未来动力电池方面的其他几种技术路线主要有哪些?
1、以磷酸铁锂和三元材料为代表的锂离子系动力电池成为行业高速发展的赢家
从动力电池材料分类看,根据GGII统计数据,2017年1-11月磷酸铁锂电池在新能源汽车上的装机量约11.56Gwh,占比约46.9%,三元材料装机量为11.51Gwh,占比约46.7%;就目前情况看,磷酸铁锂和三元材料平分秋色,三元材料有上升的趋势。
锂离子动力电池综合性能相对优异,未来将继续畅享动力电池高成长红利。电动汽车发展至今,核心部件动力电池的性能和成本已成为制约其产业化的最大瓶颈。锂离子电池性能在各方面优势明显,正处于行业快速成长期。 从成本的角度,电池驱动系统作为提供新能源电动汽车动力源的“心脏”,其成本约占据整个电动汽车成本的45%~60%,而动力电池又占据电池驱动系统约75%~85%的成本,是电动汽车产业化发展最大的成本制约因素。近年来,锂电池的价格在不断下降,将利好产业长远发展。
不同类型动力电池的价格变化趋势
除锂离子电池外,未来动力电池方面的其他几种技术路线主要有:氢燃料电池、超级电容和铝空气电池。其中锂离子电池和超级电容均已得到广泛的应用,但超级电容不适用于主动力源,氢燃料电池成本高且基础设施建设滞后而尚未大规模产业化,铝空气电池则尚处于实验室研究阶段。
受益于我国新能源汽车产业的高速发展,动力电池产业将继续保持快速向上发展态势,其中锂离子电池以其相对优异的综合性能表现和已具备相对成熟的技术条件将继续脱颖而出,未来仍有望持续畅享行业高成长红利。
2、磷酸铁锂和三元材料的竞争中趋势渐显
短期国内磷酸铁锂和三元材料仍将二分天下,磷酸铁锂主导新能源客车市场,三元材料将持续发力新能源乘用车。
新能源客车作为公共交通工具,对安全性能要求最高,因此安全性能表现出色的磷酸铁锂电池赢得了国内新能源客车市场的青睐。2016年1月工信部发布的《新能源汽车推广应用推荐目录》中基于安全性的考虑而未将三元电池的电动客车纳入推广目录,磷酸铁锂自此已获得国内新能源客车市场的短期绝对主导权。以大众消费为主的新能源乘用车则相对更为关注续航能力和车身轻量化,因此高能量密度的三元电池逐渐夺得该细分市场的话语权。
随着三元正极材料改性研究的不断深入,其安全性和循环稳定性有望获进一步提升,将支持三元材料持续发力新能源领域。而且2017年已经放开大巴用三元电池的限制,加之补贴政策对能量密度的更高要求,未来三元将持续走强。对于现有三元锂电池体系的改进可以达到2020 年动力电池模块能量密度300Wh/kg 的目标。随着未来乘用车成为新能源车的主要增长动力,三元电池有望逐步取代磷酸铁锂电池成为未来主流。根据赛迪资讯预计,到2018年,NCM 三元电池出货量将超过磷酸铁锂LFP 电池。NCA 等新的技术体系电池也有望开始规模化应用。
3、方形、软包、圆柱路线之争
目前国内市场,电动客车的渗透率是最高的,而客车的带电量基本都在60或70KWH,如此高的带电量导致客车倾向于使用铝壳或软包电池,所以锂电池产能消化中客车占比在60%左右,而方形和软包的市场占比目前为超过70%。
根据与行业内人士的交流,未来占比将是方形占主流、软包次之,圆柱占比最低。由于圆柱的成本优势在相当长一段时间内无法撼动,加上BMS的逐渐成熟以及松下和特斯拉的带动作用,预计未来圆柱的市场份额将比较可观。
从补贴政策调整方向来看,渗透率已接近饱和的客车补贴退坡幅度较大,2017 年纯电动客车退坡幅度超过40%;而乘用车补贴退坡幅度相对较低,2017 年纯电动乘用车退坡幅度约为20%。最新发布补贴政策来看,2018年补贴幅度较上年又下降了30%以上;同时,至2020 年补贴将取消。
若2020年新能车产能以212万量计算,其中乘用车、客车和专用车分别占比80%、11%和9%的,乘用车、客车和专用车电池量分别为50KWh、100KWh、55KWh算的话,2020年锂电池产能为175GWH,而目前每GWH的设备投入平均为5亿元,2017年产能为68GWH,2018-2020年新投入产能107GHW,对应设备投入为535亿元!