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中汽中心王芳:车用动力电池产业和技术分析
来源:中国汽车工业信息网    发布时间:2022/01/20   浏览:()次


  以下是演讲内容:


  王芳:正好是岁末年初的时候,行业内各种总结的报告也都在陆续的出台,对于2021年的总结,对于2022年的展望。借这样一个机会,今天跟大家一起回顾一下2021年的产业状态,展望2022年我们对于这个产业来说,对于动力电池的技术发展来说,我们能做一些什么。


  首先还是从产业方面还是要回顾一下整个产业政策发展的历程,大家知道我们从“八五”开始,一直到现在的“十四五”,国家一直在出台一系列政策去支持新能源汽车产业发展,最值得大家关注的是“十三五”开始的2016年,大家可以看到,从2016年到2020年这几年,每年的新能源产量规模持续扩大,然后让大家看到了新能源汽车发展元年的到来,在“十三五”末“十四五”初的时候,大家其实有很多的担心,因为包括整个全球的经济发展状态,也包括新能源汽车本身受到上下游产业链的制约。而2021年新能源汽车发展又有了新的突破,全年新能源汽车产量达到354万辆的规模,销量也达到352万辆,让新能源产业从原来的“十三五”这种政策驱动状态向市场驱动转变。


  截止2021年底,我国新能源汽车保有量已经达到约844万辆。
 


  这个图根据行业的各个机构的数据做的图,但是里面的全球产量我们销量还没有拿到准确的数据,所以加了一个估计的值。这几年,中国在全球的市场份额是处于遥遥领先的状态。


  除了销量以外,12月份新能源汽车渗透率达到逾20%,全年的渗透率达到14.8%,这两个数值更值得汽车行业关注。


  新能源汽车到了现在这样一个阶段,已经形成了相对完善的上下游的产业链,无论是像电池的原材料等等关键部件原材料,到核心的零部件,再到整车,其实都有相对的有影响力的企业。


  其中,动力电池装机量是逐年提升的,到2020年是62.9GWh,2021年这个数有了大幅的攀升,达到154.5GWh,这个也是跟新能源汽车整个配套量是相当的,当然这里面乘用车配套量占比是比较高的。
 


  在这里面也跟大家分享一下,因为我们见证产业发展过程当中有很深的体会,就是动力电池企业的数量这样一个变化,实际也跟产业发展是有密切的关联。


  在2015-2016年,电池企业在急增的状态,2016-2019年,其实电池的企业数量每年都在逐年的减少阶段,2020年是72家左右,2021年实现装机配套的动力电池企业数量58家。这也是产业发展一个健康发展正常规律,是优胜劣汰的过程。


  在58家的配套电池企业里面,其实龙头企业产业集聚现象也是非常明显,前十家的企业占比达到了整个装机量配套93.6%,其中宁德时代占比超过50%,比亚迪也是达到16%以上。可以看到,特别是2018年到现在,每年聚集度前20家占比90%以上,聚集度是非常明显的。
 


  我们再看看体系方面的分析,2020年底,2021年初的时候,我参加过几次行业的论坛,论坛会上我们有一个对话环节,对话环节我记得不约而同都给提了一个问题,就是你认为铁锂还有什么样的发展空间,三元未来谁来争霸的问题,这是2020年底,2021年初讨论比较热的话题。
 


  我特地把2015年到现在整个占比都给做了一个汇总,实际上大家看2020年的时候,磷酸铁锂的装机量是23.2GWh,占比是36.7%,这个不同的统计口径会有不同的差异,三元电池装机量是39.7GWh,占总的装机量62.7%,三元是从2016年开始往上攀升,一直到前年,一直处于持续上升的状态。到2021年有一个明显的变化,磷酸铁锂的总的装机量达到79.8GWh,总的产量占比达到51.7%,也就是又实现新的一次反超。


  我们再看一下结构的分析,可以看到,方型电池还有绝对的生命力存在,圆柱也有它的特点,圆柱我们知道典型的代表企业,这个典型代表企业带动,在这几年过程当中,其实起到非常重要的引领作用。
 


  软包又有它天然的能量密度等等,单体的能量密度,还有组装方面的特点,使得它有生存的空间。


  其实我们可以看到方形电池耐受性还有配组性,还有可靠性方面都有不可比拟的好处,但是这种外观结构会导致单体能量密度,在单体能量可能性方面可能需要我们做一些努力和尝试,在这方面软包就会展现出它的优势,尤其是在配组以后,形成系统以后,系统能量密度,还有模组能量密度方面展现不出来更高的一些优势,所以大家也会去做这样一个权衡。


  我们再看看能量密度方面,2021年平均能量密度没有算出来具体的值,但是有一个初步的估计。大家看到2020年这个值是磷酸铁锂电池是142Wh/kg,然后三元材料是160Wh/kg,2021年也测算一下,我们做最高能量密度铁锂单体在190Wh/kg左右,三元单体在240-260Wh/kg之间,这个根据我实验室测试的结果给出的数,所以系统能量密度平均值在140-160Wh/kg之间。
 


  最后产业这块,大家看到2021年,一方面关注我们如何能够更高的去满足汽车使用的诉求,比如说提高续航,提高驾乘的感受;另外一方面是整车和电池的安全性,包括CATL、蜂巢、比亚迪、中创新航等车用动力电池企业,其实都做了大量的工作创新和尝试,以体现电池的安全性。


  其中,宁德时代已取得超过70项CTP核心专利,将有更多新技术应用在CTP电池包以保障产品安全。长城旗下蜂巢能源研发的大禹电池,实现智能冷却和自动灭火。比亚迪推出全新一代刀片磷酸铁锂电池,采用CTP技术使体积比能量增加50%,新车续航可达5000-600km……

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