鉅大LARGE | 點擊量：731次 | 2022年07月06日
動力鋰電池成本控制和能量密度提升的趨向
目前，補貼政策和積分政策都驅趕著電動汽車往高性能和市場化的方向走。從這個角度來說，我們要花一些時間來看一看電動汽車的核心零部件——動力鋰電池的技術進步情況。
一、動力鋰電池的成本
國產(chǎn)第一代純電動汽車動力鋰電池系統(tǒng)2013年開始量產(chǎn)，采用磷酸鐵鋰電芯，系統(tǒng)單價高達4.8元/Wh，其中除模組外的系統(tǒng)材料和制造成本約為1.8元/Wh。
第二代動力鋰電池系統(tǒng)在2015年底量產(chǎn)，電芯開始改用三元材料電池，因為能量密度的提升，使得電芯成本顯著下降，系統(tǒng)單價降至2.5元/Wh，其中除模組外的系統(tǒng)材料和制造成本為0.7元/Wh。
第三代動力鋰電池系統(tǒng)于2017年量產(chǎn)，單位瓦時電芯成本進一步下降，系統(tǒng)單價約1.6元/Wh，其中除模組外的系統(tǒng)和材料成本為0.3元/Wh。
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從2013到2017年，動力鋰電池系統(tǒng)成本下降了約三分之二。隨著電芯能量密度提升和系統(tǒng)設計的優(yōu)化，動力鋰電池制造成本還將不斷下降，2020年純電動汽車電池系統(tǒng)單價有望降至1元/Wh。
圖12013-2017年動力鋰電池系統(tǒng)價格
二、電池的裝機量和產(chǎn)量
目前，國內(nèi)動力鋰電池的產(chǎn)量提升是實實在在的，當然這也是補貼政策催生的結果。
以2017年為例，從年初到年底，動力鋰電池裝機量呈高速上漲趨勢：第一季度由于補貼的技術標準提高，公司存在一個明顯的適應期，2017年一月的總裝機量只有176MWh，二月高速上漲了169.68%，三月又高速上漲了96.35%。到了第二季度，動力鋰電池裝機量在四月突破了1GWh，然后在5-六月平均漲幅為60.47%。第三季度出現(xiàn)平穩(wěn)過渡。第四季度因為補貼政策調(diào)整傳聞造成了年底的搶裝，最后兩個月動力鋰電池裝機量平均上漲了65.68%，特別是十二月拉出了一個明顯的翹尾。
動力鋰電池裝機量的上升把電池原材料價格進一步下拉，這也是純電動乘用車動力鋰電池的成本能持續(xù)下降的重要原因。隨著補貼進入新的階段，特別是客車和專用車面對暫時性熄火的情況，2018年前三個月新能源乘用車的數(shù)量占整個新能源數(shù)量的91%，電池用量從43%攀升到73%。
圖2乘用車的動力鋰電池需求占了最重要的那部分
在這樣的基調(diào)下，由補貼政策引導的乘用車電池能量密度快速提升的發(fā)展方向就成了直接標桿。
電池能量密度和補貼掛鉤是從2017年開始的，是年電池包120Wh/kg以上的可以獲得1.1倍的補貼系數(shù)。而隨著補貼門檻的提高，乘用汽車公司有關電池系統(tǒng)的要求就是按照政策門檻來的，公司本身能做的是在系統(tǒng)層面不斷挖掘潛力，但是這個速度是有限的，在電芯層面的提高立竿見影，隨之帶來的電芯級別要求也就提高了。
圖32017.1-2018.三月推廣目錄中的電池能量密度的提升
所以我們看到目前的市場上，電池單體公司轉型很快，有關材料的需求快速轉向了三元材料。
國內(nèi)三元材料市場價格處于高位穩(wěn)定，而且開始往NCM622型和NCM811型走。由于電池公司有關能量密度的需求，每家電芯公司的設計水平有差異，材料公司要靠正極材料特性予以彌補，所以當前市場主流的NCM523型三元材料出貨節(jié)奏放緩，NCM622型三元材料卻恰恰相反，銷量明顯新增。
圖42018年四月份正極材料的價格
目前，方殼電芯假如采用NCM523型材料，電池能量密度在180~200Wh/kg之間，采用NCM622型材料在200-220Wh/kg；同等材料下，軟包的能量密度要高10%以上，因此基于軟包鋰電池的單體能量密度已經(jīng)達到220~240Wh/kg左右。
由于不同的電池設計水平不同，電芯公司在電芯的寬度、高度和厚度方面做出了一些調(diào)整，重要的調(diào)整方向是寬度和厚度，也有考慮在高度上做文章的，采用1.5倍或者2倍的厚度做較大規(guī)格的電芯。
因此，電芯的能量密度，重要取決于所用材料、電池的尺寸，電芯在設計過程中的一些參數(shù)。不少廠商目前在B樣往C樣方向走，到下半年會有不少較高能量密度的電芯進入SOP階段。這也是材料投產(chǎn)在價格上體現(xiàn)的差異，也使得電芯的成本出現(xiàn)很大的差異。
圖5電芯的尺寸分布
由于客車和專用車的補貼上較早退出，所以LFP材料和電芯的產(chǎn)量如何有效使用，也是下個階段重點值得探討的地方。補貼的門檻和偏向性，固然使得電芯能量密度能在短時間內(nèi)實現(xiàn)階躍，但隨之而來的電芯其他特性，包括穩(wěn)定性、安全等級和一致性，則是接下來的突出問題。
小結
三元電芯下一步的成本下降空間，重要將由除正極材料以外的隔膜、負極材料和電解液等材料成本下降所帶來的，短時間來看，LFP材料和單體的成本會到一個相對驚人的地步，我們探討儲能系統(tǒng)的時候，是可以同時就經(jīng)濟性的問題進行展開討論的。
