11月17日，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院院長、前瞻碳中和戰(zhàn)略研究院院長徐文強在第二十四屆中國國際高新技術(shù)成果交易會先進制造展暨2022新能源制造產(chǎn)業(yè)服務(wù)高峰論壇上發(fā)表了《中國鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)險挑戰(zhàn)和技術(shù)前瞻》的主旨演講，為雙碳背景下的鋰電關(guān)鍵技術(shù)投資機遇和發(fā)展挑戰(zhàn)帶來了新的見解。

【資料圖】

中國成為全球最大鋰離子電池市場，新能源汽車和儲能領(lǐng)域未來可期

上個世紀(jì)七十年代，世界上第一塊鋰離子電池誕生。經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展，鋰離子電池才真正實現(xiàn)了商業(yè)化。

隨著鋰離子電池不斷發(fā)展，國內(nèi)外鋰離子電池市場不斷增長。2021年，全球鋰離子電池出貨量為562GWh，同比增長91%；而中國鋰離子電池出貨量達到327GWh，同比增長130%。中國不僅是全球最大的鋰離子電池市場，市場增速也領(lǐng)先全球。

2015-2021年國內(nèi)外鋰離子電池出貨量情況（單位：GWh）  

2016-2021年國內(nèi)外鋰離子電池市場增速對比（單位：%）

（資料來源：GGII；EVTank前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理）

除了對出貨量的需求外，對鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域的需求也不斷豐富。目前，市場上的鋰離子電池主要分為消費型、動力型和儲能型。在中國上，動力型電池逐漸成為鋰離子電池行業(yè)主導(dǎo)力量。

2012年，中國鋰離子電池主要為手機、電腦等消費型電池產(chǎn)品，市場占比高達92%，動力型鋰離子電池市場僅占5%。隨著電動車產(chǎn)量迅猛增長，動力型鋰離子電池出貨量與日俱增， 2021年動力型鋰離子電池產(chǎn)量占比達到68%。

2012-2020年中國鋰離子電池結(jié)構(gòu)變化情況（按出貨量）（單位：%）

（資料來源：工信部；中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院 前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理）

在鋰離子電池行業(yè)的發(fā)展趨勢方面，徐文強院長指出，新能源汽車和儲能領(lǐng)域未來可期。一方面，新能源汽車成為了最大的鋰離子電池市場。2030年中國新能源汽車銷售規(guī)模在1700-1900萬輛，這有望帶動動力鋰離子電池出貨達到TWh級別；另一方面，在碳中和的大背景下，風(fēng)電和光伏發(fā)電將成為電力行業(yè)轉(zhuǎn)型的重要趨勢，儲能則是實現(xiàn)轉(zhuǎn)型的重要保障。保守估計到2030年中國儲能領(lǐng)域存在近800GWh的缺口，電力儲能電池有望成為行業(yè)新的增長點。

安全問題、資源成本等成為鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展挑戰(zhàn)

雖然潛力巨大，鋰離子電池在安全問題、資源成本、能量密度、使用壽命、低溫性能和回收問題等方面存在挑戰(zhàn)。

鋰離子電池安全問題的根源主要是電池的熱失控。以新能源汽車為例，近年來隨著新能源汽車的推廣普及，在新能源汽車保有量迅速增長的同時自燃、起火等安全事故頻頻發(fā)生。

由于全球鋰資源分布不均有約75%都分布在政局不穩(wěn)定的國家，可開采的鋰礦資源項目較為稀缺，主要鋰供給有限。因此下游新能源汽車和儲能領(lǐng)域?qū)︿囐Y源需求的增長使得鋰市場價格屢創(chuàng)新高，使得鋰離子電池降本難。

同時，盡管鋰離子電池技術(shù)和市場快速發(fā)展使得電池能量密度已有明顯提升，然而缺乏可行的未來正極材料來繼續(xù)提高鋰離子電池的能量密度，給鋰離子電池產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展帶來了重大挑戰(zhàn)。

除此之外，鋰離子電池的循環(huán)壽命和溫度范圍問題亟待解決，需要進一步提升滿足未來市場需求；大規(guī)模電池退役帶來的回收挑戰(zhàn)也不容忽視。

構(gòu)成材料技術(shù)創(chuàng)新推動鋰離子電池行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

基于鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的諸多挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展還需通過技術(shù)創(chuàng)新，促進鋰離子電池產(chǎn)業(yè)進步。

鋰離子電池性能現(xiàn)狀及目標(biāo)

（資料來源：Yi Cui等 前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理）

徐文強院長指出，提高鋰離子電池的能量密度和穩(wěn)定性，需要從正極、負(fù)極、電解液等重要構(gòu)成材料部分找準(zhǔn)切入點，進行技術(shù)突破創(chuàng)新，以推動鋰離子電池行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

正極材料是鋰電池最為關(guān)鍵的原材料，占鋰電池成本的三成以上。正極材料包括磷酸鐵鋰和三元材料。其中，CTP(Cell To Pack)等結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新為補足磷酸鐵鋰電池的能量密度短板提供了思路，比亞迪的刀片電池設(shè)計便是結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的典型案例；三元材料高鎳化發(fā)展能夠有效提升能量密度的同時，還能夠通過減少資源匱乏、價格高的鈷金屬的含量，降低材料的生產(chǎn)成本和元素供應(yīng)風(fēng)險。

由于有機電解液的易燃性是電池?zé)崾Э氐闹匾蛑唬虼虽囯x子電池電解液的改進被認(rèn)為是能夠改善電池安全性問題的有效途徑。例如添加阻燃劑、使用不易燃的電解液、用水系電解液替代有機電解液等方式可以提高電解液安全。

負(fù)極材料已經(jīng)從單一的人造石墨發(fā)展到了天然石墨、人造石墨為主，隨著新能源汽車能量密度要求的不斷提升，需要新一代負(fù)極材料與正極材料相匹配?，F(xiàn)實中，硅基材料可提供1000mAh/g以上的穩(wěn)定容量，是最有潛力的負(fù)極材料之一。

關(guān)于前瞻碳中和戰(zhàn)略研究院

徐文強院長在發(fā)表上述《中國鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)險挑戰(zhàn)和技術(shù)前瞻》的主旨演講時，多次提及「前瞻碳中和戰(zhàn)略研究院」?！盖罢疤贾泻蛻?zhàn)略研究院」是在助力國家實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，推動實現(xiàn)應(yīng)對氣候變化中長期目標(biāo)和愿景，對接新發(fā)展理念和應(yīng)對氣候變化國家戰(zhàn)略的時代背景下專門成立的。

「前瞻碳中和戰(zhàn)略研究院」是以前瞻產(chǎn)業(yè)研究院為背景，以“自研大數(shù)據(jù)+技術(shù)落地實踐”為核心，聚焦碳中和領(lǐng)域的政策、技術(shù)、產(chǎn)品等開展研究，瞄準(zhǔn)國際科技前沿，服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求，為各級政府提供碳達峰、碳中和的戰(zhàn)略路徑管理咨詢，幫助各類企業(yè)單位節(jié)能減排低碳轉(zhuǎn)型提供解決方案，促進綠色低碳和高質(zhì)量發(fā)展。

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