新能源汽车动力电池研究内容

1. 一款新能源汽车的动力电池研发过程是什么

经过20 余年的发展，我国新能源汽车实现从科研、产业化到市场推广的“三级”转变。目前，我国新能源汽车累计产量已超 280 万辆，推广规模居于世界首位。车辆类型上，乘用车、商用车分别占总产量约70.4%、29.6%；动力类型上，以纯电动为主，占总产量约78.5%，插电式混合动力约 21.5%。区域分布上，主要集中在京津冀、长三角及珠三角地区，广东、上海、北京、山东、浙江保有量位列全国前5 位。

1. 退役现状

从现有退役电池数量、种类及分布地区情况来看，相对比较集中。“十城千辆工程”推广期间生产的新能源汽车共计产生退役动力蓄电池（以下简称“退役电池”）约1.22GWh；退役电池主要集中在深圳、合肥、北京等新能源汽车推广力度较大的城市。

从企业回收情况来看，当前回收的动力蓄电池中，以研发生产过程中产生的废旧动力蓄电池为主，新能源汽车退役电池较少，主要来源于研发试验和生产制造产生的废旧动力蓄电池。

从综合利用经济性方面看，三元电池和磷酸铁锂电池互有优势。梯次利用方面，磷酸铁锂电池更适于梯次利用。再生利用方面，企业再生利用收益具有一定的不确定性，易受退役电池数量、原材料市场行情及企业管理水平等因素影响。

从用户移交退役电池情况来看，市场上存在电池生产企业、回收利用企业、租赁企业及保险公司等多主体回收处理退役电池的情况。例如，深圳市退役的大部分动力蓄电池交由电池生产企业回收存储，用于梯次利用研究；北京新能源公交车动力蓄电池主要采取租赁方式，退役后交由北京电力公司用于梯次利用储能产品研究或回收利用企业处理。

2. 新能源汽车动力电池结构及机理

新能源汽车动力电池结构及机理：
汽车动力电池结构由电池模块、电池模块支架、电池箱体、电池管理系统、高压电路控制系统、热管理系统、安全控制模块等几部分组成。
汽车作为一种最为普遍的现代交通工具之一，为人们的生活带来了_多便利。但是随着石油资源紧缺现象的日渐突出，以及大气污染的程度的日益加重，都必须大力发展清洁、无污染的新能源汽车，这已经引起了世界各国的广泛关注，成为了当下新能源领域的研究热点。而关于新能源汽车动力电池系统，是其中的一项重要研究内容，与汽车动力有着直接关联，这就需要从多个方面进行综合考虑，保证其结构设计的科学性、合理性、安全性，从而提升新能源汽车整体性能。

3. 新能源汽车动力电池的类型有哪些分别有什么特点

新能源汽车动力电池的类型如下：

一、锂离子电池

这种电池的物理和化学特性主要是高能量密度和高电压，广泛应用于各个行业并逐渐增加产量。电池分为聚合物电解质和液体电解质。与其他电池相比，这种电池能量更高、重量更轻、污染更少，使用寿命更长，锂离子电池有很大的发展空间。理想情况下，这种电池是环保的。因此，锂离子电池在新能源汽车制造领域发挥着非常重要的作用。

四、燃料电池

燃料电池的定义与传统电池略有不同。电池本身使用储存的燃料发电，而不是充电和放电。这是一个比较完整的发电系统。目前，使用乙醇、氢气和甲醇等燃料。燃料电池和前述的锂离子电池的相似之处在于，它是一种零污染电池，具有低污染和小排量的某些优点。优质能源也得到了其他国家的关注和支持。目前我国动力电池研发相对落后，电池技术不够先进。此外，电池技术难度大，成本高，研究人员对燃料电池研发热情不高，因此，与其他国家相比，中国燃料电池仍处于发展阶段，但近年来有改善的趋势。国家也在关注。我们相信可以逐步缩短与其他国家的差距，提高新能源汽车动力电池的稳定性。

4. 「科普」新能源车动力电池安全风险与应对方法

1、新能源车电安全引人担忧

近年来伴随新能源车市场的火爆， 社会 上已发生多起新能源车起火事故，电池安全渐渐成为了新能源电动 汽车 最重要的议题之一，也是各方关注的焦点。新能源 汽车 国家大数据联盟在2019年08月发布的《新能源 汽车 国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示：2019年5月起3个月之内共发现79起安全事故，涉及96台车，情况很严重。已查明着火原因主要是电池自燃、车辆碰撞、车辆浸水、车辆不合理使用问题，它们导致了锂离子热失控。事故车辆中磷酸铁锂电池占比7%左右、三元锂离电池占比86%左右，剩余车辆电池不明。

图1 电动 汽车 起火相关案例

基于此，针对电动 汽车 的法规升级越加频繁，要求也越来越高。国标GB30381-2020《电动 汽车 用动力蓄电池安全要求》加入了电池热失控预警要求，要求车辆在热失控导致乘员舱发生危险前5min发出提示信息提示人员安全撤离，对热失控的检测以及蔓延抑制提出了紧迫而具体的要求。C-NCAP在2021年也引入了柱碰测试法规，国外机构Tesla、三洋、三星等在2014年前就电池热失控领域开展了大量研究，Tesla已申请60多份相关专利；国内机构如CATL、清华大学近几年均成立专门的技术团队研究电池安全特性；以清华大学为例，其热失控方面部分研究成果已用于宝马、戴姆勒、三星、长安、CATL等合作项目。

图2 电动 汽车 中涉及电池安全的相关标准

由于法规的升级和树立 汽车 品牌形象需要，目前国内越来越多的主机厂生产的新能源电动车也开始考虑了绝缘安全防护，如基本绝缘、外壳防护、漏电监测、手动断开等安全防护措施；除此之外，在新能源 汽车 安全开发过程中，GB 以及NCAP 工况只是基本的考核要求，为实现真正的新能源 汽车 的安全性，减小消费者对新能源车不安全的误区，我们需考虑更多的实际交通道路事故中所出现的碰撞工况，在所有测试工况下避免高压电防护失效导致的高压伤害。

图3 新能源车型电安全开发考核工况

2、动力电池简介

从系统的角度来说，电池分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。对于我们比较熟悉的化学电池，则是按正负极材料进行分类，有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等车辆比较常用的动力电池。铅酸电池技术成熟、价格便宜，但其污染严重，比能量低，一般应用于大型不间断供电电源以及电动自行车；镍氢电池安全性高、耐过充过放性能好，但其比能量低、低温性能差、自放电率高，一般应用于混合电动 汽车 以及电动工具；锂离子电池相比以上2种电池具有比能量高、循环寿命长、充电功率范围宽、倍率放电性能好、污染小等优良特性，现今被电动 汽车 广泛采用，也是现今国网力推的一种电动 汽车 充电电池类型。

图4 电池分类

市场上常见的锂离子电池基本分为4类，其中磷酸铁锂电池的热稳定性最好，锰酸锂电池次优，三元锂LiNiCoMnO2电池略差，而钴酸锂电池最差。磷酸铁锂电池循环寿命长、毒副作用小、成本低廉、充放电倍率大、高温稳定性好，但一致性不好，能量密度低。锰酸锂电池成本低，毒害性较低，但热稳定性差，循环寿命短，应用较少。三元锂（LiMn2O4）电池能量密度高，但大功率充放电后温度升高，高温时释放氧气，热稳定性较差，寿命较短。钴酸锂电池热稳定性最差，它的正极在高温时容易分解，加速热失控，但能量密度高，续航更出色，特斯拉 汽车 采用了这种电池。

图5 主流锂离子电池性能比较

这些种类的锂离子电池最大的区别就是正极材料的不同, 实际上正极材料是影响锂离子电池性能和成本的关键因素，目前国内新能源 汽车 动力电池应用最多的是磷酸铁锂电池和三元锂电池。

图6 磷酸铁锂刀片电池

图7 三元锂硬壳电池

图8 一般动力电池包结构形式

3、电池存在的安全风险

各种电池起火的共性原因是电池热失控，隐患总体可以分为三大类，一类是环境高温，引起电池正负极的剧烈反应，反应会向可燃的电解液中释放大量的能量，并析出氧气，导致电池膨胀、过热甚至失火；一类则是外部的物理性破坏，导致电池隔膜贯穿，正负极直接接触使得电池内短路，短时间内释放大量电能（可转换成热能），导致电池热失控；最后一类则是电池过充、过放导致的内部结构损坏，从而引发电池的热失控。

热失控(Thermal runaway)是指由于锂离子液态电池在外部高温、内部短路，电池包进水或者电池在大电流充放电各种外部和内部诱因的作用下，导致电池内部的正、负极自身发热，或者直接短路，触发“热引发”，热量无法扩散，温度逐步上升，电池中负极表面的SEI(Solid Electrolyte Interface)膜、电解液、正负极等在高温下发生一系列热失控反应(热分解) 。直到某一温度点，温度和内部压力急剧增加，电池的能量在瞬间转换成热能，形成单个电池燃烧或爆炸。引起单个电池热失控的因素很多、很复杂，但电流过大或温度过高导致的热失控占多数，下面重点介绍这种热失控的机理。

以锂离子电池为例，温度达到90 时，负极表面SEI膜开始分解。温度再次升高后，正负极之间的隔膜（PP或PE）遇高温收缩分解，正、负极直接接触，短路引起大量的热量和火花，导致温度进一步升高。热失控时，230 250 的高温导致电解液几乎完全蒸发、分解了。它含有大量易燃、易爆的有机溶剂，逐步受到热失控的影响，最终分解发生燃烧，是热失控的重要原因。电解液在燃烧同时，产生一氧化碳等有毒气体，也是重大的安全隐患。电解液如果泄漏，在外部空气中形成比重较大的蒸汽，容易在较低位置大范围扩散，这种扩散范围极易遇火源引起安全事故。清华大学的研究显示：正极中含镍越多则热稳定性越差，碳素材料的负极在寿命的前期较稳定，但是寿命衰减后变差。这从侧面说明三元锂电池的高镍比例，虽然容量更大，但会导致更大的热失控风险。

图9 热失控随温度的变化过程

4、应对电池可能存在的电池安全风险

应对电池可能存在的电池安全风险，可以从四个层级、七个维度来考虑电池的安全，四个层级指电芯、模组、电池包、整车，七个维度包括可靠连接、高压防护、机械挤压、过充、布置形式、短路和热失控，在每个维度跟层级都有对应的防护措施，全方位有效的保护电池安全。

新能源 汽车 发生冒烟起火的场景一般为车辆静置时充放电和车辆行驶中发生碰撞，下面我们基于锂离子动力电池在机械挤压这个维度来讲解下目前开展的一般研究方法，探究整车碰撞中电池包的受力形态与损伤（失效、起火、爆炸）机理。

本研究从卷芯到单体到模组再到电池包共4个层级，每个层级的研究又分为试验和仿真两个方面，通过不同加载方向、不同加载速度的试验来研究卷芯、单体和模组的各向异性和应变率效应，以及加载方向和加载速度的不同给动力电池变形行为和失效行为带来的影响，全面认识动力电池在不同载荷工况下的响应规律和内在失效机理；借助对试验结果的认知，开发能够表征其应变率效应、各向异性和失效行为的卷芯模型，并以卷芯模型为基础，逐级向上开发兼顾仿真精度和计算效率的电池单体模型和模组模型，以试验结果为参考对各仿真模型的仿真精度进行验证，为电动 汽车 电池包碰撞安全保护的开发提供虚拟仿真工具。

图10 研究总体框架

1）卷芯层级研究

卷芯是组成单体进而构成模组的基础，也是电池包里面最基本的电化学单元，了解卷芯的力学性能，及其力学失效和电化学失效之间的联系，有助于深入认识电池包在碰撞挤压载荷下的响应规律和失效机理。锂离子电池的正极材料通常以铝质集流体为基底，涂布钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）和磷酸铁锂（LiFePO4）等锂离子活性物质。负极材料通常以铜质集流体为基底，涂布石墨或硅层。而隔膜则常为由聚乙烯或聚丙烯等材料制成的多孔薄膜。通过对卷芯中的正极复合体、铝箔、隔膜、负极复合体、铜箔等进行拉伸、压缩、穿孔试验，得到相应材料的材料卡片，为卷芯的精细化建模搭好基础。

图11 卷芯组分研究流程图 研究总体框架

2）单体层级研究

电池单体是向下集成卷芯、向上构成模组的结构，每一个单体都是一个可以独立工作的电化学集合体。目前车用锂离子动力电池单体，通常采用卷绕或叠片式卷芯（交替布置的正负电极和电极间的隔膜）和液态电解质，用金属外壳封装成圆柱形（a）或方形硬壳电池（b），或用镀金属塑料膜封装为软包电池（c）单体层级研究。

图12 (a) 圆柱形硬壳电池单体 (b) 方形硬壳电池单体

(c) 软包电池单体

为了全面了解电池单体在碰撞挤压载荷下的响应规律和失效机理，研究同样对单体进行了不同加载方向和不同加载速度的挤压试验。

图13 （a）Z向圆柱挤压 (b) Y向圆柱挤压 (c) X向圆柱挤压

(d) Z向球头挤压 (e) Z向锥面挤压

通过实验，可以得到对应的力-位移-电压曲线，结合对样件电镜扫描结果，来研究响应规律和失效机理，和建立了单体的有限元模型。

图14 某工况下单体力-位移-电压曲线

对于电池单体，我们通过多种方向和多种不同的加载速度的组合试验对其力电响应进行了测试，可以发现，单体也有着明显的各向异性和应变率效应。其次，单体的短路行为也具有明显的各向异性，相比于Y向和X向，Z向是单体最容易发生短路失效的挤压方向。借助对试验结果的认知，开发能够表征其应变率效应、各向异性和失效行为且兼顾仿真精度和计算效率的单体模型。

图15 单体有限元模型

3）模组层级研究

模组是将一个以上电池单体按照串联、并联或串并联方式组合，并作为电源使用的组合体。其研究方法与单体基本一致，但由于其结构比单体更加复杂多元，研究中需要考虑多种失效形式，包括单体之间的粘胶，壳体撕裂，端板断裂的现象。

图16 模组测试系统

图17 模组试验形式及样件变形情况

通过研究发现，相比单体内短路（卷芯断裂）压降失效而言，模组试验中更多的是由于结构失稳或外部侵入而发生的外短路；由于蓝膜、胶层和铝合金在冲击下韧性明显下降，更易发生失效破坏，而这些失效形式是导致模组发生外短路的关键因素，进而使得模组压降对应的力和位移的响应在准静态和存在较大差异。

图18 某工况下单体力-位移-电压曲线

通过模组多工况试验标定，建立模组有限元模型。

图19 模组有限元模型

4）电池包层级研究

通过对锂离子从卷芯到单体到模组的研究，对电池本身具备充分的了解，包括电池在冲击下的变形和失效规律，内部损伤发生的历程和机理，在发生严重损伤前所能承受的载荷、变形、能量等的最大限度，以及损伤发生过程中机电热的相互耦合和作用关系等。基于仿真模型，便可以开展多工况下电池包层级的研究与对标工作。

图20 电池包系统多工况研究

在新能源 汽车 安全开发过程中，电池包作为更加复杂的系统，不同的试验工况下，会有多种不同的失效形式，其产生的原因和所造成的危害也不尽相同。

图21 常见的动力电池失效形式

5、结语

锂离子电池凭借其能量密度大、循环寿命长、充电效率高等优点，被广泛应用于纯电动或混合动力 汽车 的储能系统。然而，锂离子电池在能量密度迅速增长的同时，对于整车的安全性设计又提出了新的挑战。特别是在经受复杂且严峻的碰撞工况时，为最大程度地发挥电池系统防护结构的作用，最大限度地在碰撞防护和轻量化设计之间寻求平衡，必须首先深入研究锂离子电池的机械性质和碰撞安全性，不但能够对新能源车辆设计和制造提出指导性的建议，也有利于新能源车辆的后期维护和事故处理等工作的进行。

为解决电池单体在机械加载下的力学响应与损伤行为预测问题，开发预测电池包力学响应和失效行为的工具，最终服务于电动 汽车 碰撞安全设计，第一阶段针对典型的车用动力电池开展了从卷芯到单体再到模组共三个层次，逐步深入的研究。每个层次的研究又分为试验和仿真两个方面，通过不同加载方向、不同加载速度的试验来研究卷芯、单体和模组的各向异性和应变率效应，以及加载方向和加载速度的不同给动力电池变形行为和失效行为带来的影响，全面认识动力电池在不同载荷工况下的响应规律和内在失效机理；借助对试验结果的认知，开发能够表征其应变率效应、各向异性和失效行为的卷芯模型，并以卷芯模型为基础，逐级向上开发兼顾仿真精度和计算效率的电池单体模型和模组模型，以试验结果为参考对各仿真模型的仿真精度进行验证，为电动 汽车 电池包碰撞安全保护的开发提供虚拟仿真工具。

5. 新能源电池技术有哪些

新能源电池技术有哪些

新能源电池技术有哪些，目前，市场上使用的新能源电池技术是有几种的，但是也不知道具体是有哪些的，我为大家整理好了新能源电池技术有哪些的相关资料，一起来看看吧。

新能源电池技术有哪些1

目前，新能源汽车所采用的新能源电池技术主要是三元电池和锂电池磷酸铁，鉴于技术的发展，我们仍在研究电池寿命、安全性和成本，这是影响电池的主要因素。

磷酸铁锂离子电池是指以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池，不含贵金属元素(如钴等)。由于没有贵金属材料，磷酸铁锂离子电池的原材料成本可以压缩得很低。而且安全性和稳定性高，分解温度高达700-800度，不会释放氧分子。

此外，其循环寿命超过2000次，因此许多制造商将选择磷酸铁锂离子电池作为电动汽车的电池。客观地说，新能源汽车的崛起也与磷酸铁锂离子电池密切相关。

但是这种电池也有一个致命的缺点，就是低温性能差，即使纳米化，涂碳，这个问题也解决不了。研究表明，容量为3500毫安时的磷酸铁锂离子电池可以在-10的环境下工作。结果，经过不到100次充放电循环，其电容量急剧衰减到500mAh，基本报废。

而且锂电池中的锂是一种稀有金属，因此锂电池的价格就比较贵了，价格降不下来就不能大批量推广。一小块手机就以及价格不菲了，因此动力用锂电池的.话只有小范围可以，大范围的话造价就很高了。

与磷酸铁锂离子电池相比，三元锂离子电池在低温下更稳定。此外，以镍钴锰酸锂为正极材料、石墨为负极材料的锂离子电池具有高电压平台，这意味着在相同体积或重量下，三元锂离子电池的比能量和比功率更大。

那么为什么如此高效率的三元锂离子电池备受争议呢？那是因为三元锂材料热稳定性差，在200左右会分解，化学反应剧烈，所以电解液在高温应用下会迅速燃烧，产生连锁反应。说白了就是三元锂容易着火。

目前我国纯电动汽车主要使用锂离子电池这种 新能源电池技术。锂离子电池可分为正极材料、负极材料、电池隔膜、电解质等部分。新能源汽车的发展路况很非常复杂。想要正常驾驶，需要通过电池的功率、续航里程、安全性。因此，各国在新能源汽车的电池研发中都非常注重能源安全、能量密度和循环寿命。新能源汽车的新能源电池技术研发是一项复杂的任务。要保证动力和续航，一般有两个方向：一是多装电池，二是提高能量密度。

但是电池越多，重量越大，成本越高，不符合汽车公司的要求。汽车公司普遍追求电池能量密度的提高。目前，新能源汽车携带的电池能量密度低于300瓦时/千克。为了提高续航能力，有必要提高电池的能量密度。以电池为例，随着能量密度的增加，锂离子必然会增加，而锂离子稳定性差，容易燃烧。因此，如何实现能量密度和安全性的高度平衡也是汽车动力电池研发中的一个难题。

然而，令人欣慰的是，各国都在 新能源电池技术的研发方面取得了一些突破。今年，宁德时代宣布将发布自修复长寿命电池。此前，蜂窝能源还在开发四元电池和固态电池，松下表示将打造无钴电池，这是新能源汽车电池领域的重大事件。对于汽车动力电池的发展，这些产品可能会为行业发展带来新的可能性。那么就让我们一起来期待动力新能源电池技术如何在下一步解决这些问题吧。

新能源电池技术有哪些2

新能源电动汽车电池优缺点

一、铅酸电池

优点：

1、原料易得，价格相对低廉

2、高倍率放电性能良好

3、温度性能良好，可在-40~+60℃的环境下工作

4、适合于浮充电使用，使用寿命长，

缺点：

1、比能量低，一般30~40Wh/kg

2、使用寿命不及镍镉电池

3、制造过程容易污染环境，必须配备三废处理设备。

二、氢镍电池

优点：

1、与铅酸电池比，能量密度有大幅度提高，比能量65Wh/kg，体积能量密度都有所提高200Wh/L;

2、功率密度高，可大电流充放电

3、低温放电特性好

4、循环寿命（提高到1000次）

5、环保无污染

6、技术比较锂离子电池成熟。

缺点：

1、正常工作温度范围-15~40℃，高温性能较差

2、工作电压低，工作电压范围1.0~1.4V

3、价格比铅酸电池、镍氢电池贵，但是性能比锂离子电池差。

三、锂离子电池

优点：

1、比能量高达160Wh/kg

2、自放电率较低、无记忆效益、

3、无污染、寿命长、重量轻、电压可达4.7V

缺点：

锂遇水会燃烧，过充电非常危险，因此要求电池管理模块技术较高

四、燃料电池

优点：

1、比能量高，汽车行驶里程长;

2、功率密度高，可大电流充放电;

3、环保，无污染。

缺点：

1、系统复杂，技术成熟度差;

2、氢气供应系统建设滞后;

3、对空气中二氧化硫等有很高要求。由于国内空气污染严重，在国内的燃料电池车寿命较短。

新能源电池技术有哪些3

一、新能源汽车的优点：

1、环保，新能源汽车不采用燃油动力装置，不需要柴油，汽油，而是清洁能源，比如电，太阳能，等，减少二氧化碳的排放。

2、不限号，在大城市新能源汽车是不限号的，更方便出行。

省燃油钱，如果使用燃油费大概6角到8角每公里，然而新能源只需要电费而已。

4、传动效率高，新能源一般采用电机传动效率高。

5、政策补贴，现在的新能源汽车享受政策补贴一辆车还能省不少钱。

二、新能源汽车的缺点：

1、汽车续航里程短，新能源汽车一般都是电动的，电池的蓄电量有限，持续行驶的里程也会受限

2、汽车售后服目前好不成熟，新能源汽车各方面都还在摸索、改善中，对于新能源汽车的售后维修，基本没有很多熟练的维修人员，不能及时维修

3、汽车成本较高，电动车为了能反复充电和续航，必然需要好的电池，好的电机，成本相当高

4、汽车充电难、充电慢，新能源汽车应为受限于各方面的条件，还没有完全普及，充电桩有限。

6. 新能源汽车产业链研究第四章——动力电池

行业发展空间：

2020年12月，我国电动 汽车 保有量492万辆，据我国新能源 汽车 产业发展规划中2025年电动 汽车 销量占比20%，以每年2500万辆的整车销量来看，预计2025年电动车保有量将达到2000万辆，与2020年相比年复合增长率25%，平均70度电/辆，则五年内将新增储能系统装机设备1400GWh，以售价1元/Wh计算， 新能储能市场规模1.4万亿元 。

目前市面上电池根据电解质状态不同大致可分为液态电池、半固态电池、准固态电池和全固态电池。液态电池仅含有液体电解质，半固态电池以氧化物复合电解质为主，准固态电池以聚合物复合电解质为主，而全固态电池以硫化物复合电解质为主。

正极材料主要是磷酸铁锂，三元材料，锰酸锂，钴酸锂等，负极材料主要是石墨烯等。据ICC鑫椤资讯数据显示，2020年国内四大正极材料总产量51.9万吨/+20.8%，其中磷酸铁锂材料表现强势，产量达到14.2万吨/+45.7%。钴酸锂与锰酸锂正极材料的产量分别为7.38万吨及9.29万吨，同比分别增长24.8%及21.6%；三元材料产量增速最缓，仅7%，全年总量为21万吨。负极材料产量达到46万吨/+28%。全球负极材料市场继续向中国集中，2020年中国负极材料产量已经占到全球总产量的85%左右。

政策总结：

2020年3月31日，国务院总理李克强确定将新能源 汽车 购置补贴和免征购置税政策延长2年，原计划到2020年底结束。

2020年7月，工信部、农业农村部、商务部等3部门在发布《关于开展新能源 汽车 下乡活动的通知》，活动时间为2020年7月-2020年12月。期间 汽车 企业给出让利，并在此基础上推出5000 元 的置换补贴，促进入门级电动车在三四线及以下地区替代低速车。 2021年工信部取消动力电池白名单，LG化学，SDI,SKI等外资将重新进入中国市场。

2020年10月27日，《节能与新能源 汽车 技术路线图2.0》重点强调了总体能耗的控制。要求2025年、2030年和2035年乘用车总体百公里平均油耗分别达到4.6L、3.2L和2.0L。新能源 汽车 2025年渗透率达到20%，2030年达到40%；到2035年新能源 汽车 渗透率则要达到50%以上，其中纯电动则将占到新能源 汽车 的95%以上，纯电动 汽车 成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化。同时，2025年、2030年和2035年，混合动力节能 汽车 分别要占到50%、75%和100%。也就是说，到2035年，我国新销售的 汽车 将有一半以上是新能源 汽车 ，其余全部都是混合动力的节能 汽车 。具体规划 下 表：

动力电池主流类型：

4680电池： 松下将于2021年为特斯拉制造4680圆柱电池，该电池直径46mm,长80mm，单体电芯型号比21700更大，能量密度提升至300Wh/kg，输出功率提升6倍，搭载该电池的电动 汽车 续航里程可提高16%，新电池每千瓦时成本降低14%。此外，4680电池采用全新“无耳级”技术，使得正负极流体与盖板/壳体直接连接，电流导电面积成倍增加，电流传导电流传导面积成倍增大，传导距离缩短，从而大幅降低电池内阻，减少发热量，可大大延长电池寿命，提高充放电峰值功率。马斯克还透露2021年下半年推出的特斯拉MODEL SPlaid三电机高性能版将配备全新结构电池组就包括4680锂电池。

百万英里锂电池：

特斯拉的百万英里电池是一种锂离子电池，采用新一代“单晶”NCM532正极和一种新型先进电解质，采用单晶镍钴铝电极，镍含量达到50%，钴元素20%，并加入人造石墨，可使电动 汽车 持续行驶100万英里（约160万公里），目前特斯拉使用的电池寿命仅为50万公里，。该“超长寿命电池”实现装车后就算报废了还可以继续使用，对天气，地形等外部因素限制较小，能达到4000次充放电循环。该电池与宁德时代合作，将在中国首推。

通用 汽车 也表示正在开发使用寿命达100万英里的电动 汽车 电池，但尚未公布推出时间表。

蜂巢2020年推出两款无钴电池，其中一款产品容量为115Ah。电芯能量密度为245Wh/kg，电池使用寿命达15年或120万公里。

比亚迪量产的磷酸铁锂刀片电池体积能量密度比传统电池提升了50%，电池使用寿命超100万公里。其正极是磷酸铁锂，属于磷酸铁锂电池范畴，系统能量密度140Wh/kg，续驶里程约600公里。不含重金属，减少环境污染；体积变小，侵占小。重量减轻，自损能耗降低；安全性提升，在高温、过充、挤压、针刺等情况下，降低电芯爆炸的概率。

NCMA超高镍电池：LG能源计划2021 Q2开始量产镍含量90%的NCMA电池，并向特斯拉供应MODEL Y及下一代车型，该电池能量密度为161Wh/kg,电池包容量77KWh,续航里程594km。国内华友钴业和格林美已经进行NCMA四元材料量产准备，华友钴业1月8日启动年产12500吨NCMA四元前驱体材料项目，建设周期两年。格林美的NCMA四元前驱体材料正在进行客户认证。

固态电池

固态电池被认为是动力电池技术发展的主要方向，正极（朝高镍三元方向）、负极材料（硅碳-蔚来或掺硅-上汽智己）其生产重点在负极材料，硫化物（CATL-2030年）和氧化物进展较快，样品正通过针刺测试，但还要做车辆测试，预计2021年下半年规模量产装车。固态电池中的固态电解质代替了液态电解质和隔膜，安全性好，充电时长短，单体能量密度（>350Wh/kg)和寿命（>5000次）都得以提升，但是固态电解液接触面积比液态差，导致其活性降低，导电率低，内阻大，因此采用创新架构模式，如双机架构技术、CTP、CTC、刀片电池可改善。但全固态电池想要规模化量产还需要5—10年。目前，法国Bollor、台湾公司、国内三家公司，台湾目前量产产量较小，且主要用于消费电子和可穿戴设备。

2021年1月9日，蔚来 汽车 在NIO DAY上发布了续航里程超1000公里的固态电池，计划于2022年四季度发布半固态电池包，届时其电池单体能量密度将达到360Wh/kg，电池包带电量也将由现在的100kWh提升至150kWh，但仍需使用电解液，隔膜等，属于半固态电池。但是电池行业去隔膜和去电解液，预锂化，无钴化技术仍是行业发展大趋势。

市场格局

（一）装机量

1月13日，中国 汽车 动力电池产业创新联盟发布最新数据显示，2020年国内动力电池装车量累计63.6GWh，同比累计上升2.3%。其中，三元电池装车量38.9GWh，占总装车量61.1%，同比累计下降4.1%；磷酸铁锂电池装车量24.4GWh，占总装车量38.3%，同比累计增长20.6%，磷酸铁锂回暖势头明显。 从市场竞争格局看，国内市场宁德时代独占50%市场份额，比亚迪占14.9%、中航锂电、国轩高科占比超过5%。全球市场宁德时代连续4年居第一位，市占率约24.8%；韩国LG化学市占率约22.6%；松下占18.3%；比亚迪、韩国三星SDI、韩国SKI装机量占比分别为7.3%、5.9%、5.1%。

2021最新装机量排名:宁德时代>LG化学>日本松下>比亚迪>三星SDI>SKI

（二）产能

宁德时代2020年-2022年非合资产能分别为90/150/210GWh,2025年完成扩产计划后约达到450GWh；LG化学目前产能120GWh,2023年底扩建至260GWh；SKI目前产能29.7GWh,计划2023年动力电池产能达到85GWh 、2025年超125GWh；2020年底比亚迪电池产能达到65GWh，2021年和2022年包括“刀片电池”在内的总产能分别达到 75GWh 和 100GWh。

目前产能：LG化学>宁德时代>比亚迪>SKI

规划产能：宁德时代>LG化学>比亚迪>SKI

（三）供应分布

国外市场日本松下为特斯拉主要供用商，后引入宁德时代和LG化学。国内造成新势力的动力电池供应商为：蔚来 汽车 电池由宁德时代独供，理想 汽车 为宁德时代和比亚迪，小鹏 汽车 为宁德时代，亿纬锂能等，威马 汽车 ，合众新能源的电池供应商就相对分散了。

A股相关标的最新消息：

宁德时代： 2020年2月至今追加近1000亿动力电池投资，新增布局产能300GWh,2025年全球动力电池将迈入TWh时代，而宁德时代作为全球动力电池龙头，有望在装机量和产能上稳拿第一宝座。

1月19日宁德时代公布两项固态电池专利：“一种固态电解质的制备方法”，该方法将锂前体、中心原子配体分散于有机溶剂中，形成反应初混液；将硼酸酯分散于有机溶剂中，形成改性溶液；将反应初混液与改性溶液混合，干燥，得到初始产物；对初始产物研磨、冷压、热处理得到固态电解质。该专利制备法可以显著提高固态电解质电导率，从而有利于提高全固态电池的能量密度。“一种硫化物固态电解质片及其制备方法”，该方法将硫化物电解质材料及掺杂于硫化物电解质材料中的硼元素，且电解质片表面任意位置的硼元素质量浓度B0与距离该位置100μm处的硼元素质量浓度B100的相对偏差(B0.B100)/B0不超过20％,可有效降低阴离子对锂离子的束缚作用，提升锂离子的传输能力；同时提升掺杂均匀度和电导率，降低界面阻抗，改善电池的循环性能。 比亚迪： 近日国家知识产权局公布了比亚迪多款电池领域专利，其中包括“一种正极材料及其制备方法，一种固态锂电池”，该专利提供了正极材料的制备方法和固态锂电池，该正极材料可同时构建锂离子传输通道和电子传输通道，极大的提升了固态锂电池的容量发挥，首圈库伦效率，循环性能和高倍率性能。“一种锂离子电池固态电解质及其制备方法和固态锂离子电池”目的是为了解决现有固态电解质的锂离子电池能量密度低，安全性差的问题。“一种凝胶聚合物电池及其制备方法”表明比亚迪在半固态电池领域已有进展。

国轩高科： 1月8日发布新产品磷酸铁锂210Wh/kg软包单体电池和JTM电池磷酸铁锂210Wh/kg软包单体电池是全球已经亮相的磷酸铁锂体系单体能量密度最高的产品，搭配自主研发了高性能磷酸铁锂材料，高克容量硅负极材料和先进的预锂化技术，单体能量密度已经达到三元NCM5系水平，JTM中J是卷芯，M是模组，该产品电池材料大幅精简，制造过程大大简化，电池性能大幅提高，综合成本显著降低，电池包适应性大大增加。

与大众合作开发的MEB项目兼顾三元和铁锂两种化学体系的标准MEB模组设计，预计2023年实现量产供货。

欣旺达： 2019年4月收到雷诺-日产联盟的供应商定点信，未来七年内向其提供达115.7万台 汽车 使用的混合动力电池，保守预计订单金额将超过百亿元。2020年6月，日产宣布将与欣旺达合作共同为e-POWER系统开发下一代车载电池。

亿纬锂能：1月19日，亿纬锂能宣布荆门圆柱电池产品线开始投产，达产后圆柱电池年产能从2.5GWh提升至5GWh，年产数量达4.3亿颗，该系列电池将用于电动自行车。

孚能 科技 ： 孚能 科技 是国内三元软包动力电池龙头企业，与吉利成立合资公司，未来合计产能达120GWh,其中2021年开工建设不少于20GWh。

7. 新能源汽车对动力电池的要求有哪些

1）高比能量（它关系到一次充电可行使的距离）。动力电池容量有限，未能实现突破。目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100km～300km，并且这还需要保持适当的行驶速度及具有良好的动力电池调节系统才能得到保证，而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下续驶里程只有50km～100km。
2）大功率（它涉及到电汽车车的加速特性和爬坡能力）。

3）循环寿命长（它涉及到流动成本）。目前，实际应用的动力电池组的循环寿命短，普通动力电池充放电次数仅为300～400次，即使性能良好的动力电池充放电次数也不过700～900次，按每年充放电200次计算，一个动力电池的寿命最多为4年，与燃油汽车的寿命相比太短。

4）充放电效率高（它涉及到节省能源及成本）。
5）原材料来源丰富，成本低（它涉及到基本建设费用等）。目前，电动汽车动力电池的价格约为100美元/kwh，有的甚至高达350美元/kwh，成本太高，用户难以承受。

6）安全（它关系到在使用过程中是否可靠，方便）。动力电池安全性得不到保障，中小容量锂动力电池的产业化已经非常成功，但大容量、高功率锂动力电池的安全性问题还未得到有效解决。而动力电池容量愈大，其一旦失控所造成的危害就愈大。针对动力电池安全性方面，需在电气安全、机械安全和热安全的基础上开展动力电池系统的安全性整体方案设计研究，针对动力电池系统开展故障诊断预测、热安全监测预警和防控关键技术。

8. 新能源汽车动力电池发展研究的背景意义

缓解能源危机、降低环境污染。
新能源汽车动力电池发展研究的背景意义如下：新能源汽车动力电池作为可再生能源的一种，具有比吵迅较高的可持续性和环保性衡碰启，能够缓咐如解能源危机带来的压力，并且新能源汽车动力电池的零排放特性能够显著降低环境污染程度，有助于改善环境质量。
汽车动力电池，也称为电动汽车电池、高能量密度锂离子电池，是一种用于驱动电动汽车的电池。