新能源汽車技術不斷突破 三元鋰電成動力電池主流

汽車行業發展最重要的變革是動力源的更替。在第一次工業革命之前，人力/畜力幾乎是車輛工具唯一的動力源；18 世紀末期，隨著蒸汽機技術的逐步成熟，真正意義上的汽車開始出現，汽車行業的機械化大幕正式拉開；進入 19 世紀之後，電動汽車和內燃機汽車相繼被發明；20 世紀以來，內燃機汽車快速發展，成為汽車市場最為重要的組成部分。回顧過去 200 多年的發展歷史，動力源的更替是汽車發展史上最為重要的變革。

隨著內燃機汽車保有量的增長，石油資源日益匱乏，而且環境污染日益嚴重；此外，技術進步以及產業鏈完善帶來的價格下降等因素也有利於汽車電動化趨勢的推進。新能源汽車的產業化大幕已經拉開，汽車行業正在進入電動化時代。

2020年目標：我國新能源汽車累計產銷量超過 500 萬輛

截止到 2017 年 6 月份，我國汽車保有量達到 3.04 億輛，同比 2007 年增長了一倍。石油資源的消耗也在急劇增加，其中汽車用汽柴油的消費佔比也已經達到 50%以上。2016 年，國內原油及油品合計進口 4.09 億噸，同比增長 11.9%，對外依存度達到 64.2%，且未來或將繼續提升。從以上數據可以看出，燃油車保有量的增長給我國的石油供應帶來了巨大壓力。

2016 年，全國機動車四項污染物（一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、顆粒物）排放總量為4472.5 萬噸，近 5 年以來並未出現明顯的下降趨勢。機動車排放是 PM2.5最重要的來源之一，根據環保部的數據，2016 年北京、上海、杭州、廣州和深圳 的 機 動 車 排 放 是 PM2.5 的首要來源，佔比分別為31.3%/29.2%/28.0%/21.7%/41.0%。總體來看，隨著國內燃油車保有量的增長，汽車尾氣排放已成為城市大氣污染的重要來源。

根據中汽協和其他各國公布的數據，2016 年中國市場汽車銷量為 2,802.8 萬輛，居全球首位；但 2016 年全球利潤規模排名靠前的汽車廠商中，只有上汽一家自主品牌廠商進入前十名。此外，在發動機等核心零部件領域，國內與歐美、日韓等國家的差距較大，且短期實現超越的可能性較低。但是在新能源汽車領域，國內外差距並不大，中國有相對充足的時間培養自有產業鏈，作為為數不多的支柱性產業，汽車產業能夠提供大量就業崗位和稅收。我國提出到 2020 年，純電動汽車和插電式混合動力汽車銷量達 200 萬輛、累計產銷量超過 500 萬輛。

國內主要車企也相繼提出了各自的新能源汽車戰略，2020 年新能源汽車目標銷量居前的自主品牌為吉利 180 萬輛（包含混動），上汽 60 萬輛（其中自主品牌 20 萬輛），比亞迪 60 萬輛，北汽新能源 50 萬輛。

三元鋰電成為新能源汽車動力電池的主流

動力電池是新能源汽車最重要的構成部分，占整車成本的 1/3-1/2，新能源汽車的技術進步也主要體現在電池領域。動力電池發展主要經歷了鎳氫/錳酸鋰-磷酸鐵鋰-三元鋰電三個階段，「十五」是鎳氫/錳酸鋰電池，「十一五」是磷酸鐵鋰電池，「十二五」是三元電池，「十三五」是高比能量的新一代鋰離子動力電池。動力電池系統比能量在過去五年間提高了近一倍，系統成本在過去五年間下降了一倍以上。汽車用動力電池發展經歷了鎳氫/錳酸鋰-磷酸鐵鋰-三元鋰電三個階段，電池性能持續優化。

鋰離子動力電池性能對比

錳酸鋰電池作為初代投產應用的鋰離子電池具有成本低、安全性好特點，並且由於錳電壓平台很高，其能量密度能夠滿足基本的續航要求，但其低溫下的不良表現促使行業尋找更好的替代品。磷酸鐵鋰電池材料成本相對低廉、安全性佳、循環壽命好、高溫下穩定性好，在電動大巴車等安全性和壽命要求較高的領域優勢明顯，但磷酸鐵鋰電池體積能量密度不理想，相同續航里程下，採用磷酸鐵鋰電池的車輛自重更高，而過高的自重對於能耗的控制顯然是不利的。另外，我國的新能源政策也在逐年提高對於能量密度的要求，受限於材料本身的特性，磷酸鐵鋰電池的能量密度很難得到提高，這也是其被棄用的原因之一。

三元材料是由鎳、鈷、錳三種材料按照一定的配比共同組成電池正極，其能量密度預計會在 2020 年達到 300Wh/kg，並且低溫放電性好， 在零下 20 攝氏度條件下放電性能達到磷酸鐵鋰的兩倍，循環次數方面在使 用 1000 次以後依然可以保持 90%的電池容量。未來，隨著高鎳三元材料 （NCM111→523→622→811）及固態電池等的應用，能量密度還會繼續提 升。