2021年电力设备与新能源行业高镍化趋势对产业链影响研究报告（77页）.pdf

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1、挑战一：能量密度要求不断提升，铁锂回潮不改高镍需求2021年铁锂回潮趋势明显，占比明显提升。受A00级车型及特斯拉、比亚迪等高端车型铁锂版的切换， 2021年铁锂占比显著提升，1-5月国内铁锂正极产量12.3万吨，同比+252%，超行业200%的增速，占比提升5pct至47%，装机电量看，铁锂装机17gwh，占比提升3pct至41%，铁锂回潮预期明显。高镍( NCM811、NCA)占比30.1%，同比+7.7pct，高镍811型产品占比也已经超过622型。 短期看铁锂回潮不改高镍高增速，远期智能化对电池要求更高，高镍大趋势不改。2021年1-5月高镍正极产量4.5万吨，同比+301%，增速最快

2、，且占比提升至34%，高镍化趋势不变。远期来看，智能化配备高性能芯片能耗较高，蔚来ES8百公里电耗高达17.2度，仅次于MPV车型，对于提升能量密度、汽车轻量化需求迫切。随着汽车智能化进一步发展，市场对能量密度追求长期存在，高镍存在较为确定的能量密度优势，铁锂电池难以满足，高镍大趋势不改。挑战二：高镍电池安全性问题已逐步解决 高镍使得电池安全性降低: 从NCM523到NCM811，材料的热稳定性呈现急剧降低的趋势。811电池热失控温度低，放热量增加。且811电池充电时因结构不稳定易分解产生较多氧气，一旦起火反应剧烈， 可能会发生燃爆，安全性能较难控制，安全性较NCM 523、622电池低。 安

3、全性解决方案: 国内电池企业已相继提出NCM 811安全问题方案，并实现于相应车型上。宁德时代NCM 811电池从电芯环节通过机械设计和化学设计来应对安全和热失控问题，模组环节采用多个温度传感器实时监测，电池包环节运用业界首创阻燃技术解决 NCM811 带来的安全问题。挑战三：高电压镍55为短期替代，提升空间有限 高电压镍55+CTP有效提升电池能量密度，成为短期替代方案。镍55为高电压单晶三元材料，一方面5系单体电压由4.3V提升至4.35V，另一方面通过大模组/CTP方式降低成本，电池能量密度可达到180Wh/kg+，成为高镍电池技术成熟前的短期替代方案。几何C搭载的宁德时代5系高电压电芯，系统能量密度近180Wh/kg，蔚来100KWh电池包、上汽荣威ER 6也采用了宁德镍55三元电芯。 提升空间有限，长期来看高镍在能量密度、成本上更优。通过大模组提升成组效率，三元5系电池的系统能量密度提升空间依然有限。此外，单晶材料相对于传统的多晶材料更适合做高电压，合成要比多晶材料更难 ，目前单晶高镍正极也有大规模应用的可能，实验室中截止电压为4.3 V时，单晶NMC76在0.1 C下的放电容量为193.4 mAh/g，200次循环后容量保持率为81.6%。长期来看，高镍电池技术进步空间更大，远期能量密度、成本更优。