创新驱动新一代电池繁荣

在双碳目标驱动的交通电动化加速转型过程中,动力电池创新成为强化新能源汽车竞争水平、打造国家产业竞争力、稳固企业竞争优势的关键,无论是新能源汽车先发国还是追赶国,或是动力电池链条各企业主体,纷纷瞄准新技术并布局新一代动力电池。

在双碳目标驱动的交通电动化加速转型过程中,动力电池创新成为强化新能源汽车竞争水平、打造国家产业竞争力、稳固企业竞争优势的关键,无论是新能源汽车先发国还是追赶国,或是动力电池链条各企业主体,纷纷瞄准新技术并布局新一代动力电池。当前动力电池创新潜力还很大,新技术竞争格局远未形成,各市场主体有望通过创新技术发展重塑市场与产业格局。在动力电池技术创新百花齐放的关键时期,本报告特别关注车用动力电池材料创新、工艺创新、结构创新及体系创新四个关键层面,通过文献综述、企业调研与专家走访等多种方式,对未来 5-10 年内部分具有产业化前景、受关注较广的创新技术的主要发展驱动力、产业化进展及瓶颈、未来发展趋势等进行梳理,并提出建议。

1. 材料创新是新一代动力电池技术发展的基础,缓解上游资源供应风险、降低核心材料成本、提升核心指标与性能等是其创新主要驱动力,高镍低钴 / 无钴等正极及硅基等负极材料成为主要发展方向。当前部分正极创新产品已经处在规模化应用阶段,其中高镍低钴 / 无钴正极材料理论价值有望在 2025 年突破百亿,但硅基负极仍处于导入阶段,大规模产业化仍存在一些困难。下一阶段正负极材料性能改善、制备工艺提升、专利对外布局及产品持续降本将成为创新发展重点。

2. 工艺创新是新一代动力电池技术发展的保障,电池性能提升需求、结构创新发展需要及降本增效等成为工艺创新的主要驱动力,叠片工艺成为重要选择且具有较广阔的应用潜力。当前我国企业加快布局叠片机细分领域,并在叠片效率方面取得一定进展,2025 年国内叠片机市场规模有望突破 40 亿元。提升制造效率、降低设备投入成本、提升良品率,解决部分装备卡脖子技术,加速方形电池叠片机设备导入验证是下一阶段发展重点。

3. 结构创新是新一代动力电池技术发展的重要支撑,动力电池规模化与精细化驱动电池结构向集成化、平台化发展。当前国内产业链企业引领结构创新发展,且正在加速动力电池包向大模组、无模组演化的速度。动力电池包高集成下的制造、维修以及标准化等是下一阶段行业需要重点解决的问题,也将带来电池和整车企业间的进一步博弈。 

4. 体系创新是新一代动力电池技术发展的战略性布局,固态电池是被广泛认可的新一代动力电池技术。目前欧美日韩中产业链主体积极布局固态电池,但技术路线仍存在差异性,其中日韩在硫化物上占据先发优势。混合固液电池是固态电池中短期产业化重要发展方向,部分产品已经搭载装车示范应用,全固态电池规模化量产仍需 10 年左右发展周期。突破技术难点、减少对现有产业链的冲击以及大幅度降本是下一阶段行业发展的重点。

钠离子电池将成为锂电池的重要补充。缓解上游资源供给以及与锂离子电池兼容互补是钠离子电池产业化发展的主要驱动力。当前钠离子电池处于产业化阶段初期,我国技术研究处于世界前列地位。钠离子电池未来有望在储能、低速车等领域占据优势,随着技术成熟或逐步走向车用领域。提升能量密度、改善循环特性、完善产业链并进一步降低成本是下一阶段行业发展重点。

在下一阶段,我国该如何保持动力电池技术创新的竞争力,本报告从国家、行业与企业三个层面提出针对性发展建议。

1. 国家层面,一是制定新一代动力电池国家级产业发展战略;二是进一步完善动力电池创新体系建设;三是为动力电池产业技术创新创造规范、良性的市场竞争环境;四是主导创建动力电池产业引导基金;五是围绕锂电池和新电池体系,对关键上游资源进行战略储备。

2. 行业层面,一是充分发挥电池相关行业研究机构的作用;二是提前布局新一代动力电池相关标准;三是促进动力电池产业链各主体高质量合作;四是加强新一代动力电池产业人才队伍建设;五是加快绿色金融一揽子工具在动力电池产业链的创新应用。

3. 企业层面,一是加大动力电池创新技术的研发投入;二是明确保证产品质量是企业的立足之本;三是推动智能工厂在动力电池行业中的应用;四是基于新一代动力电池产业化发展构建企业间的协同合作关系。

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