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我国科研团队设计出新型锂电池,在-70℃到60℃环境下可充放电【附动力锂电池技术赛道观察图谱】

趋势速递

瞻观前沿

锂离子电池是新能源汽车领域的重要组成部分,因为它具有高能量密度、长寿命、无记忆效应和低自放电率等优势。然而,充电速度、工作温度和安全性一直是制约其发展的难题。

据《科技日报》记者报道,2月29日,浙江大学材料科学与工程学院范修林研究员团队与国内外科研人员合作,在国际期刊《自然》发表论文。该科研团队设计出一款新型电解液,能够支持高比能锂离子电池在-70℃到60℃的超宽温区内进行可逆地充放电,在室温下快速充放电。

范修林介绍说,这种新型电解液的离子电导率在25℃室温下是商用电解液的4倍,在-70℃时更是高于商用电解液3个数量级以上。用这种新型电解液制备的电池充电10分钟就能达到80%电量,展现出超快的离子传输行为。

虽然这种新型电解液的制备成本较高,但它却可以在极端温度情况下应用,比如极地科考、空间探测、海底勘探等领域。范修林表示,他们已经与相关企业展开合作,并对制备新型锂离子电池并将其装配到新能源汽车充满信心。

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(图片来源:摄图网)

技术价值观察

动力锂电池产业链上游为锂资源、钴资源和镍资源等矿产资源供应及正极材料、负极材料、电解液和隔膜等电池材料供应。中游为动力锂电池制造,包括加工、封装、组装等流程。下游为应用市场,动力锂电池应用领域主要包括电动汽车、电动两轮车、电动船舶、无人机等。

浙江大学科研团队设计出一款新型电解液,能够支持高比能锂离子电池在-70℃到60℃的超宽温区内进行可逆地充放电,在室温下快速充放电,处于动力锂电池产业链的上游环节。

图表1:锂电池产业产业链

宏观市场观察

中国动力锂电池产业链已具备全球竞争力

经过多年投资布局,且受新能源汽车市场率先发力的推动,中国动力锂电池产业链在全球范围内竞争力已处于领先地位,2022年中国企业正极材料全球产能占比90%,负极材料全球产能占比86%,电池制造设备企业全球营收占比79%,新能源汽车销量全球占比61%。中游动力锂电池制造环节,中国企业装机量2022年全球占比突破60%,2023年1-11月达63.7%。中国动力锂电池产业链已具备全球竞争力,厂商具备业务出海能力。

图表3:中国动力锂电池产业链全球竞争力评价

长期来看动力锂电池价格保持下降趋势

根据沙利文披露的数据,2017年以来,我国动力锂电池价格整体呈下降趋势,动力锂电池电芯平均价格从2017年的0.75元/Wh下降至2021年的0.52元/Wh,2022年由于上游材料价格大幅上涨,动力锂电池电芯平均价格大幅上涨至0.79元/Wh。2023年,动力锂电池材料价格下跌,动力锂电池电芯平均价格估计在0.55元/Wh左右。

图表7:2017-2023年中国动力锂电池电芯平均价格变化趋势(单位:元/Wh)

产能结构性过剩警报已拉响

根据以上分析,可以看出我国动力锂电池行业供需失衡状况已经显现,而更深层次的原因则是产能过剩。

根据中国汽车动力电池产业创新联盟披露的数据,近年来,我国动力锂电池产能快速扩张,截至2023年6月,我国动力锂电池产能已达1860GWh,根据国内动力电池投扩产项目进行情况,中国汽车动力电池产业创新联盟预计到2025年,我国动力锂电池产能很可能超3000GWh。产能利用率方面,截至2023年6月,我国动力锂电池行业产能利用率已降至40%左右,到2025年产能利用率很可能降至35%左右。

图表5:2021-2025年中国动力锂电池产能及其预测(单位:GWh)

中国动力锂电池技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示,目前动力锂电池关键技术强相关的城市集群主要集中在华东地区,尤其是浙江省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于动力锂电池研发,成为潜在的动力锂电池技术发展中心。根据热力图的分布华东地区有极大的可能性成为动力锂电池的技术的先导区域。重点关注浙江省宁波市鄞州区、江西省上饶市广信区、江西省上饶市广丰区等地的相关企业,以及这些地方对动力锂电池产业发展的投资环境和潜力市场。

中国动力锂电池技术赛道热力图

前瞻经济学人APP资讯组

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