新能源汽车电池发展(动力电池发展趋势)

锂电池行业主要上市公司：宁德时代(300750);比亚迪(002594);国轩高科(002074);亿纬锂能(300014)等。

本文核心数据：全球锂电池需求、全球动力锂电池区域分布、全球动力锂电池装机量、全球动力锂电池市占率、中国动力锂电池需求

全球锂电池需求量与动力电池占比将均稳步上升

受益于全球节能减排趋势及欧盟达成碳排放协议，全球锂电市场在2018年后进入需求高速发展时期。根据德勤的数据显示，2017-2020年，全球锂电池需求量持续上升，年复合组增长率达到了22.17%，其中动力电池装机量占比上升近18个百分点。2020年，全球锂电池需求量达到了279GWh，动力电池占比达到了54.5%。

预计随着电动汽车全球渗透率将的不断提高，2021-2025年的年复合增长率达34.4%，2025年，全球锂电池整体需求量将达到1223GWh，动力电池占比达75.2%。

中国动力电池发展全球领先

1、中国动力电池需求连续五年位居首位

中国拥有全球最大的消费市场和新能源汽车销售额，在过去5年内，中国市场动力电池需求均位居世界首位，2020年，中国动力电池终端消费需求占比达到了44.1%，即使补贴退坡，伴随着中国政府对于新能源汽车整体及其生态链的大力支持，中国锂电行业发展前景广阔。

2020年，由于欧洲成为了全球第一大新能源汽车市场欧洲市场，推动欧洲动力电池市场需求将大幅增长，欧洲动力电池终端消费需求占比达到了30.4%，是全球第二大动力电池消费市场。

2、宁德时代动力电池市占率全球第一

2021年第一季度，全球动力电池装机量排名前9的公司中，中国占据5席，其中，宁德时代的动力电池装机量全球第一，远超排名第二的LG化学，达到了15GWh。市场份额为33%，比亚迪的动力电池组装机量为3GWh，排名第四，中航锂电、国轩高科和远景AESC的动力电池组装机量均为1GWh。

中国动力电池需求仍将保持高速增长

2016-2020年，由于我国对新能源汽车市场出台了一系列的扶持政策，推动电动车行业上游锂电行业的迅猛扩张，五年间年复合增长率达到了24.3%，2020年，我国动力电池终端需求达到了67Gwh。

虽然新能源购车补贴将于2022年年底结束，但国务院发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》中指出，到2025年，新能源汽车新车销量要达到汽车新车销量总量的20%左右，宏观政策层面依旧支持新能源市场向好发展，德勤预计，2021-2025年我国动力电池终端需求复合增长率将为40%，2025年达到360GWh。

锂电池发展方向

工信部在2020年11月出台的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》中定调了未来新能源产业发展的5项战略发展任务从技术、商业模式、竞争格局上进一步提升整体发展格局。

技术上：提高电池效率及再利用性，强调电池安全性，降低电池成本;商业模式上：强调合作，共同创建新能源车生态系统，发展数据驱动的锂电智能化(如智能充电和电池梯次利用与回收等);竞争格局上：鼓励产业链上下游打通，提高企业整体竞争力，积极参与国际市场竞争，开展全球布局。

1、钠离子电池初步形成产业链，2023年有望开启规模化应用

2021年7月29日，宁德时代发布了其第一代钠离子电池，电池电芯单体能量密度达到160Wh/kg; 常温下充电15分钟，电量可达80%以上;在-20°C低温环境中，也拥有90%以上的放电保持率;系统集成效率可达80%以上。而钠离子电池的价格却比钾电池要低很多，目前看，成本相比于鲤电池将降低30-40%。该研究设计并验证了，高转矩密度轮毂电机，创新性地提出了弯扭解耦的电动轮构型，开发了双轮并装的轮边驱动电动轮的驱动桥方案。完成了液氢储罐结构设计、优化与安全方案设计，将车载储氢质量密度提升到10%以上。两款车型试验结果均超过既定目标，已经具备较大的商业价值。

2、发表在《Nature》的固态电池技术，一篇论文拿了3500万融资

《Nature》发表的论文《A dynamic stability design strategyfor lithium metal solid state batteries》引起轰动，是近年来少有的可信固态电池突破。与传统的鲤离子电池相比，固态锂金属电池由于具有高容量、高能量密度和高安全性，在相同的体积内可容纳更多的能量，并且充电时间仅占一小部分。然而，由于高电流密度下锂枝晶的形成和穿透，固态锂金属电池的稳定性一直很差。

为了克服这一挑战，哈佛大学李鑫教授指导下，博士生叶露涵及团队创新地设计了一种具有分级界面稳定性(对锂金属响应)层次结构的固态锂金属电池，以实现超高电流密度并防止锂枝晶的渗透。

论文提出了一种类似于膨胀螺丝效应的机制，即任何裂纹都由动态产生且受到良好约束的的分解产生，且该约束由分解引起的“锚定”效应所产生

3、新型分布式驱动液氢燃料电池重型商用车原型车验证突破，加速氢燃料电池商用车应用

清华大学车辆与运载学院新能源动力系统团队研究成果：《新型分布式驱动液氢燃料电池重型商用车设计、分析与验证 》入选2022“全球新能源汽车前沿及创新技术”。

该研究针对城市重型、长途货运重型商用车的电动化需求，论文提出了分布式驱动液氢燃料电池重型商用车技术方案，探索了大功率燃料电池系统、大容量液氢系统和大功率轮毂电机等前沿技术的设计与开发，完成了35t级液氢燃料电池载货车和49t级液氢燃料电池牵引车的设计、集成、制造和测试。该研究设计并验证了，高转矩密度轮毂电机，创新性地提出了弯扭解耦的电动轮构型，开发了双轮并装的轮边驱动电动轮的驱动桥方案。完成了液氢储罐结构设计、优化与安全方案设计，将车载储氢质量密度提升到10%以上。两款车型试验结果均超过既定目标，已经具备较大的商业价值。