过45年(旅行者号)质子、电子1-10,000 MeV100-10,000/s-270C日历寿命,RTG辐射和减少加热第181页电池报告 2024|1 行业|航天任务来源:Starlink,JAXA 1,CrunchLabs 1,CrunchLabs 2,Jaxa 2,Artemis应用|其他|航天通信卫星月球任务近地轨道人类栖息地科学舱爱好者火星任务公司SpaceXN
251、ASAVastVardaCrunchlabsJAXA任务截至2025年1月,6,912颗Starlink卫星在轨,其中6,874颗工作正常。更大的V2卫星预计将在2025年发射。ArtemisHaven-1 2024年的药物试验太空中的自拍相机;2025年1月发射MMX任务前往火星的卫星火卫一,收集并带回样本预期寿命5年30天在轨3年,其中40天载人8个月(之前的W-1测试任务)0.1到1年5年返回任务对电池设计的影响燃料仓是系统寿命的限制因素。在星座轨道中防止热失控以避免凯斯勒综合症至关重要。月球表面温度-130C的月夜和120C的月昼分别超过14天,需要专门的热设计。90分钟的温度波动。电
252、池在微陨石撞击下会释放有毒气体,故必须与乘员隔离。90分钟的表面温度波动。持续的电力消耗以维持科学舱的工艺温度。120 Wh立方体卫星电池。手机电池必须耐受近地轨道的操作条件。QSO轨道上的长时间任务。电池在宽温度变化下的寿命。电池挑战电池寿命、温度循环大范围长时间温度变化、辐射人类生命安全、微陨石近地轨道和再入舱的热管理要求基本操作热稳定性的重敏感设计火星表面温度范围-4C至-112C,太阳辐射较低2024年完成的任务要求电池在多种不同的太空条件下运行。未来计划的太空任务预计将增加对太空电池开发和特定应用测试的需求,以应对环境挑战。第182页电池报告 2024|1 行业|医疗设备电池全球医疗
253、电池市场一直在稳步增长,其推动因素是便携式和植入式设备的日益普及。预计到2033年将达到约26.4亿美元,在预测时间段内年均增长率为5.32%。3医疗设备电池的监管环境非常严格。制造商必须遵守一般的电池标准和特定的医疗法规,以确保在全球市场上的安全性、可靠性和合规性。关键标准包括IEC 62133-2、UL 2054、ISO 13485、ISO 14971、IEC 60601-1和IEC 60601-1-11。1来源:Regulations Summary1,Abbot Labs2,Market Size3,Li-I4,Micro Solid-State Batteries5,External
254、 Body Chemistries6,Calendar Life7,Rechargeable Issues8,Neuralink9应用|其他|医疗设备应用使用案例示例关键公司与发展常用化学预期日历寿命预期循环寿命挑战体内电池心脏起搏器、用于骨科植入物的新传感器Ilika正在测试一种用于感知植入物有效性的医疗固态电池。5 脑植入物(如Neuralink)需要无线电池技术等方面的进步。9大约10年前曾使用可充电电池,但在心脏起搏器中寿命短暂。8锂离子一次电池在如今的心脏起搏器中更为常见。4最长10年7锂离子电池是一次性的新的微型固态电池目标1000+循环5更换心脏起搏器中的电池需要手术。用于传感技
255、术的无线可充电电池正在开发中,并将需要FDA批准。体外电池带针头的一次性胶布,用于血糖监测雅培实验室报告称CGM血糖监测产品销售增长21%。2MnO2,Ag2O63天(一次性)一次性使用缺乏高效的回收途径使得一次性医疗设备的材料很少被回收,可能导致土壤和水源污染。第183页电池报告 2024|1 行业|消费电子产品来源:Fortune Business Insights,CDC Foundation Report,Joule消费电子产品中的电池包括碱性电池、锌碳电池、锂离子电池、镍氢电池和其他电池。消费者对便携式和家用电子设备(如电动工具)的需求不断增加,也提升了对便捷回收途径的需求。美国电子
256、烟单位销售按产品类型,2017 2023年年度估计*电子烟(VAPE)电池从2020年到2023年,美国的电子烟销售总量增加了42.8%,其中94%为一次性产品1。在英国,每周丢弃约130万一次性电子烟,相当于每年10吨电池2。全球消费电池市场份额,按应用划分,2023年度美国全国电子烟销量,按产品类型划分,年度估计,2017-2023*应用|其他|消费电子产品第184页电池报告 2024|1 行业|1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第185
257、页电池报告 2024|1 行业|火灾事件与响应火灾事件凸显了多方面措施在降低电池产品失效发生率方面的重要性。这些措施包括验证具有抗传播能力的设计,在质量、工作标准、处理、存储、应急响应和安全处置报废锂离子电池方面采取主动措施,以降低火灾风险。公共事件案例与响应美国加利福尼亚州奥泰梅萨美国:Gateway储能设施发生火灾。火灾持续了几天,电池多次复燃。消防员执行疏散命令并努力控制火势。中国福建省福州市:比亚迪经销商发生火灾,这是自2021年以来第十起比亚迪火灾。比亚迪进行调查,表示车辆电池未发现异常,并否认火灾源于其车辆。韩国京畿道华城:Aricell旗下一家锂电池工厂发生系列爆炸并导致大火,造
258、成23名工人遇难,8人受伤。大约145名消防员和50台消防设备经过约五小时扑灭了火灾。随后,三名公司官员因违反工业安全法被调查,首席执行官被逮捕。美国加利福尼亚州圣佩德罗:一辆载有锂离子电池的大型卡车在洛杉矶港附近翻车,导致持续了数天的火灾。消防员让火灾耗尽其可燃材料并自行熄灭。该事件导致文森特托马斯大桥和多个港口码头关闭,扰乱了运营。美国佛罗里达州:因在海伦飓风期间暴露于盐水风暴潮而引发16起锂离子电池火灾,包括六辆电动车。居民被建议拔掉受损设备的插头并将其移至开放空间,相关机构协调安全处置措施。电动车制造商被敦促为易受风暴影响的地区提供指导。美国密苏里州弗雷德里克敦:在关键矿物回收设施(一
259、家锂离子电池回收厂)发生大规模火灾,释放出浓重的有毒烟雾。当局下令居民撤离并实施就地避难令。密苏里州自然资源部评估了潜在的环境影响。来自EPRI的数据表明,随着更多电池系统的部署,BESS的故障率已下降。安全|火灾安全|事件与响应第186页1 行业|电池报告 2024|BESS失效的根本原因可公开获取的按根本失效模式分类的BESS热失控事件记录可能有限和/或不完整。虽然对BESS热事件的根本失效模式的具体枚举有限且可能高度复杂,但它们可大致分为以下几个类别:安全|BESS|根本原因热事件数据库:UL-171个热失控事件EPRI-26个具有根本原因有关最常见的BESS火灾根本原因,请参见 BES
260、S部分根本原因数据库有限的原因:1.评估损坏组件的困难2.调查所需的大量成本和时间,3.由于诉讼方面的考虑,不愿为具体事件提供根本原因根本原因类别按类别划分的根本风险类别注意:事件根本原因可能涵盖不同类别,和/或可能缺少评估某些根本原因的信息。第187页1 行业|电池报告 2024|BESS系统的质量评估对五个国家320多个BESS单元的质量审计进行的荟萃分析(Meta-analysis)显示,与电芯或模组级缺陷相比,系统级缺陷最有可能导致高严重性失效,并且是BESS系统中最常见的质量风险类型,占质量问题的72%。来源:Clean Energy Report注:报告使用的数据截至2023年12
261、月,幻灯片中显示的数据根据作者提供的数据重制,这些数据考虑了截至2024年11月的汇总质量审计数据。安全|BESS|质量评估模组缺陷(13%)系统缺陷(72%)电池缺陷(15%)图中的外圈表示主要风险的各个类别。由于不当集成程序导致的系统缺陷占系统级质量问题的大多数。细粒度分类的质量风险第188页1 行业|电池报告 2024|2023年初和年中,纽约市发生了多起BESS火灾,促使成立了一个跨机构工作组(WP),旨在调查三起高关注度的火灾事件并审查相关的法规、标准和规定,目标是对消防法规和安全环境更改提出建议。在公众和行业安全领导者进行反馈后,制定中的规则通知(Notice of Rule in
262、 Development)于2024年7月发布。完整的建议和变更列表可以在此查看。一些针对BESS系统(600 kWh)的关键建议包括:安全|BESS|监管变更-纽约市法规案例研究-纽约州跨机构消防安全工作组(WG)法规变更FCNYS 1206.8所有BESS项目需进行行业资助的独立同行评审。FCNYS 1206.7.1发生BESS火灾时,必须在15分钟内派遣具备安装知识的待命人员,并在4小时内到达现场。FCNYS 1206.11.8将安全标识要求扩展到BESS单元之外。FCNYS 1206.2不再允许公用事业所有的BESS项目享受消防法规豁免。FCNYS 12.07.05.4集中监控所有BE
263、SS安装的火灾探测系统的站点服务报警。第189页电池报告 2024|1 行业|航空安全事件来源:FAA安全|航空|安全事件数量保持稳定:截至2024年12月2日,美国FAA总共报告了65起事件。这与2023年同期报告的事件数量(63起)大致相同。电子烟继续导致事件:与2023年相比,电子烟和类似设备造成的事件几乎增加了一倍。安全程序已到位:对此类事件的响应包括机组人员将故障设备放入热隔离袋中,航班继续前往目的地。2024,2023-左轴所有时间-右轴美国电池相关事件数量按类别划分的美国电池相关事件数量第190页1 行业|电池报告 2024|电动汽车热失效的根本原因电池和充电故障仍然是电动汽车电
264、池火灾的一个令人担忧的根本原因。虽然不同的数据集在根本原因因素的分类上存在差异,但车辆故障和电池管理相关因素仍然是已知的电动汽车热事件的主要根本原因。来源:1 Tohir,M.Z.M.,Martin-Gomez,C.,Open.Res.Eur,2 Zhang,Z.,Dong,H.,Wang,L.,Wang,Y.,He,X.,Energ.Technol.,3 EV Fire Safe安全|电动汽车|根本原因图片改编自1根本原因类别事件根本原因归类统计第191页赞助内容1 行业|电池报告 2024|充电期间的电动汽车热失效自2010年以来,电动汽车火灾安全分析的511起火灾事件,有90起发生在车辆
265、充电时。近一半事件的原因在事件发生后仍然未知。一部分事件以爆炸告终,其中大多数涉及停放在封闭空间中的汽车。安全|电动汽车|根本原因图片来自3充电时事件的频率第192页电池报告 2024|1 行业|1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第193页1 行业|电池报告 2024|2023年到2024年电池专利格局的变化*国际(PCT)专利申请总数增加了4.19%(从2023年的10,578份申请增加到2024年的11,021份)2024年,宁德时代和L
266、G继续主导PCT出版物,分别占总数的12.6%和11.6%2024年亿纬和海辰的专利数量显著增加。海辰尤其引人注目,因为其数量从2023年的微不足道到2024年占据显著份额。海辰现在排名仅在前五大电池申请者之外。博世是前十名申请者中唯一的非亚洲公司*由于专利申请提交与公布之间存在18个月的滞后,2024年出版物的数据反映了在2022年中至2023年中提交的申请来源:Espacenet搜索2023年和2024年在CPC分类H01M(电池)中的PCT出版物,按申请人名称过滤,并限制为两年中的“头部”申请人法律|专利|2023-2024年专利出版物第194页1 行业|电池报告 2024|推动创新的技
267、术领域-2023年和2024年的专利数据*2024年技术领域中增长最大的领域是“除锂以外的金属插层,例如镁或铝”(CPC分类H01M 10/054)一般电极创新(H01M 4/02)和电池回收方法(H01M 10/54)也经历了显著增长电极制造用的集流体涂布方法(H01M 4/0404)减少幅度最大总体来看,创新似乎已经从电池组件层面转移到宏观层面,例如维护、回收、热管理和电池组安装*由于专利申请提交与公布之间存在18个月的滞后,2024年出版物的数据反映了在2022年中至2023年中提交的申请来源:Espacenet搜索2023年和2024年在CPC分类H01M(电池)中的PCT出版物,按C
268、PC子类过滤,并限制为最普遍的子类和这些最普遍子类中的最大“变动者”法律|专利|专利技术领域 2023-2024第195页电池报告 2024|1 行业|1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第196页电池报告 2024|1 行业|电池化学概述来源:2023年电池年度报告电池化学,电池讨论:电池应用细分 2025年1月1日(版本3.0)化学体系|概述负极负极通常由石墨或硅制成,通过在充电状态下容纳锂离子,影响能量密度、循环寿命和充电倍率正极正极由锂
269、钴氧化物或镍钴锰(NMC)等材料组成,决定了电池的容量、电压和热稳定性。电解质与隔膜电解液通常是含有锂盐的液体或凝胶,溶解在有机溶剂中,促进电极之间的离子传输,同时保持电化学稳定性。隔膜是一种多孔膜,防止正极和负极之间的物理接触,从而避免短路,同时允许离子流动。电池设计除了材料,电池设计在性能中也起着至关重要的作用。电极厚度、压实密度、电池几何形状和热管理系统等因素影响能量输出、热散失和整体效率。优化的电池设计必须在性能需求(如能量、容量、功率传递以及整体安全性和可靠性)与系统成本之间取得平衡。锂离子电池的性能由其关键组件的性质和相互作用决定:负极、正极、电解液和隔膜。第197页电池报告 20
270、24|1 行业|化学体系|摘要正极负极电解液隔膜NMCLMOLFP2000200520102015202020252030LCONCALiNiMMOLMFP钠离子硫石墨硬碳高电压LNMO软碳LiTiO石墨/硅硅锂金属有机电解质凝胶聚合物电解质固态聚烯烃聚烯烃+陶瓷纤维素无纺布聚烯烃+聚合物聚烯烃+陶瓷+聚合物实现500 Wh/kg:美国、欧盟和日本政府机构的关键目标USA Battery 500USCARJapan Rising II(now Rising III)Battery 2030 EUWh/kgWh/L*松下*宁德时代*三星*LG*Moli*比亚迪单体电芯化学发展时间线来源:电池报告
271、2023(第117页),电池讨论:电池应用细分 2025年1月1日(版本3.0第198页电池报告 2024|1 行业|化学体系|权衡图(1/2)*除正极外,电池设计和组件可以对电池性能指标产生很大影响*标记-表示没有规格表可供判断。标记为“*”的评级基于已发布的数据,但没有商业电池有关更多详细信息和来源,请访问:Battery Talk:电池应用细分 2025年1月1日(版本3.0)最佳5良好4平均3低2差1第199页电池报告 2024|1 行业|化学|权衡图(2/2)*除正极外,电池设计和组件可以对电池性能指标产生很大影响标记为“*”的评级基于已发布的数据,但没有商业电池有关更多详细信息和来
272、源,请访问:Battery Talk:电池应用细分 1/01/2025(版本 3.0最佳5良好4平均3低2差1第200页电池报告 2024|1 行业|1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第201页电池报告 2024|1 行业|来源:Redwood,ANL,Nature-锂离子电池正极化学,电池报告2023电池化学,Battery Talk:电池应用细分 1/01/2025(版本 3.0在锂离子电池中正极的组成,通常由过渡金属氧化物制成,如钴酸锂
273、(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、镍钴锰酸锂(NMC)或磷酸铁锂(LFP),每种材料在能量密度、循环寿命、成本和热稳定性方面提供不同的平衡,具体取决于所使用的金属组合;正极材料的选择显著影响电池的整体性能特征,如电压、能量密度和功率能力。正极的功能:在充电过程中,锂离子从正极移动到负极,储存能量;在放电过程中,过程反转,锂离子重新移动回正极。影响正极选择的因素:能量密度:电池每单位重量可以储存多少能量。功率密度:电池可以多快地提供功率。循环寿命:电池在显著退化之前可以承受多少次充放电循环。成本:正极材料的价格。近期趋势:研究集中在提高性能和降低成本:*高镍NMC成分,减少钴含量以实现
274、更高的能量密度,同时保持安全性和成本效益。*开发LMFP,在LFP中添加锰,以提高电压和能量密度。正极介绍化学体系|正极|引言第202页1 行业|电池报告 2024|美洲欧洲、中东和非洲亚太地区操作中计划中化学体系|正极|供应商2030年产能计划*:750千吨电池正极材料175千吨前驱体材料2030年产能计划*:1,000千吨电池正极材料300千吨前驱体材料2030年产能计划*:9,000千吨电池正极材料4,700千吨前驱体材料*截至2025年第一季度公布的计划。未进行风险调整主要前驱体材料和正极材料生产商湖南云能新能源第203页电池报告 2024|1 行业|化学体系|正极|锂对正极的影响当前
275、市场条件要求电动汽车使用更便宜的电池,同时保持现在NMC811电池的性能。成本驱动因素电池正极材料(CAM)是主要驱动因素,占电池成本的50%氢氧化锂(LiOH)或碳酸锂(Li2CO3)占电池活性材料成本的50%,不包括加工/间接费用实现更便宜的电动汽车LFP是实现每千瓦时最低锂成本的近期解决方案在LFP之外,制造商需要转向先进的化学材料,如锂硫(LiS),以维持成本降低的同时提高性能正极 51%制造间接费用 24%负极 12%隔膜 7%电解液 4%外壳 3%氢氧化锂 66%硫酸镍 26%硫酸锰 2%硫酸钴 5%硫酸钠 1%氢氧化铵 80%太蓝新能源声称通过一种富锂锰基正极的新型全固态电池,创
276、造了能量密度的新纪录,提供超过1300英里续航Calix Ltd.生产一种新型的LMO正极,采用Calix闪光煅烧技术。CXL LMO/Li金属显示可逆容量为110mAh/g,500个循环后容量保持率为86%Mn Battery Minerals Pty Ltd 计划成为全球高纯度硫酸锰一水合物的生产商来源:上述各种新闻文章第226页电池报告 2024|1 行业|化学体系|正极|LMNO镍锰酸锂(LMNO)基本信息(SWOT分析)LMNO的能量密度高于LMO,接近NMC和NCA 可用于长续航EV和高性能消费电子产品LMNO提供比其他高能量正极更好的热稳定性 更高的充电电压截止值为4.7 V 基
277、于LMNO的电池表现出良好的循环寿命,在多次充放电循环中容量衰减最小LMNO优点 容量低于 基于NMC的正极 在高充电速率下电压不稳定 生产成本高于LFP或LMO复杂的制造过程需要对材料成分进行精确控制 与L(M)FP相比,在低温下表现较差 LMNO可能在循环过程中遭受锰溶解和结构降解 缺乏在LMNO的充电电压下稳定的低成本电解质缺点 对中长程电动车的需求日益增长 热稳定性和长循环寿命是BESS的优势 下一代固态电池的理想候选者 适合电动航空、无人机和轻量级移动应用 降低来自钴的供应链风险机遇威胁镍锰酸锂(LMNO):LMNO作为LMO正极的先进版本出现。通过添加镍,它提供了比LMO更高的能量
278、密度和更高的截止电压(4.7 Vvs4.2 V),LNMO技术的发展:始于2000年代中期,但仍主要存在于电池原型中,目前尚未在电动车(EV)中使用。然而,关于钴矿开采的可持续性和供应链风险的日益关注可能会加速其采用。关键参与者:该技术可能很快会在中长续航电动车(EV)、轻型航空、无人机和电池储能系统(BESS)中实施。Morrow电池、Topsoe和NanoOne正致力于商业化LMNO技术。NMC具有更高的能量密度,而L(M)FP具有更低的生产成本 替代的无钴化学成分,如L(M)FP,可能在成本更低的情况下提供更优越的性能 由于固态电池的进步,其他电池管理系统(CAM)可能变得更具竞争力 对
279、电池制造中镍的需求增加可能会降低LMNO的成本效益来源:电池报告2023(第130页),电池讨论:电池应用细分 2025年1月1日(版本3.0)第227页电池报告 2024|1 行业|化学体系|正极|LMNOLMNO与LMO来源:K.Mukai等,RSC Adv.,2013,3,11634-11639LMOLMNOLMO中的Ni/Mn比率(电池电压,实际容量,能量密度)LMO(0%Ni)4.0 V120.0 mAh/g180.0 Wh/kgLNO(100%Ni)4.4V250.0 mAh/g380.0 Wh/kg30%Ni4.3V170.0 mAh/g230.0 Wh/kg50%Ni4.7V2
280、00.0 mAh/g300.0 Wh/kg70%Ni4.8V220.0 mAh/g330.0 Wh/kg80%Ni4.9V230.0 mAh/g360.0 Wh/kg在LMNO与LMO相比中,锰部分被镍替代将镍引入系统提高了氧化还原电压,从而增加了整体能量密度LMNO提供更高的能量密度,通常在180-200 Wh/kg之间,而LMO的能量密度适中,为140-160 Wh/kgLMNO的截止电压为4.7 V,而LMO的截止电压为4.2 V与LMO相比,LMNO在低温性能上有所改善第228页电池报告 2024|1 行业|化学体系|正极|LMNO|重要事件二月二月二月五月六月九月十一月十二月六月七月
281、十月十二月Topsoe 在丹麦弗雷德里克松启动 LNMO CAM试点,设计产能为200吨/年3beLiEVe项目展示了 LNMO电池的回收过程IREC与Topsoe合作开发可水处理的LNMO材料和电极HyList项目获得Horizon Europe的资金,以开发基于LNMO CAM的第4代全固态锂电池Morrow Batteries在挪威格里姆斯塔德开设挪威最大的电池研究中心Echion Technologies与Topsoe发布了一份关于高性能3V LNMO-XNO电池系统的白皮书Nano One在2024年获得了11项新专利,包括LNMO CAM的一锅合成技术South 8 Technol
282、ogies开发了LiGas液化气电解质,并展示了与4.6V LNMO电池的完全兼容性Morrow Batteries获得$1.31亿贷款用于LFP和LNMO化学的规模化和开发Echion Technologies和Morrow Batteries签署多年供应协议用于Morrow的LNMO-X技术中的XNO负极COBRA项目通过生产一个采用LNMO正极和Si/C负极的原型而结束South 8 Technologies的LiGas液化气电解质被TIME评选为2024年最佳发明以提高锂电芯的安全性、成本和性能来源:上述各种新闻文章第229页赞助内容电池报告 2024|第230页电池报告 2024|1
283、 行业|1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第231页电池报告 2024|1 行业|在2024年,石墨因为其经济性、可靠性和在全球供应链中的主导地位,仍然是主要的负极材料。然而为实现更高的能量密度,研究主要集中在开发硅基负极,或与石墨负极混合或替代。虽然硅提供了更高的比容量,但其在嵌锂过程中体积膨胀带来了如开裂和粉化等挑战。通常采用如纳米结构、先进的粘合剂和优化的电极设计等解决方案,以便在商业电池中实现实际应用。关于2024年锂离子电池负极材料
284、的关键点:主导材料:石墨仍然是最常用的负极材料,因为其价格低廉且性能可靠。全球供应严重依赖中国,中国占天然石墨生产的70%和加工能力的90%。新兴技术:硅基负极因其相较于石墨具有更高的能量密度而受到广泛关注,同时其没有锂金属的安全隐患,也没有固态锂金属的成本和制造复杂性。研究重点:各大企业正在积极开发和申请硅基负极技术,以解决硅负极在充电过程中体积膨胀的挑战,包括纳米结构、结合粘合剂和导电添加剂,以及优化电极和电池设计。市场趋势:石墨供应和可用性问题引发了在中国以外扩大石墨生产的倡议,并将重点放在建立替代负极材料(例如,硅、锂金属、LTO和硬碳)的供应链上。来源:Ufine,Benchmark
285、 Minerals,电池报告2023(第133-42页),电池讨论:电池应用细分 2025年1月1日(版本3.0)化学体系|负极|摘要负极摘要及关键点2024第232页电池报告 2024|1 行业|能量密度循环寿命成本安全性速率正极兼容性可制造性环境影响具有更高能量密度的负极材料可以存储更多锂离子,从而使电池具有更大的能量存储能力。不同材料,如石墨、硅和锂金属,提供不同的能量密度,选择取决于其具体的应用要求。电池在不显著降解的情况下能够经历的充放电循环次数对于持久和可靠的能源存储至关重要。负极材料必须在多个循环中表现出稳定性和耐用性,以确保电池的使用寿命。材料的成本在决定电池的整体性价比中起着
286、关键作用。负极材料应在保持可接受性能水平的同时,具备大规模生产的经济可行性。安全性是电池设计中的首要关注点。负极材料应尽量减少枝晶形成的风险,因为枝晶可能导致内部短路、过热和潜在的安全隐患。稳定的负极极材料有助于锂离子电池的整体安全性。快速充电涉及高充放电速率,负极材料必须有效促进锂离子在正极之间的快速移动,这是电动汽车和消费电子等应用中的一个重要指标。正极和负极材料必须兼容,以确保锂离子的高效运输并最大化电池性能。材料的整体电化学兼容性有助于电池的效率和可靠性。所选择的负极材料应适合成本效益高且可扩展的制造工艺。加工的便利性及其在电池生产线中的整合是商业可行性的实际考虑因素。越来越强调选择环
287、保和可持续的负极材料。行业正在探索在锂离子电池的生产、使用和处置过程中对环境影响最小化的材料。锂离子电池中负极材料的选择是一个关键决策,取决于其应用场景的具体要求,并显著影响电池的整体性能、安全性和经济性。石墨是一个可靠且具有成本优势的选择,而硅和锂金属则提供更高的能量密度,但在稳定性和安全性方面面临挑战。钛酸锂(LTO)虽然能量密度较低,但在安全性和循环寿命方面表现优异。选择负极材料时考虑的几个因素:负极材料关键性能指标来源:电池报告2023(第133页),电池讨论:电池应用细分 2025年1月1日(版本3.0)化学体系|负极|摘要第233页电池报告 2024|1 行业|石墨硅钛酸锂锂金属描
288、述石墨由于其稳定性、成本效益和成熟的制造工艺,一直是传统选择。硅提供比石墨更高的能量密度,但伴随有体积膨胀相关的挑战。LTO提供较低的能量密度,但具有更长的循环寿命。锂金属提供最高的能量密度,但伴随有与安全性和循环寿命相关的挑战,通常是由于锂枝晶造成的。优点广泛用于锂离子电池,稳定、低成本,并表现出良好的循环性能。理论容量高,导致与石墨相比具有更高的能量密度。卓越的循环寿命、高速能力和优良的安全特性。最高的理论容量,可显著增加的能量密度。缺点有限的能量存储容量,可能阻碍高能量密度电池的发展。成本高于石墨(每千克),并且在充放电循环中显著的体积膨胀导致颗粒脱落和循环寿命降低。与石墨和硅相比,能量
289、密度较低。在循环过程中容易形成枝晶,带来安全风险并降低循环寿命。正在进行的研究集中于解决这些挑战。常用负极材料及其性能比较来源:Ufine,电池报告2023(第134页)化学体系|负极|摘要第234页电池报告 2024|1 行业|石墨基础信息容量和倍率能力可能略优于人造石墨。天然石墨生产过程:开采片状石墨、研磨、选矿(例如:浮选)、除杂和球形化以生产USPG。+循环寿命和热稳定性可能略优于USPG。能源密集型生产过程。前驱体是石油化工行业的副产品。石墨是锂离子电池(LIBs)行业标准负极活性材料(AAM)。石墨是一种碳的同素异形体,有天然石墨,也可以人工合成。锂离子嵌入其层状结构中。完全锂化的
290、石墨(LiC6)提供了372 mAh/g的理论最大容量。用于AAM的完全加工天然石墨称为未包覆球形纯化石墨(USPG)。碳包覆应用于天然和合成石墨,增强电导率,减少表面反应,并在循环过程中提高库仑效率。采矿可能导致环境退化。化学纯化(例如HF)可能是危险的。生产过程:碳质前体(例如石油焦和煤焦油)在高温下处理并精炼。天然和人造石墨的主要供应商包括贝特瑞、杉杉和璞泰来(中国)、浦项(韩国)和Resonac(日本)。将天然石墨和人造石墨混合,有时还会加入少量的氧化亚硅(SiOx)是很常见的。其他形式的硅,与石墨混合或作为替代品,使用有限但正在广泛开发中。化学体系|负极|石墨|101+人造石墨供应商
291、替代品来源:Jakob Asenhaeur 等(2020)石墨作为锂离子负极材料的成功故事 可持续能源与燃料,4(11),5387-5416.K Zaghib 等(2003)天然石墨的净化过程 电源杂志,119121,8-15.Seong Jin An 等(2016)对锂离子电池石墨固体电解质界面的理解现状 碳,105,52-76.第235页1 行业|电池报告 2024|美洲欧洲、中东和非洲亚太地区操作中计划中主要石墨AAM生产商来源:公司公告化学体系|负极|供应商第236页电池报告 2024|1 行业|来源:公司公告(每个链接在来源中)化学体系|负极|石墨|重要事件二月三月八月十月十二月五月
292、七月九月十一月松下能源签署人造石墨用于电动汽车电池的协议NMG向通用汽车供应电动汽车电池生产的石墨负极材料POSCO提供多元化石墨用于电池负极石墨一号将阿拉斯加与电动汽车产业连接起来使用中国石墨的电动汽车制造商获得延期税收抵免UP Catalyst获得额外230万欧元,以加速扩大电池原材料的规模化生产,同时控制CO2的排放。北方石墨和雨碳宣布签署共同开发天然石墨电池负极材料的协议UP Catalyst为低排放、高纯度碳纳米管和电池级石墨制定新的行业标准NOVONIX和电力公司SE签署绑定的采购协议NOVONIX和斯特兰蒂斯签署绑定的采购协议Aurubis和Talga将开发电池级再生石墨Urbi
293、x石墨加工设施被美国能源部选中,依据两党基础设施法案进行1.25亿美元的资金谈判。第237页电池报告 2024|1 行业|锂金属负极作为可充电锂电池中最早使用的材料之一,具有悠久的历史,提供极高的理论比容量(3,862 mAh/g)和低电化学电位,使其在高能量应用中具有吸引力。20世纪70年代和80年代的早期研究集中在其在锂金属电池中的潜力,但这些努力受到安全问题的阻碍,主要是锂枝晶的生长在充放电循环中形成的针状锂沉积物。这些枝晶可以刺穿隔膜,导致短路和热失控,带来重大风险。因此,锂离子电池(Li-ion)的发展在1990年代获得了动力,这种电池使用石墨负极。虽然石墨提供较低的比容量(372
294、mAh/g),但其稳定性、安全性和耐久性使其成为商业应用的标准,从而促进了便携式电子设备和电动汽车(EVs)的广泛采用。近年来,由于对具有更高能量密度的电池的需求不断增长,锂金属负极的研究兴趣重新升温,尤其是在eVTOL、无人机和航空航天应用方面。材料科学和电池设计的进步导致了旨在减轻锂金属安全性和稳定性挑战的创新。正在开发的技术,如固态电解质、保护涂层和先进的分离器,旨在抑制锂晶体的形成并增强循环寿命。锂金属负极在性能上有潜力超越石墨和硅基负基,使其成为下一代电池研究的关键焦点。其成功地整合到固态电池和锂硫电池系统中,将代表一个重大进步,标志着锂离子行业向更高性能解决方案的转变,同时解决长期
295、存在的安全性和可扩展性等挑战。化学体系|负极|锂金属锂金属历史-锂离子电池的始祖来源:固态电池中的锂金属负极,高安全性锂金属负极,更安全的锂金属电池第238页电池报告 2024|1 行业|来源:固态电池中的锂金属负极,高安全性锂金属负极,更安全的锂金属电池,电池报告2023(第140-142页)锂金属负极由于锂的低密度和高理论比容量,提供了极高的能量密度。然而,锂金属技术面临重大挑战,主要与安全性有关。锂金属负极在充电过程中容易形成枝晶,这可能导致短路、热失控和火灾。此外,它们与电解质的反应性可能会降低循环寿命和效率。与用于锂离子电池的传统石墨负极相比,锂金属负极理论上可以提供更高的容量,但稳
296、定性显著较差,商业化挑战更大。与硅基负极相比,锂金属提供更高的容量,但在安全性和耐用性方面较差。与可能使用锂金属负极的锂硫电池相比,这些电池具有类似的安全隐患,但可以提供更低的生产成本和重量优势。许多公司正在努力或已经致力于缓解锂金属负极固有的安全挑战,采用如固态材料、电解质设计、保护涂层和枝晶抑制等技术。高能量密度 轻量化 使其他先进电池化学,如固态和锂硫电池成为可能优点 有限的循环寿命 成本(较高)低库仑效率 锂金属的可制造性 安全性(枝晶形成和高反应性)缺点 对高能量密度电池的需求 航空航天 高端汽车 与国防相关的应用(无人机)固态技术的进展机遇 来自其他技术(NMC/硅电池)和新兴化学
297、如金属空气或锂硫的竞争 安全法规 锂成本上升和供应链担忧威胁锂金属锂金属基础信息(SWOT分析)化学体系|负极|锂金属第239页电池报告 2024|1 行业|化学体系|负极|锂金属|行业参与者已宣布或计划布局锂金属电池的企业锂金属生产商电池制造商对电动汽车制造商感兴趣第240页电池报告 2024|1 行业|化学体系|负极|锂金属|关键趋势和重要事件一月二月三月四月六月八月十月十二月五月七月九月十一月Sion Power在由LG能源解决方案主导的早期融资轮中筹集了7500万美元。Adden Energy在实验室规模的电池中展示了锂金属电池在室温下的10分钟快充。Li-Metal宣布提议从加拿大证
298、券交易所退市,原因是“市场条件严峻。”Lyten宣布收购位于加利福尼亚州圣利安德罗的Cuberg生产设施,以建立一个200 MWh的锂-硫电池生产线,预计在2025年投入商业运营。PowerCo与Quantumscape宣布成立合资企业,制造固态锂金属电池。SLAC 发布了一项关于锂金属负极原子级压延老化机制的研究,强调电解质设计是一个关键因素。SES AI将开始根据现代汽车和起亚的联合开发协议开发B样品。B样品生产线将为城市空中出行制造电池。Lyten宣布计划在内华达州里诺附近建立全球首个锂硫超级工厂,预计于2027年投入商业运营,采用锂金属负极。SK On宣布了一种凝胶聚合物电解质,可以在
299、室温下促进锂金属性能,具有良好的快速充电和电池安全性。锂金属负极的技术经济分析表明,与挤出和原子层沉积相比,热蒸发是一种更具经济可行性的方法,可用于大规模生产锂金属负极。24M宣布Eternaltye是一种为锂金属配制的电解质,具有改善循环寿命和倍率的性能。SES AI 的100Ah电池通过了GB38031-2020,中国的电动汽车电池安全标准。Cuberg作为Northvolt的子公司,关闭其大门,技术转移至瑞典。来源:上述各种新闻文章第241页电池报告 2024|1 行业|硅基础信息锂可以与硅形成合金,完全锂化的硅(Li15Si4)常温下理论最大容量为 3,579 mAh/g是石墨的 9.
300、6 倍。然而,硅在锂嵌入时会经历高达400%的体积膨胀。在循环过程中,体积膨胀和收缩可能导致极片脱落和容量衰减。材料工程策略旨在遏制这些问题,尽管通常会在容量上与硅的理论最大值之间妥协。加工硅材料用于与石墨复合或其替代品,用于锂离子电池(LIBs)中增加负极克容量。化学体系|负极|硅|101生产过程:蒸发Si和SiO2然后冷凝;以及球磨Si和SiO2粉末。负极中使用量限制在 60 C 和电压4.3-4.5V。LiFSI和LiTFSI更受青睐,因为它们具有更高的稳定性(热和电化学)和更高的导电性,但成本高昂。较少见:LiBF4(导电性较低)。LiClO4(良好的导电性,氧化剂),LiAsF6(高
301、导电性且稳定,毒性和昂贵),LiNO3(锂金属稳定剂,安全性问题)。良好的SEI形成剂,稳定,昂贵:LiBOB,LiDFOB,LiPF2O2。盐以低浓度作为添加剂使用,以抵消缺点。溶剂离子导电的介质,润湿隔膜和电极。参与SEI形成。粘度和冰点:较高的粘度会减慢离子导电性,随着温度降低而恶化,降低倍率性能。溶剂:选择溶剂以提高离子导电性和溶解度。在电极表面溶剂混合物还必须有效地去溶解离子。与电极材料共存。碳酸酯:因其成本、与常见活性材料的兼容性以及溶解盐的能力而最为常见。溶剂混合物包括:循环:EC(高冰点,石墨稳定剂),FEC(向SEI添加F-,支持Si负极)。线性:DMC(改善粘度和导电性),
302、DEC(增强低温性能),EMC(与前者相似但挥发性更低),氟化(新兴,更昂贵但支持高电压)。酯类(MP、EA等)和醚类(DME、DOL、glymes)与锂金属具有良好的兼容性,但易燃性高。腈类(乙腈、丁二腈等)在高温性能上也有所改善,并且具有更宽的电压窗口,但与其他成分的毒性和反应性存在一些担忧。添加剂(10%质量分数)调整性能。修改SEI,增强稳定性,抑制气体形成等。兼容性:细致平衡电池化学与应用需求。添加剂通常增强某一方面的性能,同时对另一方面产生负面影响。浓度:添加剂通常有助于形成SEI,但过厚的SEI层可能会耗尽锂库存并降低速率性能。添加剂涵盖广泛的化学成分,通常包含多个功能团:不饱和
303、添加剂是典型的(VC,VEC),并通过电还原在负极形成SEI,普遍认为它们在正极也发挥作用。FEC通常作为添加剂用于向SEI中添加LiF。含有其他功能团的分子的氟化也是常见的。含硫添加剂如PS或DTD可以形成先进的SEI并改善系统的稳定性。毒性和监管问题有时限制了使用。磷化合物在高浓度下可以减轻可燃性,但可能形成过厚的固态电解质界面(SEI)。腈类和异氰酸酯形成的膜通常适用于高电压。锂离子电池中的液态电解质促进锂离子在正极和负极之间的运输。电解质经过优化,以提高离子导电性、热/电压稳定性以及与电极材料的兼容性。设计良好的电解质可在电极上形成稳定的SEI,保护电极,同时允许离子在SEI和电解质之
304、间自由通过。化学体系|电解质|摘要来源:1.Electrolytes and Interphases in Li-Ion Batteries and Beyond,Kang Xu,Chemical Reviews链接电解质 寻找在成本、性能和安全方面有潜力的合适材料第249页电池报告 2024|1 行业|化学体系|电解质|新闻事件与供应商二月三月六月十二月九月11月中国的Do-Fluoride与Soulbrain成立合资企业,提供LiPF6盐。总部位于美国的Koura宣布在经过测试后扩展定制电解液业务,具有较短的交货时间。美国的AI初创公司Chemix宣布获得2000万美元A轮融资,用于数据驱
305、动的电解液开发。日本的旭化成宣布基于乙腈的电解液,承诺提供出色的“超宽温度”性能。美国初创公司Feon宣布获得610万美元种子资金,用于先进电解液的发现及其锂金属电池的UN 38.3认证。三菱宣布与合作伙伴T2M开展回收试点,包括从电动汽车电池中回收电解液。德国E-lyte宣布在德国开设首个电解质工厂,年产能力达到20千吨。韩国材料公司EnChem将为AESC位于奥尔达市的工厂提供70%的电解质。24M(美国)推出Eternalyte,旨在提高锂金属电池的循环寿命和倍率性能。印度的GFCL宣布其LiPF6工厂预计在年底前投入运营。South8的LiGas(美国)展示了LMNO电解质,改善了高电
306、压击穿的历史挑战。Sepion Technologies发布了其新电解质的视频,自熄灭时间“比商业电解质好25倍”。四月来源:上述各种新闻文章第250页电池报告 2024|1 行业|离子液体(ILs):因其稳定性和不易燃性而显示出潜力,但成本和粘度限制了它们的应用。最近,IL被用作添加剂或共溶剂,以平衡这些挑战的优势。来源腈化学体系:最近几家公司宣布了腈溶剂和添加剂。旭化成宣布使用乙腈作为溶剂,以扩大电解质的最佳温度范围。特斯拉在2019年专利中与杰夫达恩教授共同发布了腈硫酸盐,而Sila则发布了2023年专利。Ascend Performance材料公司制造了Trinohex Ultra(如
307、左图所示),这是一种三腈添加剂,在2021年与三星的挑战中获胜。半固态和凝胶电解质:迈向固体聚合物电解质,聚合物基体被液体(溶剂+盐)饱和。它们的可燃性较低,且通常具有更高的温度稳定性。与固体电解质类似,离子导电性相较于传统液体较低,进展通常寻求提高导电性。在锂金属电池中,它们表现出较少的枝晶形成。来源化学体系|电解质|技术在电解质行业,技术进步旨在克服关键电池挑战:液态电解质的反应性、温度性能和锂离子电池的使用寿命;使新兴负极(硅、锂金属、“无负极”)成为可能。液化气:South8的LiGas,被时代评为2025年最佳发明,非毒性气体具有降低火灾风险和高倍率能力(低粘度+高导电性)。借鉴非液
308、态技术:全固态电池是行业的重要推动力,其他地方有详细介绍,但半固态凝胶(聚合物+液体电解质)和液化气正在商业化。扩展分子库:遵循现有的液态电解质模型,进展集中在发现新分子以添加到混合物中。2400万,Anthro Energy,QuantumScape,以及其他公司使用凝胶聚合物。人工智能发现:像Chemix和Sepion这样的公司使用人工智能和机器学习来发现新的电池材料。双盐电解质:虽然LiPF6具有成本效益,但在电解质中添加次级盐可以提高性能,同时缓解更具吸引力的选项的成本或溶解度挑战。几篇出版物和专利1,2提到这一概念,几家工业电解质供应商提供双盐选项。推进盐化学:LiPF6是最常用的电
309、解质盐,但通过修改浓度或化学成分来增强性能。高盐浓度:SES宣传了“盐溶于溶剂”电解液(左侧所示)具有高盐浓度,承诺更高的库仑效率,并使锂金属电池能够使用液态电解质。PNNL推广了局部高浓度电解质(LHCEs),它们使用第二种溶剂(稀释剂),在盐溶解度较差的情况下实现类似效果。这个概念正在向行业转移,例如Giner Inc所宣传的开发工作。电解质类型与研究领域第251页1 行业|电池报告 2024|*主要专注于组件制造美洲欧洲、中东和非洲亚太地区研究中已宣布化学体系|电解质|关键参与者锂离子电池电解质的关键参与者*冠城大通*瑞泰第252页电池报告 2024|1 行业|化学体系|隔膜|摘要锂离子
310、电池隔膜物理上将正极和负极分开,同时允许锂离子的运输。最常用的锂离子电池隔膜通常由聚烯烃材料(通常是PE或PP)涂覆陶瓷制成。锂离子电池中使用的其他不同类型的隔膜具有不同的性能特征和权衡,广泛分类如下。隔膜类型材料特性聚烯烃聚乙烯(PE)和/或聚丙烯(PP)聚烯烃隔膜因其成本效益、化学稳定性和易于制造而被广泛使用。它们通常出现在商业锂离子电池中。陶瓷涂层带有陶瓷涂层的聚乙烯或聚丙烯隔膜陶瓷涂层隔膜提供增强的热稳定性和安全性。陶瓷层通过抑制内部短路和锂枝晶的生长来帮助防止热失控。复合型不同聚合物、陶瓷或其他材料的组合复合隔膜利用多种材料的优势,以实现性能的平衡,主要是增加电化学稳定性、防止短路和
311、抑制锂枝晶的生长。微孔型通常由聚乙烯或聚丙烯与添加的填料或陶瓷涂层组成微孔隔膜具有多孔结构,允许有效的离子传输,同时保持良好的机械强度。添加填料或陶瓷涂层可以增强热稳定性并降低热失控的风险。玻璃纤维与聚合物基体结合的玻璃纤维玻璃纤维隔膜具有良好的机械强度,可用于高温应用。它们以耐穿刺和优异的热稳定性而闻名。无纺布由合成纤维制成的无纺材料无纺布隔膜提供良好的机械强度,通常用于灵活且轻便的电池设计。它们可以提供灵活性和适应不同电池形状的能力。复合膜型聚合物和陶瓷材料的组合复合膜隔膜旨在提供机械强度、热稳定性和离子导电性之间的平衡。它们旨在提高锂离子电池的安全性和性能。来源:Celgard,Sepi
312、on,锂离子电池隔膜综述,2400万,2023年电池报告(第132页)电池隔膜类型与技术第253页电池报告 2024|1 行业|来源:Celgard,Sepion,24M化学体系|隔膜|技术隔膜是一种薄膜,能够在电子上隔离正负电极,同时为通过电解质的离子传输提供多孔介质。它还可以发挥安全功能,例如减缓枝晶穿透对电极的速度,并在短路发生时减缓热失控。2024年技术发展的领域包括润湿性、离子选择性和安全性。Celgard展示了一种与典型对照相比具有改善润湿性的隔膜,可 减少所需的电池浸泡时间。Sepion的离子选择性涂层防止过渡金属通过亚纳米级的孔径进入负极。使用24M的Impervio隔膜构建的
313、电池在过充滥用条件下抑制热失控,相较于对照组。隔膜的开发重点第254页电池报告 2024|1 行业|化学体系|隔膜|关键参与者美洲欧洲、中东和非洲亚太地区锂离子电池隔膜的关键参与者第255页电池报告 2024|1 行业|化学体系|隔膜|重要事件一月二月三月四月六月八月十月十二月五月七月九月十一月SK ie technology正在探索加拿大的电池隔膜制造厂。Ontario 和 Quebec正在考虑中。Green New Energy Materials将在北卡罗来纳州丹佛市建设首个价值1.4亿美元的电池隔膜制造设施24M发布了新的测试数据,表明变革性电池隔膜Impervio可以显著提高电池在过
314、充电时的安全性旭化成株式会社在加拿大安大略省波特科尔本市奠基建设价值16亿美元的锂离子电池分离膜制造厂ENTEK获得1.2亿美元的有条件贷款,用于在美国印第安纳州特雷霍特建设电动汽车电池隔膜制造厂noco-noco与Neogen Chemicals Ltd签署了为期3年的X-SEPA电池隔膜在印度的营销和分销许可协议本田已与旭化成株式会社达成基本协议,合作在加拿大生产电池隔膜Sepion Technologies获得1750万美元用于在美国加利福尼亚州西萨克拉门托建设电池隔膜制造厂。Prologium交付8000个Logithium技术的锂离子陶瓷固态电池样品,配备创新的陶瓷隔膜。Quantu
315、mScape发布Cobra,新一代陶瓷固态电池隔膜生产设备Trent Capital Partners收购电池隔膜公司Microporous的全部控制权。Semcorp完成匈牙利德布勒森湿锂电池隔膜生产厂的第一阶段建设。来源:上述各种新闻文章第256页电池报告 2024|1 行业|1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第257页电池报告 2024|1 行业|化学体系|固态|产业参与者来源:公司公告和新闻报道,电池报告2023(第158-165页)
316、固态电池行业当前状态的关键趋势主机厂竞赛几乎所有汽车主机厂都在以不同的策略积极参与固态电池竞赛:内部研究SSB(例如:丰田)与SSB公司的战略合作伙伴关系(例如:蔚来与卫蓝)对一家(例如:宝马、福特、斯特兰蒂斯)或多家SSB公司的直接投资(例如:梅赛德斯、现代、起亚)公开披露的混合策略,结合内部开发与对其他公司的投资(例如:本田)技术关于使用何种电解质尚无共识,尽管聚合物已达到最高的成熟度。显然,越来越多的趋势是采用半固态聚合物电解质,以增强与正极的兼容性值得注意的是,亚太地区对硫化物SSB的关注显著增加时间线该领域的大多数初创公司成立于2010年至2016年之间,现在要么已上市,要么处于投资
317、的后期阶段几家公司最近宣布将在2025年1月开设试点规模生产线(例如:现代/SES-AI、本田)大多数参与者的生产开始时间(SOP)预计或将宣布在2025年至2030年之间第258页电池报告 2024|1 行业|固态电池与传统锂离子电池的不同之处在于它们使用固体电解质。然而,对于固体电解质的优选化学成分尚未达成共识,因为每种类型都有其独特的优缺点。使用的两种最常见的电解质家族是:陶瓷(包括氧化物和硫化物)聚合物(固体、复合材料或凝胶;后者通常被称为半固态电解质)良好固态电解质的关键特性包括高离子导电性、稳定的电极-电解质界面、高热稳定性和电化学稳定性、抑制枝晶的能力、高可加工性和低制造成本。陶
318、瓷电解质表现出高离子导电性和机械强度,但在界面特性方面表现不佳。与它们的刚性特性相比,聚合物则具有良好的界面特性,但在离子导电性和机械强度方面存在不足。到目前为止,聚合物由于其优越的可加工性,已实现更高水平的技术准备。来源:BatteryBits,电池报告2023(第158-165页)固体电解质的类型化学体系|固态|产业参与者第259页电池报告 2024|1 行业|与传统液态电解质锂离子电池的制造差异化学负极生产正极生产隔膜生产电池组装液态电解质锂离子电池负极浆料混合和涂布、干燥、压延负极浆料混合和涂布、干燥、LT烧结挤出工艺,可以是干法和湿法堆叠、包装、电解液填充和脱气、老化氧化物固态电池锂
319、箔挤出、压延、层压负极浆料混合和涂布、干燥、LT烧结浆料混合与涂布、高温烧结、层压、低温烧结堆叠压制、老化硫化物固态电池锂箔挤出、压延、层压负极浆料混合和涂布、干燥、LT烧结浆料混合与涂布、干燥、轧制堆叠压制、老化聚合物固态电池锂箔挤出、压延、层压挤出、轧制挤出、轧制堆叠压制、老化与锂离子电池相比,主要归因于锂金属箔的挤出工艺,存在显著差异。值得注意的是,基于硅的负极工艺更类似于传统的锂离子方法。对于氧化物和硫化物,正极经历的过程类似于传统的锂离子,但固体电解质颗粒被混合在浆料中。此外,氧化物SSBs需要昂贵的烧结步骤。另一方面,聚合物SSBs需要挤出。在氧化物和硫化物SSBs中,隔膜的湿处理
320、与锂离子电池中采用的传统挤出工艺显著不同。与锂离子电池不同,固态电池(SSBs)不需要电解液填充和脱气,这是固态电池的一大独特优势。关键制造差异来源:弗劳恩霍夫ISI化学体系|固态|产业参与者第260页电池报告 2024|1 行业|新型金属的加入在固态电池中加入如镧、锗或锆等新型金属使其与传统锂离子电池有所不同:锆是常见的,且没有显著的供应链问题。(存在于氧化物固态电解质中)镧虽然在稀土金属中相对丰富,但随着固态电池(SSB)采用的增加,可能面临需求上升。(存在于氧化物固态电解质中)锗相对稀缺且成本高,可能不适合在电池中广泛使用。(存在于氧化物和硫化物固态电解质中)锂含量关于锂需求:正极材料与
321、传统锂离子电池相比没有重大变化。电解质发生显著变化,固态电解质导致锂的平均额外需求比液态有机电解质高出10到20 g/kWh。负极中的锂金属需要额外的锂含量,粗略相当于从液态电解质过渡到固体电解质。额外的锂含量因负极厚度和为提高电池性能而添加的多余锂而异。来源:弗劳恩霍夫ISI与传统液态电解质锂离子电池的制造差异固态电池与基于液体电解质的电池共享共同组件,但由于固体电解质和负极材料的选择,资源需求有所不同。主要有两个区别:电解质中新金属的加入和锂含量的增加。化学体系|固态|产业参与者第261页电池报告 2024|1 行业|来源:公司公告和新闻报道,电池报告2023(第158-165页)固态电池
322、-最新进展Prologium启动全球首个GWh级固态锂陶瓷电池工厂,计划于2027年开始大规模生产现代宣布在韩国建立新的B样品工厂,计划于2024年开始固态电池生产(现为2025年1月)本田 宣布将在2025年1月开设一个固态电池(SSB)工厂/演示线的试点规模。斯特兰蒂斯 宣布到2026年将在路上推出一支道Dodge充电器的演示车队总部位于波士顿的离子材料在经营12年后宣布破产Quantumscape 向其OEM合作伙伴运输六层Alpha-2样品电池,相较于其A0电池具有更大的正极负载2024年以宣布固态电池生产设施开始逐步增加A和B样电池的生产为主导。Factorial 在交付其A样品电池
323、不到1年后,向梅赛德斯-奔驰交付B样品电池三月2024年第二季度2024年第四季度六月十月十一月六月四月一月2024年第一季度化学体系|固态|产业参与者第262页电池报告 2024|1 行业|主要固态参与者来源:Pitchbook、Crunchbase、公司公告和新闻报道注意:$10M的融资已被选为地图的门槛电解质选择欧洲、中东和非洲亚太地区美洲聚合物氧化物硫化物半固态未披露化学体系|固态|产业参与者第263页电池报告 2024|1 行业|来源:Dealroom,Crunchbase,Pitchbook注意:$10M的融资已被选为表格的阈值公司电解质技术发布日期基金,阶段知名主机厂投资者Blu
324、e Solutions 聚合物固态电解质1998$496M-上市Ilika氧化物固态电解质2004$30M-上市-Ensurge氧化物固态电解质2005$1.8亿-公开Prologium氧化物固态电解质2006$5.38亿-E轮QuantumScape氧化物固态电解质2010$15亿-公开24M半固态电解质2010$1.85亿-H轮Solid Power硫化物固态电解质2011$3.87亿-公开Iten氧化物固态电解质2011$1.1亿-C轮-主要固态电池参与者及OEM投资固态电池行业已见证显著投资和增长,拥有多样的电解质技术以及由既有企业和新兴初创公司实现的显著融资里程碑。我们这里只包括主要
325、专注于固态电池的公司。化学体系|固态|产业参与者与投资第264页电池报告 2024|1 行业|来源:Dealroom,Crunchbase,Pitchbook注意:$10M的融资已被选为表格的阈值公司电解质技术发布日期基金,阶段知名OEM投资者SES半固态电解质2012$600M-公共StoreDot半固态电解质2012$190M-D轮Factorial Energy聚合物固态电解质2014$240M-D轮Blue Current聚合物固体电解质*2014$46M-系列未知-Ion Storage Systems氧化物固态电解质2015$85M-债务融资Sakuu未披露2016$84M-C轮-
326、Svolt硫化物固态电解质2016$2.9B-B轮Welion半固态电解质2016$287M-D轮Tailan New Energy氧化物固态电解质*2018$5500万-B轮主要固态电池参与者及OEM投资情况固态电池行业已见证显著投资和增长,拥有多样的电解质技术,以及由成熟企业和新兴初创公司实现的显著融资里程碑。我们这里只包括主要专注于固态电池的公司。*复合电解质化学体系|固态|产业参与者与投资第265页电池报告 2024|1 行业|来源:Dealroom,Crunchbase,Pitchbook注意:$10M的融资已被选为表格的阈值公司电解质技术发布日期基金,阶段知名OEM投资者LionV
327、olt氧化物固态电解质2020$2000万-A轮-Solivis硫化物固态电解质2020$1900万-B轮-Solithor氧化物固态电解质2021$1000万-种子轮-Soelect聚合物固态电解质2021$1300万-A轮Adden Energy未披露2021$2000万-A轮-BasqueVolt聚合物固态电解质2022$3000万-种子轮-主要固态电池参与者及主机厂投资情况固态电池行业已见证显著投资和增长,拥有多样的电解质技术以及由既有企业和新兴初创公司实现的显著融资里程碑。我们这里只包括主要专注于固态电池的公司。化学体系|固态|产业参与者与投资第266页电池报告 2024|1 行业|
328、1 行业概述重要事件行业价值链金融成本电芯与电池包制造应用电动汽车(EV)电池储能系统(BESS)其他安全法律化学体系正极负极电解质与隔膜固态锂-硫 非锂化学供应链与原材料回收与再利用软件第267页电池报告 2024|1 行业|化学体系|锂-硫|SWOT来源:路透社,阿贡国家实验室,UFine,电池官员,电池报告 2023(第 143-146 页)锂-硫电池基本信息(SWOT分析)成本 安全性 比容量 硫的丰富性优点 循环寿命 能量密度 电池供应链 功率 难以读取的充电状态缺点 低/中档/入门级 EV 电动公交车 电动卡车 对成本敏感的应用机遇 NMC/高电压LNMO 钠离子电池 关于能量密度
329、和电池循环寿命的法规 材料成本上升挑战锂硫(LiS)在2024年,锂硫(Li-S)电池仍然是一种有前景的下一代能源存储技术,随着技术进步,解决了诸如“穿梭效应”和有限循环寿命等关键挑战。电池的进步包括改进正极设计、先进电解质和纳米结构硫材料,以增强循环稳定性和能量密度。Li-S电池具有显著优势,包括更高的理论能量密度和由于硫的丰富性而带来的成本效益。它们特别适合需要轻量级能源存储的应用场景,如无人机、航空和长续航电动汽车。然而,Li-S电池面临来自成熟锂离子电池的挑战,如磷酸铁锂(LFP),后者尽管能量密度较低,但具有更好的循环寿命、安全性等优势。此外,锂金属电池是另一种竞争技术,具有相当的能
330、量密度,但面临锂枝晶形成和安全性方面的挑战。尽管有这些竞争者的存在,持续的研究和行业合作表明,未来在可持续能源存储中,锂硫电池可能成为关键角色。第268页电池报告 2024|1 行业|化学体系|锂锂-硫硫|物料清单与成本来源:1.Yao,A.Benson,S.M.,Chueh,W.C.钠离子电池能多快学习?评估与锂离子电池的技术经济竞争力场景。arXiv:2403.13759v3(2024);2.上海金属市场(SMM).M.;3.Omenya,A.钠离子电池开发.美国能源部-OE同行评审(2024).;4.Lee,J.低成本钠离子电池以实现电网规模能源存储:普鲁士蓝衍生正极与完整电池集成;20
331、13.活跃材料属性容量(mAh/g)电压范围(V)堆积密度(g/cm3)循环寿命前景与挑战正极硫碳1100-16741.5-3.00.3-0.750-300相较于传统锂离子电池更安全电压窗口对电池设计构成限制由于堆积密度导致的能量密度低硫化聚丙烯腈300-6001-2.50.4-0.6100-600能量密度低,无论是体积能量还是重量能量由于标称电压导致的功率密度有限硫化锂1000-11661.5-3.00.3-0.750-300高湿敏感性导致成本增加由于堆积密度导致的能量密度低负极硅3000-42000.1-10.8-1.0100-1000由于堆积密度导致的能量密度低原料限制成本与质量锂/锂合
332、金3200-3800 0-0.20.5-0.750-600需要管理高容量变化报告的循环寿命有限不活跃材料属性描述前景与挑战电解液基于醚的LiTFSI盐在醚/氟醚中醚的溶解性允许广泛使用添加剂和盐以提高负极稳定性醚在电池内溶解活性电池材料基于碳酸酯的LiPF6盐在环状/线性碳酸酯混合物中良好的氧化稳定性,但需要管理气体生成/积累集流体铝箔用于正极在1C/min)。钠离子多阴离子(NVPF)和普鲁士蓝避免热失控(10 C,充电速率 4 C,通常报告的情况,这主要得益于硬碳(与石墨相比)的速率能力。电压保持容量来源不同温度下的放电电压曲线第281页电池报告 2024|1 行业|中国的TAILG 已在
333、其豪华电动自行车中推出新的钠离子电池技术,能够在0C以下的温度下行驶115公里,同时保持25 km/h的速度,生命周期超过2,000个循环。宁德时代的Freevoy 混合动力汽车电池组。集成了钠离子电池和锂离子电池,能够在10分钟充电后提供超过280公里的续航,并在10,000500储存寿命20年25年效率60-90%59-64%其他特性不易燃不易燃,高可持续性氧化还原液流电池(RFBs)的形状和化学成分各不相同,具有广泛的性能,可实现长寿命、安全性和发展机会。氧化还原液流电池第285页电池报告 2024|1 行业|化学体系|金属-空气/液流电池|行业参与者美洲欧洲、中东和非洲亚太地区金属空气钒有机其他铁液流电池公司在美洲和欧洲、中东及非洲迅速崛起希望确立自己在长时储能电网技术领域的领导地位。这些技术种类繁多,处于从研发到商业部署的不同发展阶段。第286页电池报告 2024|1 行业|化学