在新能源汽车产业快速发展和双碳目标的推动下,中国动力电池产业取得了快速发展,并在全球电池市场占据了领先地位。
中国政府重视电池技术和产业发展
近年来,围绕实现双碳目标,中国在新能源汽车和新能源储能领域的政策文件中对电池技术和产业发展提出了要求。
以实现碳峰碳中和为目标,提出到2025年,我国新能源储能装机容量将达到30GW以上,比2020年底增长近10倍。在提高技术创新能力方面,建议坚持储能技术多样化,推动锂离子电池、液流电池、钠离子电池的开发和示范应用。
中国政府高度重视电池领域的科技创新。在动力电池方面,新材料、新体系,高比能量、高比功率、长寿命锂离子电池,动力电池系统,新型高比能量锂电池等技术取得了重要进展。
例如,开发了比容量为400mAh/g的新型富锂锰基正极材料、克重超过1300mAh/g的纳米硅碳负极材料和比能量≧350Wh/kg的软包锂离子电池单元。
在储能电池方面,实现了100MWh级循环寿命超过10000次的磷酸铁锂储能电池系统,固态三元储能锂离子电池和钠离子电池完成了前沿探索。
中国电池产业占据全球主导地位
电池产业规模居世界第一,三元锂电池发展迅速。在产业和市场方面,中国已经建立了比较完整的电池产业链,电池产业一直居于世界首位。多年来,在新能源汽车补贴政策的支持下,中国的电动汽车产业取得了长足的发展,已经成为生产和销售大国。
同时,促进了中国电池产业的快速发展,得到了国际社会的高度关注和认可。 2022年1-12月,我国动力电池累计产量545.9GWh,累计同比增长148.5%。其中三元电池累计产量212.5GWh,占总产量38.9%,累计同比增长126.4%;磷酸铁锂电池累计产量332.4GWh,占总产量60.9%。
根据SNE Research的数据,2022年,全球动力电池装机容量前20名的企业中,有15家中国企业。在增长率超过100%的12家动力电池厂商中,有11家是中国企业。中国企业的磷酸铁锂电池和三元锂电池材料两条技术路线同时进行,覆盖面更广,装机容量更大。
2022年中国新增动力电池装机容量中,三元电池和磷酸铁锂电池分别占比约39%和61%。
磷酸铁锂电池由于成本和安全方面的优势,以及电池系统集成效率技术的提高,正呈现出快速增长的趋势。相比之下lfp与nmc电池,预计未来三年磷酸铁锂电池在动力和储能市场的份额将大大超过三元电池。
中国电池材料产业取得长足进步
中国电池产业链稳健发展,电池材料产业取得长足进步,应用市场快速发展。中国电池产业的供应链完整。锂电池的关键材料,如锂、钴、镍、锰等主要金属,在中国有较高的储备。同时,中国也在全球范围内获得了相当多的矿产资源。
此外,在技术路线方面,中国锂电池厂商已经布局磷酸铁锂电池,强调两条技术路线同时进行。近年来,中国在电池正极、负极、电解质、隔膜等方面出现了一批龙头企业。
行业集中度高,已成为世界上最大的磷酸铁锂和三元正极材料的生产和使用国。中国电池产业的供应链更加稳定和多样化。中国在动力电池行业的突出优势,主要是由于中国拥有世界上最大的新能源汽车市场,这刺激了中国电池产业的发展。
中国电池技术普遍处于国际水平
中国在动力电池方面的创新技术也不断取得新的突破。2022年,中国申请的动力锂电池专利占世界份额的90%,特别是在正极和负极的材料技术方面,新技术不断推出。在动力电池方面,新材料、新体系,高比能、高比功率、长寿命的锂离子电池,以及新型高比能锂电池等技术都取得了重要进展。
在储能电池方面,已经实现了100兆瓦时级别的循环寿命超过10000次的磷酸铁锂储能电池系统。CATL开发了单体电池能量密度为160Wh/kg的钠离子电池,有望应用于储能电站、通信基站等领域。比亚迪开发了刀片电池技术,创新的电池结构大大提高了体积利用率。
近年来,中国电池企业加大技术创新投入,电池技术不断取得进步,如钠离子电池、固态电池技术、无钴电池、刀片电池和CTP集成技术等。
其中,CATL在2020年的研发费用将高达35.69亿元,以加强现有电池和未来电池技术的开发。CATL将投资33亿元人民币建立21C实验室,加强未来电池技术的开发,支持其在全球电池领域的领先地位。
在电池标准方面,中国已经开始在国际电工组织积极推广中国标准。早在2020年,中国就向国际标准化组织提出了制定锂电池新标准的建议,制定专业委员会的建议,委员会的官员由中国担任。围绕标准的制定,目前中国已经走在了前列。