硫酸镍溶解度 锂电池行业专题报告：大圆柱路径确定，关注产业链相关机会
1、电芯大型化趋势明确，大圆柱路线前景看好
1.1、18650→21700→46800，圆柱电池大型化趋势明显
动力电池根据封装形式的不同主要分为圆柱电池、方形电池和软包电池。 三类电池中，圆柱形电池以正极、隔膜、负极一端为轴卷绕而成，封装在圆柱形金属壳内； 方形电池采用卷绕或层压工艺制造。 与圆柱形电池不同，方形电池的卷绕过程通常有两个轴。 将正极、隔膜、负极堆绕在两轴上，然后以直通间隙方式安装到方形铝壳内； 软包电池是典型的“三明治”层，具有叠层结构，由正极片、隔膜、负极片依次堆叠而成，外面用铝塑膜封装。
圆柱电池发展时间最长、技术最成熟、标准化程度高。 最早的圆柱形电池是日本SONY公司1992年发明的18650锂电池，其中18表示直径18mm，65表示长度65mm，0表示圆柱形电池。 由于18650圆柱电池历史悠久，市场渗透率较高。 是目前市场上最常见的电池型号，广泛应用于消费电子领域。
由于圆柱电池技术最成熟，一致性更好，特斯拉将圆柱电池引入动力电池领域。 2008年，特斯拉首次采用松下的18650圆柱电芯作为车辆的动力电池，经过测试后开始在Model S上大规模使用，以提高电芯的能量密度，降低成本之后，特斯拉在2017年推出了与松下联合开发的21700圆柱电池，并将该电池应用到了Model 3车型上。 21700圆柱电池直径为21mm，长度为70mm。 电池能量比18650圆柱电池高50%。 此后，特斯拉进一步将其圆柱形电池升级为更大尺寸。 2019年，特斯拉申请了46800大型圆柱电池专利，并在2020年电池日推广46800大型圆柱电池。46800大型圆柱电池采用无极耳、新型硅材料和钴技术，大幅提升了21700的性能圆柱形电池。 预计46800大圆柱电池能量将提升5倍，续航里程将提升16%，功率将提升6倍。
与小型圆柱电池相比，大型圆柱电池具有能量密度高、成本低的优势。 当圆柱电池尺寸从21700升级到46800时，电芯体积增加了448%，而表面积仅增加了180%。 这表明，随着圆柱电池直径的增大，结构件质量占电池组总重量的比例减小，大圆柱电池的质量减小。 电池能量密度将得到提高，从而降低电池单位Wh的生产成本。 从21700颗圆柱电芯升级为46800颗大圆柱电芯，单位生产成本可降低14%。 电芯大型化是特斯拉降本增效的重要手段之一，而圆柱电池大型化趋势明显。
1.2. 圆柱电池在一致性、安全性、材料应用等方面具有明显优势。
圆柱电池的制造工艺比较成熟，生产效率高，产品一致性高。 由于圆柱电池长期应用于镍氢电池和消费电子（3C）锂离子电池，行业积累了大量的生产和设计经验，因此拥有相对成熟的自动化生产线和设备。 另外，圆柱形电池以卷绕方式制造。 卷绕工艺可以通过加快转速来提高电池生产效率。 但叠片工艺的效率提升有限，圆柱电池的生产效率更高。 在卷绕过程中，为了保证电芯组装成的电池具有较高的一致性，需要控制卷绕张力。 张力波动会造成卷绕电池拉伸变形不均匀，严重影响产品的一致性。 性别。 目前国内领先企业的圆柱电池张力波动控制在3%以下，量产圆柱电池产品一致性高。
受益于圆柱电池的热失控传播阻断特性、良好的密封性以及较高的产品一致性，圆柱电池在安全性方面具有明显的优势。 由于方形电池和软包电池具有平坦的表面，因此它们形成的模块后面的平坦表面通常紧密接触。 发生热失控时，横向传热明显。 然而，由于其曲面，圆柱形电池仍处于完全接触状态。 较大间隙的存在在一定程度上抑制了电池之间的热传递，因此圆柱形电池可以在一定程度上阻止热失控的蔓延。 同时，由于圆柱电池的能量较低，可以减少热失控蔓延初期释放的能量总量。 而且圆柱电池的密封性比软包装的要好，不易漏液。 因此，圆柱电池在安全性方面具有明显的优势。 另外，圆柱电池一致性高，可以在一定程度上避免电池不一致造成的过充、过放、局部过热等危险。
受益于圆柱结构本身的材料力学性能，圆柱电池与高镍材料、硅碳负极材料具有良好的兼容性，材料应用具有包容性。 为了提高电池的能量密度，电池材料体系中应用了高镍正极材料和硅碳负极材料。 但高镍材料的热稳定性较差、硅碳材料的体积膨胀率较高，对动力电池的安全性产生不利影响。 已测试。 与方形电池和软包电池相比，圆柱电池结构本身具有更高的强度，对硅碳负极的膨胀容忍度更高，圆柱电池的热失控传播阻断特性可以在一定程度上补偿高镍材料的热失控。 由于稳定性差的缺点，圆柱电池在高镍材料和硅碳负极材料的应用上具有明显的优势。
1.3. 受益于大型圆柱电池组效率高、BMS难度低以及高电压平台适应性，大型圆柱电池路线前景看好
加大圆柱体可以提高成组效率，弥补小型圆柱电池成组效率低的问题。 据钜大锂电数据显示，目前行业内圆柱电池的模组组装效率在87%左右，系统组装效率在65%左右，而方形电池的效率分别为89%和70%，而系统组装效率则在70%左右。圆柱形电池的利用率较低。 当圆柱电池的直径变大时，动力电池支架板和集流体的孔径也变大，相应的重量也随之减轻。 此外，动力电池组电芯数量的减少可以减少结构件的数量，从而在提高成本的同时提高电池的能量密度。 团体效率。
圆柱路线对车企BMS的技术要求较高，大圆柱路线可以降低BMS控制难度。 单个圆柱电池的容量较小。 为了达到一定的功率性能，需要大量的电池。 一个75KWh的电动汽车动力电池组大约需要7000颗18650电池，甚至21700颗电池也需要4400颗。 它对BMS提出了极高的要求，这对于BMS领域积累薄弱的车企来说更加困难。 更换46800电池仅需950节电池，大幅减少所需电池数量，从而降低BMS控制难度。 因此，大缸路线可以降低车企对中游电池企业的技术依赖。
46800电池的无表设计缩短了电子传输路径，从而降低了电池的内阻。 极耳是从电池芯引出正极和负极的金属导体。 它们是电池充电和放电时的接触点。 传统圆柱电池通过单极耳实现集电。 由于电阻的存在，电池在充放电过程中，特别是大电流充放电时，会产生显着的欧姆热，导致电池温度升高。 电芯尺寸的增加和卷绕长度的增加会加剧内部电流和温度的不均匀分布，导致极耳处局部高温。 为了降低电池内阻，减少充放电时的欧姆热，特斯拉对46800大型圆柱电池采用了无极耳技术，即整个集流体变成极耳，导电路径不再依赖于极耳。选项卡。 因此，无极耳技术也被称为全极耳技术。 无极极耳技术将电子的传输路径从沿极耳到集流板的横向传输转变为集流体的纵向传输，并从铜箔长度缩短了电子传输路径的平均长度（约21700电池）铜箔长度）降低到电池高度（80mm），从而使电池内阻降低一个数量级。
大圆柱形电池设计保证了电池的充电效率。 伦敦帝国理工学院的沉力等人进行了模拟，比较了单极电池和无极电池在充放电过程中产生的热量。 他们计算得出，无极设计可以有效降低局部电流密度，且发热率高于单极电池。 耳电池要低两个数量级。 研究表明，设计可以减少大型圆柱电池在充电过程中产生的热效应，从而保证大型圆柱电池的一致性、安全性和充电效率。
受益于大型圆柱电池内阻小、一致性高，大型圆柱电池与高能量密度材料和高压快充系统高度兼容。 为了解决消费者“里程焦虑”的问题，大多数厂商通过增加电池容量来增加续航里程、提高充电速度来减少充电时间来解决这个问题。 为了提高电池容量，需要采用能量密度更高的高镍正极材料和硅碳负极材料； 为了减少充电时间，需要提高电动汽车的充电功率，即通过增大充电电流或提高充电电压来提高充电速度。 当功率相同时，提高电压可以减小线路电流，从而减少能量损耗。 由于高能量密度材料和快充都容易在充电过程中发生锂析出、膨胀等副反应，因此高能量密度材料和快充系统普遍不兼容。 目前，电动汽车普遍采用400V电压系统。 由于单节锂离子电池的电压只有3~4V，大约需要串联100节电池才能满足400V电压要求，而800V高压快充系统则需要串联200节左右电池。 800V高压快充系统对电池的一致性提出了更高的要求。 由于大型圆柱电池具有内阻小、一致性高、与高能量密度材料兼容等特点，因此大型圆柱电池可以兼容高能量密度材料和高压快充系统。 （报告来源：未来智库）
2.电池领域：电池制造商正在部署大型圆柱形电池。 大型圆柱电池的多重优势有助于提升圆柱电池的份额。
2.1. 动力电池行业集中度较高，国内外技术路线布局有所不同。
动力电池行业集中度提升，2021年中日韩企业市场份额超过90%。据SNE和起点研究院统计，动力电池行业CR3由2019年的45.9%提升至2021年的45.9%。 2017年增长至2021年的65.1%，CR5由2017年的58.3%增长至2021年的79.5%，行业集中度显着提升。 2021年，全球动力电池装机量前10名企业均为中日韩企业，占整体装机量的91.2%。 中国、日本、韩国企业数量分别为6家、1家、3家。
国内外电池厂商对于圆柱、方形、软封装三种技术路线都有不同的布局。 日本企业主要以圆柱路线为主。 松下1998年生产的18650圆柱电池已批量装配在全球多个品牌的笔记本电脑中。 由于松下在圆柱电池方面积累了大量技术，松下与特斯拉合作，共同开创了圆柱锂电池应用于纯电动汽车的时代。 韩国企业LG Chem和SKI主要主攻软包路线。 LG化学凭借在消费电子软包电池领域的积累，将软包电池应用于电动汽车。 软包电池因其体积和形状而灵活多变。 ，尤其受到插电式混合动力汽车的青睐。 国内企业刚起步时，考虑到日韩分别在圆柱电池和软包电池方面的技术积累，圆柱电池考验着车企的电池管理水平，以及软包铝塑膜的国产化率。动力电池组价格低迷，因此以宁德时代为首的国内企业比亚迪和比亚迪主要走方形路线。
2017年至2020年，国内圆柱电池市场份额大幅下降，海外市场份额略有下降。 从国内市场来看，受2017年后补贴退坡影响，初期搭载圆柱电池的短续航低端车型无法获得补贴。 圆柱电池的市场份额从2017年的27.2%下降到2020年的9.7%，其市场份额主要被方形电池取代。 在此期间，主要采用圆柱形路线的比克、沃特玛等公司纷纷破产。 从全球市场来看，受欧洲新能源汽车渗透率快速提升的影响，海外软包电池出货量有所增加，占据了圆柱电池一定的市场份额。 圆柱电池市场份额从2018年的29%下降到2020年的23%。
电池企业加速布局4.68万，大型圆柱电池产能即将增加。 为了满足大型圆柱电池的需求，除了特斯拉自有电池工厂布局46800之外，国内外电池厂商也在加速扩产布局46800：海外企业松下、LG化学正在国内进行产品设计和研发。为了满足特斯拉的要求。 ; 国内电池企业亿纬锂能、宁德时代、比克等也在积极布局相关技术。 目前，只有特斯拉电池厂和松下能够在2022年逐步量产大型圆柱电池，而亿纬锂能和LG化学则计划在2023年实现量产。
46800大型圆柱电池的出货量增加，预计将成为圆柱份额提升的重要支撑。 据特斯拉电池日官方材料显示，如果未来46800电池成功量产，从21700电池升级到46800电池可以降低单位生产成本14%，缩小三元电池与磷酸铁锂电池的成本差距，大圆柱形电池以其高性价比将对现有电池结构体系产生冲击。 未来，在大型圆柱电池技术持续优化的背景下，我们预计2025年圆柱动力电池全球占比将达到27%，圆柱动力电池需求量将达到318.2GWh。 （报告来源：未来智库）
3、材料环节：大型圆柱电池的需求不断增加，有望增加高能量密度材料的应用潜力。
3.1. 高镍正极：大型化缸趋势下，高镍扩产高峰已至，一体化布局打造高镍正极材料龙头。
3.1.1. 高镍材料能量密度优势明显，续航里程需求带动占比提升。
正极材料是锂离子电池的重要组成部分，决定了整个电池的性能。 其成本约占电池的30%-40%。 目前常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等。 三元材料一般为镍钴锰酸锂（NCM）。 由于镍、钴、锰元素均在元素周期表第四周期中位置相邻，化学性质和离子态半径相似，可以以任意比例形成固溶体。 因此，可以通过调整材料中镍、钴、锰元素的比例，选择性放大材料某些方面的优势，以满足不同的电池性能要求：
(1)镍元素：充放电过程中的氧化还原反应主要依靠镍元素的价格变化。 因此，正极材料中镍元素的含量决定了电池的能量密度，但镍元素比例过高会导致阳离子混合严重。 排斥现象（指放电时释放大量锂离子时，因外界因素导致二阶Ni离子在Li离子晶格中占据位置的现象），影响材料性能；
(2)钴元素：钴元素能抑制阳离子的混合，稳定层状结构，起到提高导电率、降低阻抗的作用。 然而，钴元素存在价格昂贵、成本低等问题。
(3)锰元素：锰具有良好的电化学惰性，可以让材料始终保持稳定的结构，而且廉价的锰也能起到降低电池成本的作用，但锰含量过高会对层状结构造成一定的破坏。
三元正极材料中，行业主流的NCM型号包括523、622和811。高镍正极通常是指相对镍含量大于0.6的材料型号。 随着镍含量的增加和钴含量的降低，三元材料的能量密度逐渐提高，但材料的容量保持率和热稳定性会下降，析氧现象会变得更加明显。 目前正极材料厂家主要通过离子掺杂、表面包覆等方式对高镍三元材料进行改性，以提高高镍NCM和NCA的性能：
(1)离子掺杂：对于高镍三元材料的离子掺杂，一般选择离子半径相近的离子进行掺杂。 分布在晶格中的掺杂元素起到支撑柱的作用，从而降低循环过程中的晶体能量。 存在晶格体积收缩的风险，因此可以通过引入离子来稳定层状结构，提高材料的电化学性能，特别是热稳定性；
(2)表面涂层：表面涂层可以抑制充放电过程中材料晶型的转变和过渡金属的溶解，改变材料的表面化学性质以提高其电化学性能，避免或降低材料的电化学性能。电解质和正极材料之间的直接接触。 接触以防止电极过渡金属的溶解； 同时，包覆层作为导电介质，可以促进Li离子在颗粒表面的扩散，从而提高容量保持性能、倍率性能和热稳定性。 另外，高镍NCM正极材料的储存条件要求相对较高。 高镍三元材料暴露在潮湿环境中时，材料表面容易吸收空气中的水分和二氧化碳，生成LiOH和LiOH等杂质，严重影响其电化学性能。 大规模生产时，通过涂层改性可以降低其含量。 正极材料与空气接触延长储存寿命； 常用的表面涂层剂包括氧化物、磷酸盐、锂盐和导电材料。
里程需求带动高镍材料占比持续提升。 为了解决消费者“里程焦虑”的问题，厂商加大电池容量来提高续航里程。 高镍三元材料具有能量密度高和续航里程优势的特点。 高镍正极在三元材料中的比例正在快速增加。 高工产研数据显示，三元材料国内占比从2018年的11.5%提升至2020年的24%。新晨资讯数据显示，2021年8月国内渗透率已达41%。随着龙头高镍产能释放新晨资讯预计，2021年我国高镍材料（及NCA）渗透率有望达到40%。2021年11月18日，工信部发布《锂离子电池行业《规范条件（2021年版）》（征求意见稿）。 《规范》要求三元材料比容量≥175Ah/kg，5系、6系NCM三元材料比容量不符合规范要求，但8系NCM、NCA高镍三元材料满足这个要求。 国家政策法规有利于进一步提高高镍材料的比重。
3.1.2. 高镍三元和圆柱电池优缺点互补，高镍大圆柱电池优势明显。
锂电池的热失控主要是由于电池内部温度升高引起的。 电池发热是电池工作过程中的必然产物。 如果电池的发热速度快于热量释放或热扩散速度，就会导致电池内部温度升高。 电池过充电、隔膜缺陷引起的短路、外部冲击引起的短路都会产生大量热量，导致电池温度升高。 当这些热量不能及时排出时，就会加剧反应并引发一系列自热副反应。 正极材料副反应会加剧放热并产生氧气。 电池温度会急剧升高，引起热失控，最终导致电池燃烧。 ，严重时甚至会爆炸。
随着三元材料中镍含量的增加，电池热失控的风险增加。 研究结果表明， 的热失控起始温度为163.0℃，比 的热失控起始温度低22.5℃，且在150-200℃温度范围内， 的升温速率远高于 。的 . 此外，放热峰时的放热量是100%SOC时的三倍。 研究表明，高镍材料的热稳定性较差。 高镍材料会在相对较低的温度下引起热失控，并在热失控过程中释放出较多的热量，这会增加电池热失控的风险。
在充电过程中，电池一致性低会导致过度充电，造成热失控。 在将电池充电到特定SOC的过程中，电池的不一致会导致充电前的SOC不同，初始SOC较高的电池在充电过程中会出现过充现象。 过度充电首先会导致正极界面电解液分解，导致电池温度缓慢升高。 随后，过量的锂离子从正极脱嵌，导致正极材料不稳定并产生氧气。 过量的锂离子沉积在负极上形成锂枝晶。 锂枝晶逐渐生长并刺穿隔膜，导致电源短路发热，引发热失控和安全事故。
受益于圆柱电池的热失控传播阻断特性和高产品一致性，大型圆柱电池与高镍三元正极材料具有较高的兼容性。 圆柱电池采用相当成熟的卷绕工艺，自动化程度高，产品一致性高。 圆柱体独特的曲面使得充分接触时保留较大的间隙，可以在一定程度上抑制电池之间的热传递。 因此，圆柱形电池在一致性和散热性能方面优于方形电池和软包电池。 圆柱电池在应对热失控方面具有优势。 将高镍三元材料应用于圆柱电池，可以弥补高镍三元材料的热稳定性问题。 可怜的缺点。 此外，大型圆柱电池独特的设计，可以减少大型圆柱电池在充电过程中产生的热效应，进一步避免高镍三元锂电池热失控的发生。 高镍三元材料在大型圆柱电池中的应用可以充分发挥两者的优势。 高镍三元材料的高能量密度可以弥补圆柱电池组效率低导致的比容量低的缺点。 大型圆柱电池的高一致性热失控传播阻断特性可以弥补高镍三元材料热稳定性差的问题。
3.1.3. 大圆柱体积增加高镍材料需求，三元前驱体及正极材料龙头企业受益
大型圆柱电池体积的增加将增加对高镍材料的需求。 2025年，大型圆柱电池高镍正极需求量将达到26.1万吨。 特斯拉从2012年开始使用松下的NCA电池。此后，电池正极的镍含量不断增加。 目前，松下21700电池正极镍含量达到80%。 2021年7月，特斯拉首次使用LG化学生产的新型NCMA电池。 电池正极的镍含量已提高至90%。 计算大型圆柱电池对高镍三元正极需求的影响，参考21700对18650的替代率，假设2022年圆柱电池以21700为主，2023年后46800逐步取代21700。预计2025年大型圆柱电池渗透率将达到54.7%。 假设大型圆柱电池都使用了高尼克阴极，例如NCM8系列，NCM9系列或NCA和NCMA，那么在2025年，大型圆柱电池中对高尼克阴极的需求将达到261,000吨，几乎是对高高的高需求 - 2020年的尼克阴极。3次。 在2025年对高尼克电池电池三元阴极的需求中，将近45％的高尼克阴极将用于大型圆柱电池中。 大型圆柱电池的体积将显着增加对高尼克材料的需求。
先驱：高镍含量对前体公司的综合布局有益
三元阴极材料产业链涉及许多链接，产业链结构相对复杂。 The of the NCM chain is of , , , and other , the is and , and the is and -level , 3C,储能和其他字段。 其中，前体链接是阴极材料产业链中的关键链接。 以三元阴极材料为例，前体约占总阴极成本的60％。 三元前体是镍 - 果胶 - 甲状腺/铝氢氧化铝，它与锂源混合（高尼克阴极材料通常使用氢氧化锂；低烟碱和中尼克尔阴极材料通常使用碳酸盐），然后形成以形成形成以形成的形成三元阴极。 三元前体的上游工业链很长。 以镍矿（硫化物矿石，后镍矿石）为例，以镍资源为例，再到镍中间产物（高哑光镍，MHP，MSP），通过冶炼和加工，然后再到硫酸镍。 最终被加工成前体。
国内三元前体产业的集中率很高，CR5在2020年达到65％。在全球电力电池市场的持续需求持续需求的背景下，对三元阴极的需求增加了，推动了三元前体行业的持续扩展。 根据新金信息统计数据，2021年三元前体的国内产量将为620,600吨，同比增长82.3％。 目前，国内三元前体产业的集中度很高。 根据GGII统计数据，2020年的国内三元前体市场份额是中国有限公司，班普，宝石， 和Jiana ，其市场份额为21.8％，15.5％，12.1％，11.1％，11.1％，11.1％，11.1％，11.1％，11.1％，11.1％ ％和4.5％。
随着阴极的高镍含量，镍的比例在三元前体的成本中会增加，这将使具有集成布局的三元前体公司受益。 从前体成本结构的角度来看，硫酸盐原材料（例如硫酸钴和硫酸盐）的成本相对较高。 以 行业生产的三元前体为例，硫酸盐原材料的成本占87％。 随着阴极的镍含量的增加，每吨前体硫酸盐的使用量增加，硫酸镍的成本比例将增加。 在高镍化的趋势下，对上游镍资源的需求将增加，从而导致镍供应量紧张，价格急剧上涨。 根据新金的信息，截至2022年3月23日，国内电池级硫酸盐的价格为48,500元/吨，比2021年初的29,500元/吨增长了64.4％。镍来源的上涨和价格上涨。 改进增强了前体公司融合的意愿。 通过将工业连锁店的上游冶炼业务整合在一起，并将上游原材料（例如硫酸盐等上游原材料的供应）纳入生产过程中，我们可以为工业链的协同作用，确保稳定的材料供应和质量保证，获得原料成本较低的材料，并改善三元前体材料。 绩效，从而提高公司的成本优势和盈利能力。 目前，领先的前体公司智韦公司，有限公司，孟加拉邦，宝石和 都部署了镍冶炼能力。 综合布局将增强领先公司的成本优势，而行业集中度预计将增加。
三元阴极材料：高镍增加技术障碍，具有技术储量的阴极公司具有潜力
我国的三元阴极材料市场结构相对分散，预计高镍将增加行业集中度。 由于我国家的电池电池领域处于需求迅速增长的阶段，因此三元阴极材料公司正在扩大生产，竞争激烈，导致了相对零散的行业。 根据新金信息统计数据，我国家的三元阴极市场的CR5在2021年为53％，五家领先公司的市场份额约为10％。 没有绝对的领导公司。 由于高镍材料的高技术障碍，随着三元阴极发展到高镍的发展，三元阴极行业的集中趋势明显。 从2020年1月到10月，国内高尼克阴极材料市场的CR2和CR5分别为56。 ％和84％的高鼻子三元阴极材料市场具有明显的领先优势。
高尼克三元阴极很难处理并且具有高技术障碍。 三元阴极主要使用三步烧结过程，是通过混合三元前体和氢氧化锂然后烧结的。 与其他常规三元阴极材料相比，高尼克三元阴极材料的制备过程相对复杂，需要更高的设备，并且在技术上更加困难：
（1）混合过程中的困难：由于氢氧化锂与高尼克三元前体之间的粒径和密度差异很大，因此很难实现固相均匀混合； 此外，氢氧化锂含有晶体水，在混合过程中，摩擦热导致氢氧化锂的脱水，一部分氢氧化锂会凝聚，影响混合效应。 当使用前体混合氢氧化锂时，传统的高混合物不能均匀地分散并混合氢氧化锂，当速度增加时，很容易损坏。 因此，三元前体颗粒高镍三元生产过程对混合器有更高的要求。
（2）烧结过程中的困难：由于在高尼克三元材料中的二价镍很难氧化成三价镍，因此必须在纯氧气大气中在高温下合成。 因此，窑炉必须耐氧腐蚀。 另外，高尼克材料使用氧化氢锂被用作高温合成的锂源。 氢氧化锂易于挥发并且是高度碱性的，因此窑炉材料需要具有较强的碱腐蚀性。
（3）水洗过程中的困难：高鼻核三元材料表面上的残留碱含量太高，这将对材料的电化学性能产生许多负面影响。 国内制造商通常在较低的温度下使用水洗和次要烧结，以减少镍阴极表面上的残留碱含量。 由于高尼克三元材料的表面对湿度很敏感，因此在洗涤过程中很难控制固液比，洗涤时间，搅拌强度，过滤时间和干燥过程。 如果处理不当，以下三个原始材料的容量和周期性能已经大大下降，无法满足电池的要求。
领先的公司正在加速其生产的扩张，预计高尼克尔生产将帮助拥有技术储备的公司进一步提高其市场份额。 由于高尼克三元阴极材料对前体准备，烧结过程和过程控制以及生产环境有严格的要求，因此阴极材料公司不仅对持续的研发能力有很高的要求，而且对核心生产的性能有很高的要求设备和生产线设计。 细节要求也很高，因此对于新进入者来说，无论是材料的配方设计，关键设备的选择还是过程细节的设计，他们都会面临更大的挑战。 此外，由于高尼克三元阴极材料的严格安全性能要求，高鼻子三元阴极材料制造商需要满足比普通三元阴极材料高得多的客户认证要求。 高尼克三元阴极产品具有很高的客户粘性。 在具有大量生产能力并通过了客户认证的高尼克底皮技术需求， ， Bamo， 和新材料的需求大幅增长的背景。 预计国内高尼克阴极将是2023年最大的生产能力超过500,000吨，与2020年底的生产能力相比，增长了近370％。进一步增加。
3.2. 基于硅的阳极：对基于硅的阳极的需求正在增加，预计商业化过程将加速。
3.2.1. 石墨阳极接近特定体积的理论上极限，高比体积硅材料引起了很多关注。
目前，负电极材料主要是石墨。 正极和负电极之间的锂离子的穿梭离子构成了锂离子电池作为电源的工作原理的基础。 因此，负电极的锂离子插入能力是确定锂离子电池性能的主要因素，其锂除外部门电压和特定容量对电池能量密度的影响更大。 目前，商业化的阳极材料主要是碳基材料（天然石墨，人工石墨和无形碳），基于硅的材料和钛酸锂。 其中，石墨材料是最广泛使用的，这是由于其良好的电导率，较小的体积膨胀和良好的循环稳定性的优势：人造石墨主要用于大容量的车辆电池和电池电池和锂离子电池用于高端电子产品； 天然石墨主要用于小型锂离子电池和低端电子产品的锂离子电池。 目前，石墨是电池的主要阳极材料。 根据GGII统计数据，人工石墨和天然石墨阳极发货分别占85％和14％，石墨阳极发货占99％。
石墨负电极接近理论特异性能力的上限。 目前，高端石墨阳极材料的特定能力已达到360-/g，它接近其理论最大特定能力/g。 随着电池寿命的需求不断增加，为了进一步提高电池能量密度，有必要开发具有更高特异性的阳极材料。 具有高特定能力的硅元素吸引了研究人员的注意。
硅材料的理论特异性能力是石墨材料的十倍以上。 但是，由于高体积膨胀速率和不稳定的SEI层，基于硅的负电极的商业化很低。 硅在自然界中广泛分布，约占地壳的26.3％，仅次于氧气。 在锂离子插入过程中，形成了硅锂合金相。 相应的理论能力是天然石墨的十倍以上。 同时，硅的电压平台约为0.4V。在充电过程中，没有隐藏的锂降水危险，这极大地改善了锂离子电池的性能。 安全使用性能。 尽管硅材料具有许多优势，例如极高的理论特定能力和丰富的储量，作为锂离子电池的阳极材料，但硅材料面临着锂插入过程中体积膨胀引起的材料粉末，SEI层的重复再生以及SEI层的重新再生以及电导率不佳。 性能差的问题严重阻碍了硅阳极材料的商业应用：
（1）材料粉末和电极损坏：硅将在充电和放电过程中产生巨大的体积膨胀效果。 锂插入形成的LI-SI合金的体积膨胀速率高达320％。 这种连续的收缩和膨胀将导致硅阳极材料裂纹，直到粉碎破坏电极材料与电流收集器之间的接触，从而导致活性材料从极点脱离，从而迅速衰减电池容量。 其次，膨胀将在电池内部产生巨大的压力，用多个循环挤压杆子，有杆子破裂的风险，这种压力也可能导致电池内部的孔隙率降低，减少锂的运动离子，导致锂金属的沉淀，并影响电池的安全性；
（2）不稳定的SEI层：在锂插入过程中，电解质将分解并沉积在硅表面以形成SEI膜。 由于锂插入过程中硅体积的不断变化，因此将新的硅表面SEI膜暴露于电解质。 随着厚度的不断增加，不断生长的SEI膜将继续从正极电极中消耗锂和电解质，最终导致电池内部电阻增加，并迅速褪色。
（3）不良的电导率：硅的电导率很差，并且不利于以高砂浆速率有效释放电池容量。
因素改善了基于硅的基于硅的负电化学的电化学性能，通过锂化技术，纳米化学技术和复合材料技术，以加速基于硅的负极的商业化过程：
（1）前锂化技术：使用前锂化技术可以有效地补偿由不稳定的SEI层在第一个周期内引起的主动锂损失的损失，提高电池电池的第一个Kuron效率，能量密度和周期寿命; 稳定的金属锂锂锂风扇（SLMP）是商业生产中使用最广泛的前锂试剂。
（2）纳米化学技术：纳米材料表面的原子也具有较高的平均组合能力。 因此，纳米材料可以更好地释放体积膨胀期间的应力。 体积膨胀； 但是，其较大的比较区域将加剧硅表面的SEI层的形成，而小纳米颗粒容易收集和加速容量的衰减。 因此，硅碳复合材料；
（3）硅碳复合技术：通过覆盖硅颗粒表面上的碳材料，可以有效缓冲循环过程中体积的体积膨胀。 另外，碳可以增加颗粒的电导率。 电解质之间的快速传输；
（4）硅氧化物复合材料：在第一个周期中，氧化子硅硅硅与锂离子反应，Li2O和纳米硅颗粒以及Li2O反应可有效地减轻硅颗粒的体积效应。
特斯拉的新硅材料有望促进硅碱基的负面促进。 特斯拉在电池那天宣布了新的硅负极。 通过增加高弹性离子聚合物涂层以重新稳定硅材料的表面结构，以提高电池的稳定性和安全性。 硅负极可以增加电池电池20％的行驶里程，并将电池成本降低5％。 硅负技术预计将使制造成本降低到$ 1.2/kWh，并且成本大大降低，以促进硅基地的负极促进。
3.2.2. 基于硅的负极改编的大圆柱电池，基于硅负尺度的加速商业化过程
目前，基于商业硅的负电极主要用于圆柱电池。 大圆柱电池的体积将增加对硅基底部负电极的需求。 目前，纳米硅碳和硅氧化物是两种基于硅的两种材料。 基于硅的负电极材料以一定比例（5％-10％）混合在石墨中。 由于方形电池和软袋电池对扩展非常敏感，因此基于硅的材料仍然很难应用于这两种电池上。 目前，基于硅的负面因素主要用于结构本身具有更高强度的圆柱钢壳电池。 特斯拉已将基于硅的材料添加到人造石墨中，并采用了硅碳负电极作为某些型号上电池的新材料。 将来，随着特斯拉的巨大圆柱电池能力，对基于硅的负极的需求将大大增加。
就石墨负材料而言，基于硅的负材料的制备过程具有复杂的过程，并且具有较高的技术阈值。 硅 - 碳负材料是一种负电极材料，由表面处理，烧结，压碎，筛分和通过表面处理，烧结，烧结，压碎，筛分和磁性磁去除，以使硅氧气与硅氧气合成硅氧，这是一种由负电极材料制备的负电极材料然后制备压碎，分类，表面处理，烧结，筛选和磁去除。 为了确保产品具有较高的一致性，高安全性，高循环和低膨胀性，大规模生产中存在某些困难，并且每个过程都不同。 目前，没有标准化的过程。 当前更常见的制备方法主要包括化学气体沉积法，溶液凝胶法，高温热溶液方法和机械球磨法。 高缺陷的生产技术和产品批处理准备功能是进入基于硅的负材料领域的主要阈值。
国内企业加速了硅基础的布局，并加速了大规模商业化的规模。 硅基地的负极始于日本。 该材料已用于日本的批处理。 松下在日本释放的电池的容量高如/g。 大量生产。 目前，中国只有少数公司已经实现了大规模生产，其中大多数仍处于中间测试或实验阶段。 开发或生产基于硅的负极的企业包括：负企业，例如，Pu ， 等； ，Xin'an Co.，Ltd。等团队 - 企业合作团队； 高克（电池企业），（电解质企业），硅宝藏技术（化学材料企业）等。
3.3，lifsi：大型柱将LIFSI的需求提高，而国内企业的大规模布局加速
3.3.1，LIFSI具有明显的性能优势，高镍化有助于改善LIFSI需求
电解质是锂电池的四个关键材料之一。 它的主要成分是有机溶剂，电解质锂盐和添加剂。 锂盐是电解质的关键部分。 锂盐的选择对电池容量，能量密度，功率密度，工作温度，周期性能和安全性能有很大影响。 因此，溶解度，低端晶体点，高稳定性，SEI膜的容量，强抗水解能力和铝箔的钝化：
（1）高离子电导率：高电导率的电解质可以迅速传输锂离子以提高填充和排放的效率； 因为将锂盐溶于溶液中，并伴随着锂盐中的阴和阳离子的耗散，形成了基于溶剂的溶液结构。 因此，低分辨率可以确保锂盐溶解度后形成的电解质具有很高的电导率，然后实现电池的高放大倍率。
（2）高解决方案：高溶液保证，以确保足够的电解质传输锂离子；
（3）低端晶体点：低端晶体点可以避免在电池工作温度范围内的锂盐温度范围内结晶，并避免电解液体电导率突然下降的风险，从而确保电池可以在低温环境中正常工作；
（4）高稳定性：锂盐应具有良好的热稳定性，化学稳定性和电化学稳定性。 当电池在高压和高温下工作时，锂盐将不会与其他组件反应（形成由SEI形成的SEI（形成SEI（除层过程除外）；
（5）具有SEI膜的能力：电极表面将在第一个圆周循环后形成一层固体电解质（SEI）。 这种钝化膜可以使锂离子阻止电子并防止电解质的连续消耗。 电池周期稳定性具有重要意义，因此良好的SEI膜性能可以确保在随后的周期中不会连续消耗电解质； 电解质中锂盐和添加剂的成分会影响SEI层的性能和稳定性；
（6）强大的抗水解能力：某些锂盐阴离子离子和水将发生（尤其是在高温和高压下）以形成HF，这将严重影响电池的寿命。 同时，存储和处理的额外成本；
（7）铝箔的：锂盐需要对铝箔集体液体产生良好的钝化作用，以防止在高压下电解质中铝箔腐蚀。
硫酸锂目前是主流可溶性锂盐，但存在缺点，例如热和分解，水解和低温结晶。 它在高温，低温和湿度环境中的性能很差。 LIPF6的化学特性不稳定，对温度和水敏感，并且容易在高温和潮湿环境中分解，从而产生危险的HF，这严重影响了电池寿命。 在低温环境中，LIPF6易于结晶，导致电解质电导率降低。
随着电池电线镍含量的增加，材料的热稳定性和安全性降低，高镍电池提出了更高的电解质匹配要求。 由于镍离子具有较高的催化活性，因为正镍的镍含量增加，因此阳性电极材料中的镍会分解催化电解质氧化。 另外，电池正电极导致过渡金属的溶解，从而溶解过渡金属离子。 表面继续分解并影响电池的正常操作。 由于高镍材料的热稳定性差，高温会加剧过渡金属的溶解并进一步恶化电池状态。 为了确保高尼克阳性电池的正常操作和安全性，使用高安全性和高能量电解质来替换普通电解质是未来的重要趋势。
与LIPF6相比，生物氟磺酰胺锂（LIFSI）具有高电导率，强大的抗水解能力和良好的热稳定性的优势，并且更适合于高镍电池：
（1）高引导率：LIFSI分子中的氟原子具有很强的电子设备，这可以使N上的负电荷电离域在N上的电荷电离域，并且离子关联的兼容性较弱，从而使Li离子更容易解决。 因此电导率；
（2）强抗水解能力：水解测试LIPF6和LIFSI后，结果表明，在测试期间，LIFSI溶液中的水含量和HF浓度几乎保持不变，LIPF6溶液中的水在9th中耗尽了第9天的一天。 HF浓度显着增加，这表明FSI-ANION具有更好的抗抽血性能。
（3）良好的热稳定性：研究表明，在25°C的环境中，使用LIPF6用作使用LIPF6作为锂盐的电解质具有一致的电池循环性能，使用LIFSI用作锂盐的电解质。 但是，在60°C的高温环境中，只有LIFSI电池的一半表明LIFSI具有更好的热稳定性，并且添加LIFSI的电池在高温下具有更好的性能。
尽管LIFSI对铝箔具有一定的腐蚀作用，但目前可以通过添加少量添加剂（例如氟化物钝化铝箔添加剂）来解决它。 此外，LIFSI的结晶点较低，因此很难在低温下发生，从而避免了电解质电导率突然下降的风险并确保电池在低温环境中正常工作。 因此，与LIPF6相比，LIFSI可以显着改善新能量电池的使用寿命，在夏季和冬季增强电池寿命里程和新型能源车辆的充电功率，并在极端条件下提高新能量车辆的安全性。 LIFSI预计将变得下面。 一代主流锂盐。
LIFSI目前用作LIPF6的添加剂。 研究表明，LIFSI和LIPF6的电解溶液具有更好的低温度放电和高温性能能力，较长的循环寿命，较高的乘以排放性能以及根据特定比率更高的安全性能。 与现有的LIPF6单个溶剂电解质，电解质中LIFSI电池的使用寿命，电池寿命里程里程和充电功率以及电解质中LIFSI使用的总体安全性有所提高。 -10%。 随着电池高镍化和高压的高压，LIFSI的增加有望增加。
3.3.2，LIFSI需求有望大大增加，领先的公司强大的
Lifsi进入了一个庞大的生产阶段，价格下跌促使工业化过程加速。 由于LIFSI在水下加热或在高温条件下易于分解，因此在常规生产过程中引入的其他金属离子会对它们的性能产生不利影响。 为了满足电解质的要求，LIFSI对水，金属离子和游离酸性酸的索引具有严格的限制，从而导致LIFSI生产技术阈值。 因此，应用程序开始时的LIFSI价格很高，这限制了LIFSI的快速工业化。 根据 和招股说明书的持续优化，LIFSI生产过程和价格下降，2018年，2019年和2020年单吨Lifsi的价格分别为52.9、49.0和414,000元。 该过程进一步加速。
LIPF6的价格继续上涨，LIFSI的经济逐渐出现。 在2018 - 2020年，单吨LIPF6的价格维持在约100,000元。 LIPF6的成本较低且性能相对稳定，已成为主流可溶性锂盐。 在下游安装需求中高速增长的背景下，LIPF6市场的供应不足，原材料和流行病的瓶颈和流行病的影响也被叠加。 根据 的数据，截至2021年12月15日，LIPF6达到550,000元/吨，比年初的107,000元/吨增长了400％以上。 由于在短期内对市场LIPF6的市场容量投资有限，因此将来它将继续上升。 预计2023年之前的LIPF6价格将保持高位。 GGII预测LIPF6的价格预计将超过60万元/吨。 在高LIPF6价格的背景下，LIFSI的经济逐渐出现，预计将加速替代新的锂盐Lifsi。
电池高镍化和LIFSI成本降低有助于LIFSI需求量。 new with Lifsi can the of and , and can also such as , high , etc., the life, and to to play a Flame . , with the in the high of power and the cost of LIFSI, the of Lifsi is to . that the of high- LIFSI in 2025 is 10%, the for Lifsi of high- will reach 47,000 tons, and the rate of 5 years in 5 years in 2020-2025 132.5%.
The of Lifsi is about to usher in the , and the 's . At , the of LIFSI is in the hands of , , , , and New . The total is about 6,500 tons. Among them, for 40 % of The ; is in South Korea's and , with a total of about 1,000 tons. With the in the for LIFSI in the , have begun to the LIFSI . God -free , , and have all a 10,000 -ton plan. At , most of the LIFSI under and will be put into in 2023-2025. It is that my 's LIFSI will 110,000 tons by 2025, an of more than 1,000%over the .
Godci (HFSI), and the has the in the cost of Lifsi. It from the chain cycle and cost . The is to be . have added 60,000 tons of HFSI , to about 55-60,000 tons of LIFSI . The is to the in LIFSI costs. In , , as the of the , fully the in the chain in terms of , and a - -ion group. The " of 400,000 tons of acid " is in an in this cycle. While some raw for Lifsi, the cost of Lifsi and tail gas is , and the of costs and . the core key raw of the main of the main , will build a chain and cost . It will and the 's and in the . It is to be .
3.4. : Big help rates, and the moat
3.4.1, the of is , large help rate
As a key for power , can , the rate of in the in , the of and the cycle life. The -ion fills and the of ions and , which the of the to be a of ions and . Most of the are metal or metal . They are or . The is poor and must be added to the . , the and of the , the gap, or even has some , and no in the , so it is to add the in the 过程。 In order to that the has a good and , a of agent is added the of polar . In the , the , the and the , to micro to the of the , the rate of .
are used black, , VGCF (gas - fiber), , and . Among them, black, , and VGCF are , which form, , or line ; and are new , of which is , of which is , of which is , of which Nano tube forms a line , and forms a .
The in the " " of the agent in the , that is, when the does not add or adds a small of agent, the build an . When the of is to a value, the can be on are in the of the to the of the pole . After that, the of the agent can not the of the pole . the new is more in line and , it can more the of the of the pole , the of in the pole材料。 to the Nano-Share , the of black agent is about 3%of the of the , while the of new such as and can be to 0.5%-1.0%.
As a tube , can the of the polar tape, the loss of use and its life . In , to , have , , and , so that they good and ion the cycle, the cycle life of the :
(1) of : The of forms the basic unit in the micro form of a . This is . ; are to long and fiber, and its fiber can form a in the . ; in , have a dual - , which can ;
(2) The of : have and can heat along the of the tube. Its good also helps heat , , the high and low of the , ;
(3) : have high and great . After , the polar tube has high , which can the by in the of the the and . 生活。
are in terms of , the is still based on such as black and . to GGII , in my 's in 2020 for 80%. As a new , are high in the in the . The price is the main to the of early to black into the of power . to the and , the pink of and SP in 2018 are 45.5 yuan/ton and 56-65,000 yuan/ton. 。 In , the need to be into a and then into the , so the cost of the use of is much than that of black. the of less in is less than that of black, but due to the high unit price , still need a of on the use of .
Large and high - poles+ -based are . In order to the of , high pole and are to the , but the heat of poor and the rate of high the of power . 测试。 with and soft bag , the has a , high for the of , and the of good heat of can to a . The , so the has in the of high - and . In , with small , large have high and low -cost , and the large -scale trend of is clear. The of large will the in the chain to , while the of high and -based .
Due to the , and of the , the high - pole+ -based trend by the of large will give birth to the : (1) the of It can make up for with poor of high - and -based ; (2) High of the , and the pole after have high , which can the -based in and . In the , the SEI layer by the of is off, the cycle life; (3) Since the has , it helps to heat the , which can make up for the high and Poor ; (4) on its high long ratio and dual , the can the of the ; to the of and , the of ion . In the , with the of large and the of , with are to the of black. GGII that the of in the in 2025 will for the up to 55%.
3.4.2. The core of and , the 's ,
the have high for , the nanot is high, and the CR5 is close to 90%. As a that meets the need for power , the not only the to have high long ratio, and other , but also the of . High . At the same time, have for the of the , their , , , and . The is . to GGII , the top three in my 's pipe in 2020 are , Jiyue Nano and Kabot ( ). The share is 32.3%, . 23.8%and 19.6%, CR3 and CR5 were 75.7%and 89.2%, , and the was high.
and are the core steps and in the of pipe . The key step of the is the of , the of on the , and the and of the will the of the in the . In the early days of the of , in the form of . , the nanot is than the area and the long ratio, it is prone to . In the . , in the of , are first in to make pipe and then used. are for .
The by can the of , so as to three core pipe , , and . 's "Batch Batch Batch Batch Batch Batch of the of the of Nano " the of of in . The right to use the right to use has laid the of the 's first - . Since the of the first of pipe , it has been by the of at the . The - is with . Under the of this , the of the is by the size of the , and the of the that grows can be , so the is large. The third - by by , in to the long ratio of to the , at the same time the of the . The metal in the nanot are low and the is .
and has an to build a moat, and the is the core . In to the , also has more in . In order to a , uses a of high -speed , mills, , and . , are into in the form of , and and are . The - ratio ( and ratio) of and the of are the core that the of . The the of the tube, the the , and the the . At , the of the - and third- in is in the in China. At the same time, has a new of every 2-3 years based on its and . 竞争力。
's has the , and the of the in depth is . At , the has an of 2000 tons of and an of 30,000 tons of pipe , and other in the same in China. With the rapid of the for high - poles and poles of power , the rate of tubes will . In order to meet the for , plans to . From the of new in the , the new in the comes from " of 300 tons of nano - and 2,000 tons of , 8000 tons of ", " and borne and "," "and" of 8,000 tons of pipe line ", when the is fully , it is that pipe in 2027 years The will reach 106,000 tons. After years of , has a brand , level, and in the of and . ATL, AVIC , Yiwei , and other first -class have long -term . , which binds , is to the size after the is and the 's city. rate.
4. parts: for large , open the space of parts
4.1. Big are broad, and the parts of are
The of the the shell and top cover of the . The of parts for 10-16%, which is one of the part of the . As a shell, parts play a role in , , , fixed , and . , as a key of , parts need to have the of high size , high , and high .
to the , the parts to , and soft bag are parts, , and films. Or shell.
As a for the in the cell and the outer life cycle, the shell is an part of the shell. The of are . They are into 18 , 21 , 26 and 46 to the size. The of is low, and the model is .
The top cover ( valve) is used for power -off and when the is to in the . It is an of high - such as . The top cover of the of rings, -proof , steel hats, rings and . The of each is as : (1) ring: the valve, which plays a and The role of shell and valve; (2) Steel hat: at the top of the valve, used to the of -proof and packs; (3) -proof : The of the film, the in time when the of the the value, and the of the , -proof .
The of large will the for , and the CAGR of 2021-2025 32%. Based on the for power , rate, and the cost of shell/top cover in Times, and the sales in Times the size of the power . The cost of /top lids in the year is about 723 yuan, and the sales of the Times were 11.84GWh in that year. It is that the price of in 2017 was about 61 yuan/GWh; The in is that the unit price of power fell by 7.5%; in the case of , the value of the parts in 2017-2025 fell by 7.5%. The of the will reach the space of the of the power in 2025, which will reach 11.77 yuan, an of more than 200%from 2021, and the CAGR of 2021-2025 32%.
The trend of large has a in the cost of unit , the of parts and the in the chain. from the of the , the of parts is to . the , , and of the power has high for the , , and of the of the power , the of the parts of the power must the and . Later, the will no the , and the part