2017年中国动力电池行业发展前景分析

纯电动汽车组成主要包括电源系统、驱动电机系统、整车控制器和辅助系统等。 内燃机汽车主要由发动机、底盘、车身和电气设备 4 大部分组成，发动机把燃料燃烧产生的热能变成机械能，再通过底盘上的传动机构，将动力传给驱动车轮，使汽车行驶。纯电动汽车与内燃机汽车相比，取消了发动机，底盘上的传动机构发生了改变，根据驱动方式不同，有些部件已被简化或省去，增加了电源系统和驱动电机系统等。 典型纯电动汽车组成主要包括电源系统、驱动电机系统、整车控制器和辅助系统等。动力电池输出电能，通过电机控制器驱动电机运转产生动力，再通过减速机构，将动力传给驱动车轮，使电动汽车行驶。

2020 年中国目标动力电池比能量达到 350Wh/kg，电池系统成本降至 1 元/Wh。 普及应用节能与新能源汽车的关键是实现其经济性和使用的便利性与传统燃油汽车相当，而动力电池又是新能源汽车降低成本和增加纯电驱动行驶的续航里程的关键。 2020 年是中国动力电池技术提升阶段，动力电池单体比能量将达到 350Wh/kg， 电池系统成本降至 1 元/Wh； 2025 是产业发展阶段， 比能量达到 400Wh/kg 以上，系统成本持续降至 0.9 元/wh； 2030 年进入产业成熟阶段， 比能量达到 500Wh/kg 以上，成本进一步下降 0.8 元/wh。

全球范围内动力电池正极材料重心已转向三元锂电。 正极材料方面， 90 年代早期的第一代锂电池，正极材料以钴酸锂为主；第二代锂电池，以锰酸锂和磷酸铁锂为代表，在本世纪早起逐步商业化；第三代的锂电池，为全面提高锂电池性能，并进一步降低成本，于近几年发展起来，其正极材料主要包括镍钴铝三元和镍钴锰三元。 当前动力电池当前有 2 个主流设计，一种是以特斯拉为代表的，采用三元（镍 Ni、钴 Co、锰 Mn 或者镍 Ni、钴 Co、铝 Al）锂电池+高级的电池管理系统，充分发挥三元锂电能量密度大的优势；一种则是以比亚迪为代表的，采用磷酸铁锂电池+相对简单的电池管理系统。鉴于能量密度是动力电池的核心参数，短期来看，全球范围内动力电池技术路线重心已转向三元锂电，长期而言，包括高镍材料、高电压材料以及富锂氧化物固溶液材料等高压、高能量密度正极材料是未来发展趋势。

国内车企布局电池产业，加强成本控制。 对于电动车而言，动力电池的成本空间最大。随着新能源汽车产业逐渐成熟，各大车企在成本方面的竞争也上升到了一个新的层面， 以期尽快提供有价格竞争力的产品。这种情况下，主机厂们通常都会选择以动力电池作为新能源汽车的战略切入点。自从特斯拉和 Panasonic 合作打造 Gigafactory 以来，越来越多的传统车企慢慢也发现，从长远角度出发，自建/合资成立电池落地项目或许要比与供应商合作更有利于控制成本。 因此，北汽新能源、吉利、上汽等主流自主品牌均已开始布局电池工厂，丰田、戴姆勒、上汽通用等合资/外资车企也已经或者计划开展动力电池项目，通过本土化生产降低整车成本。

国内锂电池龙头 CATL 积极布局三元电池，能量密度可实现 250Wh/kg。 CATL 的产品以方形铝壳电池为主，正极材料包含磷酸铁锂和三元。在磷酸铁锂和三元电池两条路线上，储能和大巴因为安全、成本和产品实用性的考虑，主要走磷酸铁锂的技术路线；乘用车领域，2015 年开始 CATL 全面转向三元材料，为宝马、吉利等企业提供三元电池组。2016 年 CATL 在车用磷酸铁锂市场的市占率为 22.9%，排名第二；在三元电池市场的市占率为 25%，排名第一。目前， CATL 在磷酸铁锂上可以做到单体能量密度 120Wh/kg，电池包达 100Wh/kg，三元电池单体电芯的能量密度可实现 250Wh/kg。CATL 目标 2020 年能量密度做到 300Wh/kg 以上，成本下降到 0.8 元/Wh。 “十三五”期间， CATL 将致力于高镍三元/硅碳电池研发。引入硅基合金替代纯石墨作为负极材料后，锂离子动力电池的能量密度有望提升到 300Wh/kg 以上，理论上限约 350Wh/kg，成本也将大幅降低至 0.8 元/Wh 以下。 对于更高能量密度目标的进一步达成，以金属锂为负极的锂金属电池已成为必然选择。目前， CATL 正在加速开发电动车用的全固态锂金属电池研发的步伐，在聚合物和硫化物基固态电池方向分别开展了相关的研发工作并取得了初步进展。

CATL 电池比能量和成本目标

数据来源：公开资料整理