【兴证电新】2020年第五届动力电池应用国际峰会纪要-韭研公社

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【兴证电新】2020年第五届动力电池应用国际峰会纪要

成岑

2020-10-20 13:26:25

【兴证电新】2020年第五届动力电池应用国际峰会纪要

曾英捷13138858022/朱玥

时间： 2020年10月19日

目录

宁德时代：科技引领，创新求变，推动全球新能源产业可持续发展  2

宁德时代：电动汽车电池系统高度集成关键技术  4

欣旺达：加强全生命周期质量管理，确保动力电池可持续发展  10

国轩高科：全球电动化浪潮下的电池企业  13

蔚来：换电的价值链探讨  17

长安新能源：基于整车视角的动力电池技术路线思考  19

先导智能：大国重器，由微入细  23

院士：矿产资源战略思考  27

电源协会：从全球市场看动力电池产业链的危与机  31

宁德时代：科技引领，创新求变，推动全球新能源产业可持续发展

宁德时代 董事长 曾毓群

核心要点

1、格局：构建以电为中心、以可再生能源为主体的能源格局、以电动化为主体的汽车产业生态，是实现碳中和目标的必由之路。

2、创新：宁德时代将持续加大研发投入，努力构建四大创新体系，分别是材料创新、系统结构创新、智能制造创新、商业模式创新。

3、安全：公司开发的811三元电池系统，可轻松通过热扩散测试，时间不是5分钟，而是永远不起火。

正文

一、把握机遇 优化能源结构

构建以电为中心、以可再生能源为主体的能源格局、以电动化为主体的汽车产业生态，是实现碳中和目标的必由之路。

从国内看，第三季度，新能源汽车市场明显回暖，私人消费者占比明显提升，终端用户对新能源汽车由怀疑、被动接受，向认可、称赞、主动购买的转变趋势明显。前不久，国务院常务会议，审议通过《新能源汽车产业发展规划（2021-2035）》，进一步明确了产业发展目标和保障措施，是未来15年引领产业发展的重要纲领。从国外看，欧盟提出了7500亿欧元的欧洲复兴计划，重点培育低碳经济，以德国、法国为代表的欧洲国家大幅提升新能源汽车购置补贴。1-8月欧洲新能源乘用车销量增长高达78%。

从发电环节看，2019年，我国风电、光伏发电装机规模首次“双双”突破2亿千瓦。其中，光伏发电累计装机达到了2.04亿千瓦，同比增长17.3%。目前，“十四五”能源规划正在编制，更多新业态、新机遇即将涌现， “光伏+储能”、“风力+储能”将是解决可再生能源天生的间歇性和波动性，打破高比例可再生能源大发展天花板的必然方式。

二、主动求变 拥抱智能电动

为迎接能源和交通变革，宁德时代不断攻坚克难，推进三大应用市场的突破。

第一个是依托动力电池和新能源汽车，摆脱对移动式化石能源—石油的依赖；第二个是依托锂电池储能电站+可再生能源发电，摆脱对固定式化石能源，也就是火力发电的依赖。第三个是用电动化+智能化，来覆盖工程机械、矿山船舶等各个应用领域和场景，为各行各业提供绿色、安全、经济的发展模式。我们与合作伙伴共同开发的电动智慧无人矿山应用场景就是一个案例。

电动化、智能化、低碳化的方向和趋势虽然已经明确，但目标的实现并不是水到渠成那么简单，还需要依托研发、创新和技术的不断突破。宁德时代将持续加大研发投入，努力构建四大创新体系，分别是材料创新、系统结构创新、智能制造创新、商业模式创新。

三、创新突破 攻克安全难关

在这里，我想再讲一讲行业比较关心的安全问题，介绍一下我们所做的工作和有关进展。随着保有量、使用强度、使用年限的增加，近两年新能源汽车自燃等安全事故增多，引起各方关注。宁德时代始终将产品安全放在公司发展的核心位置，不断加大技术攻关力度，追求高性能和高安全的平衡发展。

在材料方面，通过原子层级创新，开发出了高稳定性正极材料和高安全电解液，电池耐高温边界提高了40℃，热稳定性大幅提高。

在电芯结构方面，设计了高集成、强鲁棒的防内短路电极，电芯进行各种滥用测试可以不起火、不冒烟。在电池包设计方面，量化分析外力作用下，外壳发生不同弹性变形、塑性变形时对电芯的损伤，优化电池包结构强度。

在电池热管理方面，基于电池的物理化学特性，精确掌控温度/电压/电流等安全边界，确保电池在安全舒适区工作，完善监控模型，第一时间识别安全风险并及时预警。

在系统热扩散方面，采用航空级耐热材料和定向热导流技术，即使单体发生热失控，也能做到系统不蔓延、不起火。

今年动力电池新国标和联合国全球技术法规并轨，提出了系统热扩散时间不低于5分钟的要求，这对提高安全、保证人员逃生至关重要。但国标只是基本门槛，宁德时代有更高要求，我们设计开发的811三元电池系统，可轻松通过热扩散测试，时间不是5分钟，而是永远不起火。

因此，大家要对技术创新的潜力充满信心。应对新能源汽车的安全挑战，用科技创新和技术突破完全可以得以解决。

宁德时代：电动汽车电池系统高度集成关键技术

宁德时代

核心要点

1、一个中心，两个基本点：以材料体系创新为中心，以结构创新和智能制造为两个基本点，持续提升电池性能、降低成本、提升安全性。

2、公司电池快充能力：15分钟行使400公里。

3、公司电池长寿命：16年200万公里，1500循环零衰减。

4、系统结构发展：持续推荐LFP/NCM晋升CTP LFP/NCM，2025年预计量产CTC

正文

1、智能创新平台：依据客户需求（材料特性、可靠性、安全性、电池性能），在公司高通量计算和模拟平台进行测算，选取可能较为合适的平台。

2、通过材料改性以及包覆技术，使得电池可设计性增加，实现产品超级快充、超长寿命

材料改性：石墨表面包覆，构造锂离子快速脱嵌通道，同时，通过添加高动力学电解液和导离子型粘结剂，实现快充目标。公司产品目标15分钟，充电400公里。

低锂耗技术：通过提升石墨表面稳定性、原料结构稳定性实现电池长寿命。16年200万公里，1500循环零衰减。

3、系统集成技术：成组发展技术路线

2013年：LFP，95wh/kg

2014年：NCM 355，140wh/kg

2017年：LFP CTP，135wh/kg

2018年：NCM 390/590，160wh/kg

2019年：NCM CTP，180wh/kg

2021年：CTP（无散热），210wh/kg

2025年：CTC，250+wh/kg

4、CTP成组关键技术介绍

物热失控安全防护技术，各种滥用条件下PACK只冒烟不起火

电池零膨胀容差设计，结构强度更优

一体集成热管理技术，热效率提升28%，同时降低PACK内部漏液风险

CATL独特维修技术，维修更加简单，成本更低，零部件减少，失效率大幅降低；

5、CTC成组关键技术介绍

整车节省大量线束、接插件、冷却系统和箱体结构，整车减重8%以上，动力系统成本减低20%以上，整车续航提升40%以上，行驶里程可达1000公里，百公里电耗可降低至12kwh

6、智能制造：体系架构成效

产品研发周期降低50%

企业运营成本降低21%

单位GWh生产人力降低42%

系统产能支撑提升10倍

资源综合利用率提升24%

生产效率提升28%

欣旺达：加强全生命周期质量管理，确保动力电池可持续发展

欣旺达

核心要点

1.产销需求：2025年全球新能源乘用车销量由2019年221万辆提升至2025年950万辆，年均复合增长率30.5%，动力电池2025年需求量预计达到823GWh，2030年达到1400GWh。

2.新能源汽车安全事故：锂离子电池的热失控是动力电池安全事故的核心。

3.动力电池安全思路：被动、主动、本质安全齐发力。

4.欣旺达动力电池发展战略：全产业链布局，深度参与，培养综合竞争力，全区域化战略布局，建立战略客户资源，全生命周期质量管理，夯实可持续经营基础

正文

1.新能源汽车及动力电池概况

全球电动汽车产业发展趋势非常乐观，2025年渗透率约21%，其中EV+PHEV占比19%，混动2.8%。2025年全球新能源乘用车销量由2019年221万辆提升至2025年950万辆，年均复合增长率30.5%，动力电池2025年需求量预计达到823GWh，2030年达到1400GWh。

2.新能源汽车安全事故主要原因

锂离子电池的热失控是动力电池安全事故的核心

本质安全：电芯：自发内短路

主动安全：BMS：电滥用/热滥用：过充/放电，绝缘失效；

被动安全：PACK：机械滥用：碰撞、针刺、挤压、跌落；环境滥用：海水浸泡，火烧，低气压

3.动力电池安全思路

被动安全：目前总多企业采取加隔热方式来防治热蔓延，同时，可以在电池上面加消防接口，以防治热蔓延

主动安全：前提是做好电池系统，通过引入人工智能，大数据，云平台等手段，以全面提升电池管理，预警，充电控制及寿命预测与评估的技术水平

本质安全：需要通过设计、制造环节把控，定义好安全边界

4.欣旺达电池系统5层安全设计

电芯：0.3PPM，材料安全：产能低20%，释氧温度高40%；热安全：热稳定温度高20%；机械安全：Z向挤压15%

监控：0.09PPM，精准监控，动态控制。全环境SOX估值精度<3%，安全便捷随生命周期动态调整，功能安全ASILC，先知先觉的预警算法

电芯阻隔：电芯间纳米绝热，电芯寿命与电芯安全的完美平衡，高效疏导，高温气体受控排出

子系统遏制：0PPM，绝热高熔点顶盖设计，排气冷却设计，安全阀设计，消防接口设计

模组级安全设计：遏制模组间的热量床底，低压热管理系统顶层水道

5.欣旺达发展战略

全产业链布局，深度参与，培养综合竞争力，全区域化战略布局，建立战略客户资源，全生命周期质量管理，夯实可持续经营基础

国轩高科：全球电动化浪潮下的电池企业

国轩高科

核心要点

1.石油危机趋紧：全球主要国家，是由可采时间最多的只有100年，2020年，全球车用石油消耗比例达到45%。全球石油产销率中，中国最高，2019年达到260%，中国石油10年严重依赖进口，现有石油储备可采年限只有15年。中国石油依赖度高达72%是严重的威胁。

2.大众与国轩合作最新进展：技术层面：每月一次面对面沟通会，成立联合技术团队，集中办工，组建研修小组到大众汽车天津零部件公司学习交流。资本层面：管理层沟通随时，董事会上市公司层面会议，大众董事已经正常履职，年产能3万吨正极材料产线和16GWh电池项目稳步推进中，后期将在供应链、财务、研发、生产体系、品控等全面介入。

3.产能规划：国轩高科未来5年规划产能100GWh。

正文

1.石油危机空前趋紧，汽车油耗占比最大

全球主要国家，是由可采时间最多的只有100年，2020年，全球车用石油消耗比例达到45%，2019年中国进口石油5亿吨，花费人民币1.67万亿，其中车用石油占比60%。

2.中国面临石油威胁

全球石油产销率中，中国最高，2019年达到260%，中国石油10年严重依赖进口，现有石油储备可采年限只有15年。中国石油依赖度高达72%是严重的威胁。

3.中国动力电池企业当下面临的共同课题

材料革新：新型正极材料降电芯度电成本

技术突破：跃进式突破与局部提升同等重要

产能问题：低端产能与优质产能严重不足

成本问题：目标是与燃油车成本持平

4.大众与国轩合作最新进展

技术层面：

每月一次面对面沟通会，成立联合技术团队，集中办工，组建研修小组到大众汽车天津零部件公司学习交流

资本层面：

管理层沟通随时，董事会上市公司层面会议，大众董事已经正常履职，年产能3万吨正极材料产线和16GWh电池项目稳步推进中，后期将在供应链、财务、研发、生产体系、品控等全面介入。

5.新形势下国轩定位

强化优势携手大众：深耕铁锂、技术进步、今早进入大众的供应链体系

加速参与国际竞争：全球七大研发中心，产学研合作

垂直整合产业链：从原材料、电池材料、电芯、电池系统到回收利用的生产闭环

贴近客户建厂供应：全国八大基地，德国、印度等

拓展市场应用空间：乘用车、储能电站、5G电站、二轮电动车市场

6.未来5年规划产能100GWh

2025年大众在中国每年电池需求量达到150GW，2025年全球新能源汽车规模达到1000万辆，中国市场占一般以上

国轩2020年目标产能28GWh，预计2025年达到100GW,

7.JTM技术

JTM技术：从卷（叠）芯直接到模组的涉及和制造技术（大电芯）

8.LFP能量密度提升技术路径

正极材料持续改进：前驱体中按照不同比例形成低温共融盐，提高固相扩散效率
电极结构优化：厚电极涉及可以有效提升电芯的能量密度
电化学界面优化：通过自主研发的耐高温低收缩的隔膜涂层技术，结合电解液成膜添加剂，可以显著改善极片界面

蔚来：换电的价值链探讨

蔚来 李斌

核心要点

1.蔚来累计交付5.8万辆车，累计行使里程超过10亿公里；

2.解决充电问题方案：车电分离，电池租用，可充 可换 可升级

3.BaaS四大前提条件：可换电的车辆设计；换电运营服务体系；政策支持电车产权分离；独立的电池资产公司

4.持续推荐换电站的建设：截至到2020年10月，已经在全国建成156座换电站

正文

1.产销

截至2020.9.30，蔚来量产三款车已经在中国311座城市累计交付58288台，累计行使里程超过10亿公里。

2.解决充电问题方案：车电分离，电池租用，可充 可换 可升级

用户对电动车没有兴趣的原因：

电池价格高：占比30.9%

充电没有保障：占比46.8%

担心安全性：占比5.4%

维修保养不方便：10.7%

其他：6.3%

3.BaaS四大前提条件

可换电的车辆设计

换电运营服务体系

政策支持电车产权分离

独立的电池资产公司

4.持续布局换电站

截至到2020年10月，已经在全国建成156座换电站

长安新能源：基于整车视角的动力电池技术路线思考

长安新能源

核心要点

1.新能源汽车面临的挑战：续航短、充电慢、衰减块、售价高、安全差、残值低

2.基于整车视角的动力电池关键技术思考：针对电池痛点，通过做好电池、做小电池、革新电池3条路径实现突破；

3.电池安全技术：长安正基于电芯电化学安全，电池总成集成安全防护，大数据监控，三管齐下，持续提升电池安全水平，正在开发的纯电平台电池总成将彻底实现不起火不爆炸。

正文

1.动力电池技术发展回顾

过去十年，随着国家确定纯电驱动的技术路线，以及市场端电动化提速，我国动力电池技术取得突飞猛进进步

但同时，面临巨大挑战，主要来源于：续航短、充电慢、衰减块、售价高、安全差、残值低

原因分析:

售价高：电池成本高，占整车成本3-4成

安全差：三元锂电池体系热稳定性差

残值低：电池使用几年后，内阻增大，容量衰减，导致续航缩水，充电性能边差，安全性边差；用户无法准确判断电池性能，有担忧

续航短：三元锂电池能量密度已接近物理极限值，整车里程难度大幅度提升

充电慢：三元锂材料充电倍率低，若提升充电倍率，需要材料改性，增加成本

衰减快：衰减是锂电池的固有特性，无法完全根除

2.基于整车视角的动力电池关键技术思考

2.1针对电池痛点，通过做好电池、做小电池、革新电池3条路径实现突破

2.2电池集成技术

从非标准模组到标准模组，从标准模组再到大模组、去模组化，没有孰优孰劣，关键取决于整机厂的资源和需求；长安积极推动去宗成化，革新生产工艺，突破CTV/MTV关键技术

2.3电池安全技术

长安正基于电芯电化学安全，电池总成集成安全防护，大数据监控，三管齐下，持续提升电池安全水平，正在开发的纯电平台电池总成将彻底实现不起火不爆炸。

2.4 电池寿命开发技术

电池寿命的本质是将电池容量做扎实，将电池衰减透明化，统一检测方法，以此提振消费者信心

2.5 补能技术

换电主要面对运营及个别高端服务，与车电分离结合，难以全面推广；

国家应尽快出台大功率充电的引导性标准，促进车/网/电协同发展。

    先导智能：大国重器，由微入细

核心要点

1.产销规划：根据各主机厂的规划数据，预计到2025年，电动车将突破1640万辆，电动化占有率12.2%。2030年达到3800万辆，电动车渗透率27.5%，2025年、2030年全球动力电池需求量分别为680GWh和2183GWh，当前产能远不足以满足未来的需求。 

2.先导智能整线解决方案技术领先

铝壳整线：已承接20条方形整线项目，大方形铝壳锂电单线生产效率稳定达到24PPM，HEV小铝壳锂电单线生产效率稳定达到60PPM。
软包整线：动力软包锂电单线生产效率稳定达到18PPM，国内首家提供大尺寸软包VDA590动力电池整线。
圆柱整线：承接首条355PPM圆柱整线，超越韩国的生产线，开发500PPM高速圆柱整线，超大尺寸圆柱电池工艺设备。

正文

1.产销规划

根据各主机厂的规划数据，预计到2025年，电动车将突破1640万辆，电动化占有率12.2%。2030年达到3800万辆，电动车渗透率27.5%

2025年、2030年全球动力电池需求量分别为680GWh和2183GWh，当前产能远不足以满足未来的需求。

2.从中日韩为主走向全球化

在传统锂电市场竞争格局中，中日韩三过的产值占据了近90%的分额，而随着产能扩张的眼神，一大批中国和韩国电池企业涌向欧洲，一个庞大的锂电产业链生态链正在欧洲形成

3.先导智能整线解决方案

铝壳整线：已承接20条方形整线项目，大方形铝壳锂电单线生产效率稳定达到24PPM，HEV小铝壳锂电单线生产效率稳定达到60PPM

软包整线：动力软包锂电单线生产效率稳定达到18PPM，国内首家提供大尺寸软包VDA590动力电池整线

圆柱整线：承接首条355PPM圆柱整线，超越韩国的生产线，开发500PPM高速圆柱整线，超大尺寸圆柱电池工艺设备。

4.叠片生产效率全球领先

院士：矿产资源战略思考

核心要点

1.锂：锂的消费占比中，电池类增长至65%，需求量最大在亚洲。

2.钴：2017年我国钴对外依存度84%，2025、2030、2035年进口需求量分别为6万吨、9万吨和12万吨。

3.镍：预计2035年中国镍需求量202万吨，电池用镍占比50%

正文

1.锂电原料的消费和需求预测

2018年，锂的消费占比：电池类增长至65%，而玻璃、陶瓷等已下降至24%，电池类消费锂成为核心主力。

锂需求最大的亚洲，电池的使用和增幅占比最大

2.钴的消费和需求预测

2017年我国钴对外依存度84%，2035年新能源汽车需求量达到17万吨，2018-2035年累计钴的需求量达到170万吨，对外依存度将长期保持70%以上，2025、2030、2035年进口需求量分别为6万吨、9万吨和12万吨。

3.镍的消费和需求预测

预计2035年中国镍需求量202万吨，电池用镍占比50%。2017年镍对外依存度87%，预计2020、2035年对外依存度分别为80%、70%，目前到2035年，洗呢能源汽车累计镍需求缺口约2000万吨

4.锂电原料保障程度

5.钴镍分布与资源储量

2016年，我国钴矿储量8万吨（金属量，下同），占全球总量1.1%，精炼钴产量4.97万吨，占全球46.2%，钴消费锂4.1万吨，占全球44.32%。

中国镍资源严重短缺，随着高端镍需求快速增长，对外依存将长期居高不下，供应结构调整压力巨大。2017年中国镍储量290万吨，占全球3.9%，以硫镍矿为主，2017年国内镍矿产量9.4万吨，精炼镍产量41.4万吨，镍消费锂114万吨，对外依存度87%

6.国内部分盐湖碳酸锂产量概况

2018年青海盐湖碳酸锂产量约31000吨，由于提锂关键技术进步，盐湖锂工业初步实现大规模工业化生产

电源协会：从全球市场看动力电池产业链的危与机

中国化学与物理电源行业协会

核心要点

1.产业链规模：整车>电池>正极>电机电控>负极>隔膜/电解液>电池回收，后续电池回收规模持续提升，预计2025年达到370亿。

2. 电池四大材料自给率接近100%，并向海外输出：2019年我国动力电池四大材料自给率突破90%，电解液自给率达到100%，并开始大规模向海外输出，龙头材料企业成为出口主力 

3.材料海外供应：正极：当升三元今年大规模出口海外，供货LG、三星和SKI；负极：杉杉、璞泰来供货LG，贝特瑞供货松下；隔膜：恩捷供货LG和松下，星源供货LG；电解液：江苏国泰打入LG，松下、和三星供应链体系 

4.动力电池需求预测：2025年全球动力电池需求达到975GWh，2030年达到2100GWh

正文

一、新能源汽车的现状和发展趋势

1.疫情过后，新能源汽车市场复苏

今年1-8月全球新能源乘用车累计销量约138万辆，同比+4.3%，由负转正（1-7月下滑0.6%）

2.欧洲崛起，中国市场强势回升，美国相对低迷

欧洲产销有望反超中国，主要原因：欧盟出台史上最严的碳排放法规，欧盟各国提升电动车财政和税收优惠，欧洲主流车企电动化转型加速。

二、中国材料推动全球新能源汽车产业的发展

1．中国建立起完善的新能源汽车产业链体系

市场规模：

2020年：正极600亿，负极200亿，电解液100亿，隔膜100亿，动力电池回收60亿，动力电池1000亿，电机电控200亿，新能源车4000亿；

2025年：正极900亿，负极300亿，电解液200亿，隔膜200亿，动力电池回收370亿，动力电池2000亿，电机电控490亿，整车1.2万亿；

2030年：正极1500亿，负极500亿，电解液400亿，隔膜400亿，动力电池回收1000亿，动力电池3000亿，电机电控600亿，整车2万亿。

2.电池四大材料自给率接近100%，并向海外输出

（2019年我国动力电池四大材料自给率突破90%，电解液自给率达到100%，并开始大规模向海外输出，龙头材料企业成为出口主力）

正极：当升三元今年大规模出口海外，供货LG、三星和SKI

负极：杉杉、璞泰来供货LG，贝特瑞供货松下

隔膜：恩捷供货LG和松下，星源供货LG

电解液：江苏国泰打入LG，松下、和三星供应链体系

3.中国企业加快商有资源端布局，打造全产业链成本优势

中国企业加快海外钴、镍、锂等原材料资源布局，锁定稀缺资源的同时，降低材料成本

4.全球动力电池需求预测：

2025年全球动力电池需求达到975GWh，2030年达到2100GWh

预计2025年三元电池装机量占比89%，达到865GWh，磷酸铁锂占比6.2%，达到60.5GWh，其他电池装机量合计占比5%。

三、机大于危，全球汽车电动化呈加速趋势

1.价格持续下探，企业如何保持盈利

三元电池从2015年2.3元/wh降至2020年0.85元/wh，未来将持续降至0.6元/wh，正极环节盈利压力巨大，而上游冶炼盈利也大幅收到压缩，降本才是王道。

2.坚持技术升级，把握行业发展大趋势

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