Investigación sobre la cadena industrial de vehículos de nueva energía Capítulo 4: Batería de energía

Desde junio de 5438 hasta febrero de 2020, el número de vehículos eléctricos en China fue de 4,92 millones. Según el plan de desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía de China, las ventas de vehículos eléctricos representarán el 20% en 2025. Sobre la base de unas ventas anuales de 25 millones de vehículos, se espera que el número de vehículos eléctricos alcance los 20 millones en 2025, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 25% en comparación con 2020, y una media de 70 kWh/vehículo. Dentro de cinco años, se instalarán 1.400 GWh de capacidad del nuevo sistema de almacenamiento de energía. Calculado a un precio de 1 yuan/Wh, el tamaño del mercado del nuevo almacenamiento de energía será de 1,4 billones de yuanes.

Las baterías actualmente en el mercado se pueden dividir a grandes rasgos en baterías líquidas, baterías semisólidas, baterías cuasi sólidas y baterías totalmente sólidas según los diferentes estados del electrolito. Las baterías líquidas solo contienen electrolitos líquidos, las baterías semisólidas contienen principalmente electrolitos compuestos de óxido, las baterías cuasi sólidas contienen principalmente electrolitos compuestos de polímero y las baterías totalmente sólidas contienen principalmente electrolitos compuestos de sulfuro.

Los materiales de los electrodos positivos son principalmente fosfato de hierro y litio, materiales ternarios, manganato de litio y óxido de cobalto y litio, y los materiales de los electrodos negativos son principalmente grafeno. Los datos de ICC Xinyi Information muestran que en 2020, la producción total de los cuatro principales materiales catódicos de China fue de 519.000 toneladas/+20,8%. Entre ellos, los materiales de fosfato de hierro y litio tuvieron un desempeño sólido, con una producción que alcanzó las 14.200 toneladas/+45,7%. La producción de materiales catódicos de óxido de cobalto y litio y manganato de litio fue de 73.800 toneladas y 92.900 toneladas respectivamente, un aumento interanual del 24,8% y 265.438±0,6%. La tasa de crecimiento de la producción de materiales ternarios es la más lenta, sólo el 7%, con una producción anual total de 210.000 toneladas. La producción de material anódico alcanzó las 460.000 toneladas/+28%. El mercado mundial de materiales anódicos sigue concentrado en China, y la producción de materiales anódicos de China representará alrededor del 85% de la producción mundial en 2020.

Resumen de estrategia:

El 31 de marzo de 2020, Li Keqiang, primer ministro del Consejo de Estado de la República Popular China, decidió ampliar el subsidio y el impuesto a la compra de vehículos de nueva energía. La política de exención durará dos años y originalmente estaba previsto que finalizara a finales de 2020.

En julio de 2020, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, el Ministerio de Agricultura y Asuntos Rurales y el Ministerio de Comercio emitieron el "Aviso sobre la realización de vehículos de nuevas energías en las zonas rurales". las actividades durarán desde julio de 2020 hasta febrero de 2020. . Durante este período, las empresas automotrices ofrecieron ganancias y lanzaron un subsidio de reemplazo de 5.000 yuanes para promover el reemplazo de vehículos eléctricos básicos por vehículos de baja velocidad en áreas de tercer y cuarto nivel e inferiores. En 2021, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información cancelará la lista blanca de baterías eléctricas y inversores extranjeros como LG Chem, SDI y SKI volverán a ingresar al mercado chino.

La hoja de ruta de la tecnología 2.0 para vehículos de nueva energía y ahorro de energía del 27 de junio de 2020 10 hace hincapié en el control del consumo energético general. Se requiere que el consumo medio de combustible por cada 100 kilómetros de los turismos alcance los 4,6 litros, 3,2 litros y 2,0 litros en 2025, 2030 y 2035, respectivamente. La tasa de penetración de los vehículos de nueva energía alcanzará el 20% en 2025 y el 40% en 2030; para 2035, la tasa de penetración de los vehículos de nueva energía alcanzará más del 50% y los vehículos eléctricos puros representarán más del 95% de los vehículos de nueva energía. vehículos. Los vehículos puramente eléctricos se convertirán en la corriente principal de los vehículos nuevos de venta y los vehículos del sector público estarán completamente electrificados. Al mismo tiempo, la proporción de vehículos híbridos que ahorran energía alcanzará el 50%, 75% y 100% respectivamente en 2025, 2030 y 2035. En otras palabras, para 2035, más de la mitad de los automóviles nuevos vendidos en China serán vehículos de nueva energía y el resto serán vehículos híbridos que ahorran energía. El plan específico es el siguiente:

Principales tipos de baterías eléctricas:

Batería 4680: Panasonic producirá 4680 baterías cilíndricas para Tesla en 2021. El diámetro de la batería es de 46 mm, la longitud es de 80 mm, el modelo de celda es superior a 21700, la densidad de energía aumenta a 300 Wh/kg y la potencia de salida aumenta 6 veces. La autonomía de los vehículos eléctricos equipados con esta batería se puede aumentar en un 16%, pudiendo utilizarse una batería nueva por cada kilovatio-hora. Además, la batería 4680 adopta una nueva tecnología "sin orejas", que permite que los fluidos positivo y negativo se conecten directamente a la cubierta/carcasa, duplicando el área de conducción actual, duplicando el área de conducción actual y acortando la distancia de conducción, por lo tanto reduciendo significativamente la resistencia interna de la batería y reduciendo la generación de calor, extendiendo en gran medida la vida útil de la batería y aumentando la potencia máxima de carga y descarga. Musk también reveló que la versión Tesla MODEL SPlaid de tres motores de alto rendimiento lanzada en la segunda mitad de 2021 estará equipada con un paquete de baterías de nueva estructura, que incluye 4.680 baterías de litio.

Batería de litio Million Mile:

La batería Million Mile de Tesla es una batería de iones de litio que utiliza un ánodo NCM532 de “cristal único” de nueva generación y un nuevo electrolito avanzado, que utiliza un solo cristal. Electrodos de níquel-cobalto-aluminio con un contenido de níquel del 50% y un contenido de cobalto del 20%, y añadiendo grafito artificial, el vehículo eléctrico puede viajar continuamente 65.438+0 millones de millas (aproximadamente 65.438+06.000 kilómetros). La duración actual de la batería utilizada por Tesla es de sólo 500.000 kilómetros. La "batería de duración ultralarga" puede seguir utilizándose incluso si se desecha después de cargarse. Está menos restringida por factores externos como el clima y el terreno y puede alcanzar 4.000 ciclos de carga y descarga. La batería se lanzará en China en asociación con Contemporary Ampere Technology Co., Ltd.

General Motors también dijo que está desarrollando baterías para vehículos eléctricos con una vida útil de 6.543.800.000 millas, pero no ha anunciado un calendario para su lanzamiento.

Honeycomb lanzará al mercado dos baterías sin cobalto en 2020, una de las cuales tiene una capacidad de 115Ah.

La densidad de energía de la celda de la batería es de 245 Wh/kg y la duración de la batería alcanza los 15 o 12 000 kilómetros.

Las baterías de láminas de fosfato de hierro y litio producidas en masa por BYD tienen una densidad de energía volumétrica que es un 50% mayor que la de las baterías tradicionales y una vida útil de más de 6,5438 millones de kilómetros. Su electrodo positivo es el fosfato de hierro y litio, que pertenece a la categoría de batería de fosfato de hierro y litio. La densidad de energía del sistema es de 140 Wh/kg y la autonomía de conducción es de unos 600 kilómetros. No contiene metales pesados ​​y reduce la contaminación ambiental; es de menor tamaño y ocupa menos espacio. Reduce el peso y reduce su propio consumo de energía; mejora la seguridad y reduce la posibilidad de explosión del núcleo de la batería en condiciones de alta temperatura, sobrecarga, extrusión, acupuntura, etc.

Baterías NCMA con alto contenido de níquel: LG Energy planea comenzar la producción en masa de baterías NCMA con un contenido de níquel del 90% en el segundo trimestre de 2021 y suministrar el MODELO Y y los modelos de próxima generación a Tesla. La densidad de energía de la batería es de 161 Wh/kg, la capacidad del paquete de baterías es de 77 KWh y la autonomía de crucero es de 594 km. El cobalto y las piedras preciosas nacionales de Huayou están listos para la producción en masa de materiales cuaternarios NCMA. Huayou Cobalt lanzó el 8 de octubre un proyecto de material precursor cuaternario NCMA con una producción anual de 12.500 toneladas, con un período de construcción de dos años. El material precursor cuaternario NCMA de los Grammy está en proceso de certificación por parte del cliente.

Baterías de estado sólido

Las baterías de estado sólido se consideran la principal dirección de desarrollo de la tecnología de baterías eléctricas. La producción de materiales de electrodo positivo (dirección ternaria con alto contenido de níquel) y materiales de electrodo negativo (Si-C-Weilai o SAIC Zhiji dopado con Si) se basa principalmente en materiales de electrodo negativo. Los sulfuros (CATL-2030) y los óxidos progresan rápidamente. La muestra pasó la prueba de la aguja, pero aún debe someterse a pruebas en vehículos. Se espera que la producción e instalación en masa se realicen en la segunda mitad de 2021. El electrolito sólido en la batería de estado sólido reemplaza el electrolito líquido y el separador. Tiene buena seguridad, tiempo de carga corto, densidad de energía única (>:350 Wh/kg) y vida útil (>5000 veces), pero el área de contacto de. ​El electrolito sólido es más grande que el del líquido. Un electrolito deficiente da como resultado una actividad reducida, baja conductividad y alta resistencia interna. Por lo tanto, se pueden mejorar modelos de arquitectura innovadores, como la tecnología de arquitectura de máquina dual, CTP, CTC y baterías blade. Pero la producción en masa de baterías totalmente de estado sólido tardará entre 5 y 10 años. Actualmente hay Bollor en Francia, una empresa en Taiwán y tres empresas nacionales en Taiwán que actualmente tienen una pequeña cantidad de producción en masa, principalmente para electrónica de consumo y dispositivos portátiles.

2021 1 El 9 de octubre, NIO lanzó una batería de estado sólido con una autonomía de crucero de más de 1000 kilómetros en el Día NIO, y planea lanzar un paquete de baterías semisólidas en el cuarto trimestre de 2022. Para entonces, la energía de su batería alcanzará la densidad de 360 ​​Wh/kg, y el paquete de baterías también aumentará de los 100 kWh actuales a 65438+. Sin embargo, en la industria de las baterías, la eliminación de separadores, la eliminación de electrolitos, la prelitización y la tecnología sin cobalto siguen siendo tendencias de desarrollo de la industria.

Estructura del mercado

(1) Capacidad instalada

65438+El 13 de octubre, los últimos datos publicados por la Alianza de Innovación de la Industria de Baterías Automotrices de China mostraron que en En 2020, la capacidad de carga de baterías de energía doméstica acumuló 63,6 GWh, un aumento interanual del 2,3 %. Entre ellas, la capacidad de carga de baterías ternarias es de 38,9GWh, lo que representa 665.438+0,65.438+0% de la capacidad total de los vehículos, con una disminución interanual acumulada de 4,65.438+0%; Las baterías de fosfato de hierro y litio son de 24,4 GWh, lo que representa el 438 + 0% de la capacidad total de los vehículos y el 38,3% de la capacidad de carga, un aumento interanual acumulado del 20,6%, y el fosfato ferroso de litio tiene un evidente impulso de recuperación. Desde la perspectiva de la competencia en el mercado, Contemporary Ampere Technology ocupa el 50% del mercado nacional, BYD representa el 65.438+04,9%, las baterías de litio AVIC y Guoxuan High-tech representan más del 5%. Contemporary Ampere Technology Co., Ltd. ocupó el primer lugar en el mercado global durante cuatro años consecutivos, con una participación de mercado de aproximadamente el 24,8%; LG Chem de Corea del Sur tiene una participación de mercado de aproximadamente el 22,6%; Samsung SDI de Corea del Sur y SKI de Corea del Sur representan el 7,3% y el 7,3%, respectivamente.

El último ranking de capacidad instalada en 2021: Contemporary Ampere Technology Co., Ltd.> LG Chem>Panasonic>BYD>Samsung SDI & gt Ski

(2) Capacidad de producción

La capacidad de capital no conjunta de Contemporary Ampere Technology Co., Ltd. de 2020 a 2022 es de 90/150/210 GWh respectivamente, que alcanzará aproximadamente 450 GWh una vez que se complete el plan de expansión de LG Chem en 2025; la capacidad de producción actual es de 120 GWh y se ampliará a 260 GWh para fines de 2023; la capacidad de producción actual de SKI es de 29,7 GWh y planea alcanzar 85 GWh de capacidad de producción de baterías eléctricas en 2023, superando los 125 gwh en 2025; A finales de 2020, la capacidad de producción de baterías de BYD alcanzará los 65 GWh, y su capacidad de producción total, incluidas las "baterías blade", alcanzará los 75 GWh y 65.438+000 GWh respectivamente en 2026 y 2022.

Capacidad de producción actual: LG Chem>Contemporary Ampere Technology Co., Ltd.>BYD>Ski

Capacidad de producción planificada: Contemporary Ampere Technology Co., Ltd.> LG Chem>BYD > SKI

(3) Distribución de suministros

En los mercados extranjeros, Panasonic es el principal proveedor de Tesla y luego presentó Contemporary Ampere Technology Co., Ltd. y LG Chem.

Los proveedores de baterías eléctricas que han creado nuevas fuerzas en el país incluyen: las baterías NIO son suministradas exclusivamente por Dangdai Amp Technology Co., Ltd., Li es suministrada por Dangdai Amp Technology Co., Ltd. y BYD, Xpeng Motors es suministrada por Dangdai Amp Technology Co., Ltd., Yiwei Lithium Puede esperar. Los proveedores de baterías de WM Motor y Hezhong New Energy están relativamente dispersos.

Las últimas noticias sobre objetivos relacionados con las acciones A:

Contemporary Ampere Technology Co., Ltd.: desde febrero de 2020 hasta el presente, la inversión en nuevas baterías eléctricas ha alcanzado casi 654,38 mil millones. y la capacidad de producción del nuevo diseño ha alcanzado los 300 millones de yuanes. En 2025, las baterías eléctricas globales entrarán en la era del TWh. Como líder mundial en baterías eléctricas, se espera que Contemporary Ampere Technology Co., Ltd. ocupe el primer lugar en capacidad instalada y capacidad de producción.

El 19 de octubre de 2019, Contemporary Ampere Technology Co., Ltd. anunció dos patentes de baterías de estado sólido: "Un método de preparación de electrolito sólido", que dispersa el precursor de litio y los ligandos de átomos centrales en disolventes orgánicos en , formar una solución mixta inicial para la reacción; dispersar el borato en un disolvente orgánico para formar una solución modificada; mezclar la solución mixta inicial para la reacción con la solución modificada y secar para obtener el producto inicial, molienda en frío y tratamiento térmico; el producto inicial para obtener electrolito sólido. El método de preparación patentado puede mejorar significativamente la conductividad de los electrolitos sólidos, lo que resulta beneficioso para mejorar la densidad de energía de las baterías totalmente de estado sólido. La invención se refiere a una lámina de electrolito sólido de sulfuro y a un método de preparación de la misma. En este método, el material de electrolito de sulfuro y el elemento de boro dopado en el material de electrolito de sulfuro se mezclan, y la desviación relativa (B0.B100)/B0 de la concentración en masa del elemento de boro B0 en cualquier posición sobre la superficie de la lámina de electrolito es relacionado con la distancia desde la La relación entre la concentración de masa de boro B100 en la posición de 100 μm es inferior al 20%, lo que puede reducir eficazmente la combinación de aniones e iones de litio. Al mismo tiempo, se mejoran la uniformidad del dopaje y la conductividad, se reduce la resistencia de la interfaz y se mejora el rendimiento del ciclo de la batería. BYD: Recientemente, la Oficina Estatal de Propiedad Intelectual anunció las patentes de BYD en el campo de las baterías, incluido "un material de electrodo positivo y su método de preparación, una batería de litio de estado sólido", que proporciona métodos de preparación para materiales de electrodo positivo y baterías de litio de estado sólido. . El material del cátodo puede construir simultáneamente canales de transmisión de iones de litio y canales de transmisión de electrones, lo que mejora en gran medida la capacidad, la eficiencia de Coulombic del primer ciclo, el rendimiento del ciclo y el rendimiento de alta velocidad de las baterías de litio de estado sólido. La invención se refiere a una batería de iones de litio de electrolito sólido y a un método de preparación del mismo y a una batería de iones de litio sólida, para resolver los problemas de baja densidad de energía y poca seguridad de las baterías de iones de litio de electrolito sólido existentes. "Una batería de polímero de gel y su método de preparación" muestra los avances de BYD en el campo de las baterías semisólidas.

Guo Xuan Hi-Tech: 65438+ lanzó nuevos productos el 8 de octubre, las celdas individuales de paquete blando de fosfato ferroso de litio de 210 Wh/kg y las celdas individuales de paquete blando de fosfato ferroso de litio de 210 Wh/kg de JTM son actualmente las el más grande del mundo Se presenta el producto con la mayor densidad de energía entre los sistemas de fosfato de hierro y litio. Con el material de fosfato de hierro y litio de alto rendimiento desarrollado de forma independiente, el material de ánodo de silicio de alta capacidad de gramos y la tecnología avanzada de prelitiación, la densidad de energía del monómero ha alcanzado el ternario. Serie NCM5 A nivel de JTM, J es el núcleo y M es el módulo. Los materiales de la batería de este producto se simplifican enormemente, el proceso de fabricación se simplifica enormemente, el rendimiento de la batería mejora enormemente, el costo total se reduce considerablemente y la adaptabilidad del paquete de baterías aumenta considerablemente.

El proyecto MEB desarrollado en cooperación con Volkswagen considera el diseño de módulo MEB estándar de sistemas químicos ternarios y de hierro-litio y se espera que se produzca y suministre en masa en 2023.

Sunwanda: 2065438+En abril de 2009, recibimos una carta de un proveedor de la Alianza Renault-Nissan, afirmando que suministrará baterías híbridas para 1.157.000 vehículos en los próximos 7 años. Se estima de manera conservadora que el monto del pedido superará los 10 mil millones de yuanes. En junio de 2020, Nissan anunció que cooperaría con Sunwanda para desarrollar la próxima generación de baterías de vehículos para el sistema e-POWER.

Yiwei Lithium Energy: del 5438 de junio al 19 de octubre, Yiwei Lithium Energy anunció que se puso en producción la línea de productos de baterías cilíndricas Jingmen. Una vez puestas en producción, la capacidad de producción anual de baterías cilíndricas aumentará de 2,5 GWh a 5 GWh, con una producción anual de 430 millones de baterías. Esta serie de baterías se utilizará en bicicletas eléctricas.

Funeng Technology: Funeng Technology es una empresa nacional líder en baterías ternarias flexibles. Es una empresa conjunta con Geely. La capacidad de producción futura total es de 1,20 GWh, de los cuales la construcción comenzará en 2026, 5438+0. nada menos que 20 GWh.