【写在专栏之前】
VIINET作为一家秉承着价值创造、诚实守信、技术驱动为核心价值观的企业，致力于为全球高净值客户完成资产配置及财富传承，我们以全球视野，为大家介绍经济运行现状及资本市场展望。
【核心看点】
2007年8月，在比亚迪F6下线仪式上王传福就预言：“未来的天下是混合动力和电动车，而不是汽油车的。”2022年4月3日,比亚迪正式宣布自3月起已经停产了纯燃油车,之后的发展方向是EN纯电动和DM插电混动。2021年12月份,丰田章男宣布了一项重大的战略转型:丰田将All in(全力以赴)纯电动车赛道,在2023~2030年的8年中,计划共投入350亿美元研发费用。种种迹象表明，新能源车将成为未来汽车行业的主战场。本期文章将分享新能源车市场现状及产业链上下游组成。
全球新能源车销量
2021年全球新能源汽车销量675万辆，同比增长108%，预计2022年有望达到1000万辆。2021年全球渗透率达到8.3%，提升4.1个PCT，预计2022年有望首次突破2位数。
国内新能源车销量
21年中国新能源汽车销量领先全球，达到339.5万辆，同比增长155%，占据全球新能源汽车市场50%的份额。渗透率方面，21年欧洲渗透率全球第一，达到17%，提升7个PCT。
最畅销的新能源车
2021年特斯拉排名全球车企新能源销量第一，达到93.6万辆，同比增长87.6%，同时特斯拉的model 3成为全球最畅销车型，销量达到50万量。
全球动力电池装机量
2021年全球动力电池装机量达到296.8GWh，同比增长102.2%。
2021年全球前十动力电池企业中国占据6席，宁德时代与比亚迪表现突出。
从国内市场看，2021年国内电池装机量达到154.5GWh，同比增长142.8%，同时磷酸铁锂电池的装机量首次超过三元，达到79.8Gwh，占比51.7%。

锂电池产业链
锂电池的产业链主要由上游原材料，中游电芯模组厂商和下游应用领域组成。
电池原材料直接决定动力电池的性能和成本，锂离子电池体系因其应用潜力及适配性而不断升级，能量密度已由1991年的80 Wh/kg提升至目前的300 Wh/kg。
动力电池四大主材的成本占电芯成本的 70%左右，正极材料、负极材料、隔膜及电解液分别占电池成本的40%、10%、12%和8%。
正极：三元锂电和磷酸铁锂
三元材料和磷酸铁锂是当前两种主流应用的正极材料。因两种材料本身物理及化学结构的差异带来了材料性能差异，两种电池的性能差异和不同的应用领域。
磷酸铁锂的核心优势是低成本，高安全和长寿命，最初主要应用于对能量密度要求不高，而对安全和寿命要求较高的场景。
三元材料的核心优势是高比能，主要适配空间有限、需要 高能量密度、高客户体验感的场景。三元根据镍含量的不同又 分为低镍三元（NCM333）、中镍三元（NCM523 和 NCM622）和高镍三元 （NCM811、NCA）三个细分品类。随着镍含量的提升，三元材料的能量密度显著提升。高镍三元主要应用于长续航的高端新能源乘用车，如model3长续航版。
磷酸铁锂强势逆袭
新能源车从政策驱动向市场化驱动的转型中，我国动力电池装机量稳步上升，三元和铁锂占比也在持续变化。我们将动力电池的发展分为两个阶段：
1）2016-2019：补贴朝高能量密度倾斜，三元占比迅速提升。在此期间，三元材料在高比能方面显著占优，市占率从2016 年22.9%的提高到 2019 年的 65.3%。
2）2020-至今：补贴退坡，磷酸铁锂凭借性价比优势开始逆袭，并于2021 年 7 月正式反超三元材料。
负极：人造石墨仍是主流，硅碳负极布局加速
天然石墨由天然鳞片晶质石墨经过 粉碎、球化、分级、纯化、表面处理等工序制作而成，虽然成本低、技术成熟度高，但首效较低、倍率性能较差，主要用于消费类电池。
人造石墨则一般采用致密的石油焦或针状焦作前驱体制成，避免了天然石墨的表面缺陷，首次效率与倍率性能得以提升，因此在动力领域的份额不断扩大。
高比容硅基负极是最具潜力的技术方向
目前市场上的高端石墨比容量可达 360-365 mAh/g，已接非常近理论上限（372 mAh/g），进一步提升的可能性不大。需要以更高比容的材料替代。硅基材料是较具开发潜力的类型。原因有：
（1）理论比容量极高硅具有 3580 mAh/g 的理论比容；
（2）安全性能优 硅负极表面不会出现锂金属析出；
（3）原材料丰富 硅元素在地壳中的含量仅次于氧，具有低成本大规模生产的潜力。
隔膜：湿法涂覆隔膜是主流技术方向
隔膜是动力电池的安全屏障，综合性能要求较高。在锂离子电池中，隔膜吸收电解液并位于正极与负极之间，其主要作用为（1）提供锂离子通道（2）电芯安全屏障。
干法隔膜的原料主要为 PP（聚丙烯），该类隔膜的热稳定性好，生产工艺简单，但其一致性和力学性能比湿法隔膜差。
湿法隔膜的原料主要为 PE（聚乙烯）但湿法隔膜的生产工艺较复杂，成本较高，因而通常用于中高端新能源汽车和中高端消费电子领域，三元电池基本使用湿法隔膜，部分磷酸铁锂电池也逐步从干法转向湿法。
隔膜的未来，涂覆隔膜
当前隔膜的主要原材料为 PP 和 PE，这两种材料的热变形温度较低，当温度过高时，隔膜容易发生热收缩，导致电芯内部正负极接触，进而发生起火爆炸等安全事故。通过隔膜表面改性及涂覆（如勃姆石和 PVDF）处理，一是可提升隔膜的热稳定性、改善其机械强度；二是增强隔膜的保液性，从而延长电池循环寿命；三是提升隔膜的润湿性。在电池安全性能要求日益提升的背景下，涂覆隔膜是未来的技术趋势。
电解液：添加剂和新型锂盐是技术核心
电解液是锂电池的“血液”。电解液在正负极之间起到传导锂离子的作用， 并为锂离子提供一个自由脱嵌的环境。电解液对锂电池的能量密度以及循环、倍率、储存、安全等性能影响极大。电解液由电解质锂盐、高纯度有机溶剂、 各类添加剂等原料按一定比例配制而成，按成本看，电解质锂盐占比约 40~50%,有机溶剂占比约 30%，添加剂占比约 10~30%。
添加剂是电解液的调味料，用料少作用大
在电解液的生产中，添加剂的使用量不到全部材料质量的 5%，但缺乏添加剂将会对电解液的性能带来严重的影响。
成膜添加剂通过形成稳定均匀的 SEI 膜，提高电极循环性能及使用寿命；
阻燃添加剂通过防止电解液燃烧，提升安全性能；
过充保护添加剂能够防止电池过充从而避免电解液燃烧爆炸；
新型锂盐 LiFSI（双氟磺酰亚胺锂）有望成为 LiPF6 的最佳替代品。
LiFSI 与LiPF6 相比，具有更好的热稳定性、电化学稳定性，以及更高的电导率，能够显著改善新能源电池的使用寿命，提升新能源汽车在夏季和冬季的续航里程与充放电功率，并改善新能源汽车在极端条件下的安全性。在三元正极高镍化，电池安全性能要求日益提升的趋势下，LiFSI 有望成为LiPF6 的最佳替代品。
固态电解质是电解液的终极形式
目前锂离子电池所用的电解质为有机电解液，因其热分解度温度低、易燃以及电化学窗口低，导致动力电池安全性能和能量密度的提升存在一定的局限性。
相较电解液，固态电解质拥有热稳定性高和电化学稳定性好，可以同步提升锂电池的能量密度和安全性。
固态电池技术是锂电技术进步的重要趋势，是下一代锂电技术制高点。

动力电池-宁德时代
宁德时代提出了高比能、长寿命、超快充、真安全、自控温、智管理六大理念。
电池的各项性能指标都达到行业领先水准：电芯密度达330Wh/kg、寿命最高达16年或200万公里、超快充可实现5分钟充80%电量。
2021年，宁德时代发布第一代钠离子电池：
电芯单体能量密度达160Wh/kg，通过无负极金属电池等技术的应用， 下一代产品可达200Wh/kg；常温下充电15分钟电量达80%，具备了快充能力；-20°C低温环境，90%以上的放电保持率；系统集成效率可达80%以上；热稳定性优异，超越国家动力电池强标的安全要求。
此外，宁德时代还提出了AB电池解决方案：将钠离子电池与锂离子电池的集成混合共用，按一定的比例和排列进行混搭和集成，通过BMS算法进行不同电池体系的均衡控制，既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板，也发挥出了它高功率、低温性能的优势。以此系统结构创新为基础，为锂钠电池系统拓展更多了应用场景。
动力电池-比亚迪
比亚迪虽然在产品上三元电池和磷酸铁锂电池均有覆盖，但自2005年公司推出第一款磷酸铁锂动力电池开始， 一直持坚持深耕磷酸铁锂电池领域，多年来持续推动LFP电池行业的前进。2020年，公司推出了刀片电池技术并装备全系车型，具备长续航、高稳定性、高安全性的技术优势。
➢刀片电池采用长电芯磷酸铁锂方案，将电芯进行扁平化设计，并采用无模组技术组成电池包，可以极大提升电芯的成组效率。
➢相比较于传统磷酸铁锂电池，刀片电池的放电倍率大幅提升，充电循环寿命超4500次，寿命长达8年120万公里，成本可以节约30%，电池体积比能量密度提升50%。
➢刀片电池的安全性好，可通过针刺测试。测试显示针刺后，无明火、无烟，表面温度仅为30-60℃。
CTP VS 刀片电池
宁德时代的CTP技术：宁德时代在电芯成本不变的基础上，利用CTP技术实现系统降本。电池兼容性强；且CTP方案搭配NCM电池，在能量密度和低温性能方面表现较好。
比亚迪的刀片电池技术：比亚迪的磷酸铁锂刀片电池为自主设计开发，具备完善的知识产权，技术创新性强，在安全性、耐用性、经济型上表现优异；但其电芯长度长，在设计、制造和应用上有一定的挑战和难度。
随着动力电池的不断发展，除了常规的锂电池之外，也涌现出一些新的发展方向，在这其中表现较为突出的有氢燃料电池以及钠离子电池。
氢燃料电池，是指通过利用氢、氧之间的化学反应（即电解水的逆反应）直接发电，以驱动电机工作的电池。在此过程中，其唯一排放物就是水（H2O），堪称“绝对环保”。而且，氢原料极度充沛，氢燃料电池也无需经过热能和机械能（发电机）的中间态转换，因此其能量转换效率能达到60%～80%，遥遥领先实际转化率不到40%的内燃发动机和锂电池。
制约氢燃料电池发展的主要问题有以下几点
其一，是技术复杂。
氢燃料电池汽车部分关键技术还不成熟，如空压机、氢喷射泵以及质子交换膜、催化剂、碳纸及碳布等关键原材料和零部件依赖进口。
其二，是制氢耗能高。
目前主要的制氢工艺还是“电解水”，即通过电解的方式将H2O还原为氢气和氧气。而电解过程中需要大量的能量。再次过程中将消耗大量能量。
其三，制车成本高
估算，目前国产氢燃料电池汽车的综合制造成本平均约为150万元左右/辆，同类性能的电动车和燃油车造价仅为其1/6和1/10。
纳离子电池
纳离子电池与锂离子电池在浆料配方设计、电极生产过程和电池装配过程都基本没有太大的差别，电解液基本可以采用相同的溶剂。由于钠位于锂的下一个周期，半径要大70%左右。过大的半径会导致负级材料原子崩塌，此外纳的氧化还原电位比较低，会导致输出的电压较低，最终能量密度不及锂离子。
钠离子电池的电芯能量密度为100-160Wh/kg，先天低于锂离子电池。
钠离子电池的优点
1.钠离子电池循环寿命极强，且不存在电池记忆效应
目前钠离子电池可以在零下38℃左右正常工作。在循环充放电1000次后，比容量保持率高达94.6%。
2.钠盐原材料储量丰富，整体制造成本更加低廉
高纯六氟磷酸钠在价格上具有显著优势，仅为高纯六氟磷酸锂价格的1/4左右。所以在制作成本上钠离子电池要低很多。
钠离子电池的前景
目前来看受限于能量密度，钠离子电池更适合做储能型电池，由于当前电动车对电池的能量密度要求越来越高，钠离子电池主要还是倾向于对能量密度要求不高的低速电动车以及低价的电动车。
End
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