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动力电池行业:中国动力电池发展历程、技术进展与前景展望
清华大学·2024-10-07 14:16

报告行业投资评级 无相关内容。[无] 报告的核心观点 电动汽车应用与安全电池 - 动力电池比能量从100Wh/kg提高到300Wh/kg,成本从大于4元/Wh下降至低于0.5元/Wh [3] - 开发长寿命智能膜电极,实现全生命周期负极电位监测,电池容量保持率达94% [39][40][41] - 提出电池热失控的顺序、乱序和同步三种特征模式,并开发气-固两相流模型进行精准模拟 [16][17] - 采用隔热+冷却方法,可调节热流,实现对高能量密度电池组热蔓延抑制 [18][19] - 三元CTP麒麟电池系统采用高比能量三元电池,使电池系统比能量达到250Wh/kg,续航达到1000km [22][23] 人工智能革命与智能电池 - 开发基于AI模型的电动汽车电池状态估计平台2.0,实现安全预警和SOH估计 [33][36] - 建立中国电池设计软件工具链,覆盖虚拟建模、短/长期性能仿真、型号自动设计 [29] - 开发电池智能制造设备,实现PPB级别产品缺陷率、TWh级别超大规模高质量交付能力 [30][31][32] 材料体系创新与固态电池 - 2025年目标为200Wh/kg和400Wh/L,确立主体固态电解质;2030年目标为300Wh/kg和600Wh/L,优化固态电解质体系 [45][46][56] - 2030年目标为400Wh/kg和800Wh/L,发展高比容量硅碳负极;2035年目标为500Wh/kg和1000Wh/L,发展高比容量锂金属负极 [57][58][65] - 2035年目标为500Wh/kg和1000Wh/L,发展高电压高比容量富锂正极;2040年目标为700Wh/kg,发展锂硫和锂空气电池 [58][66] - 建立中国全固态电池产学研协同创新平台(CASIP),推动全固态电池技术创新 [67][68] 根据目录分别进行总结 1. 发展历程 - 动力电池比能量从100Wh/kg提高到300Wh/kg,成本从大于4元/Wh下降至低于0.5元/Wh [3] - 动力电池经历了30年的创新周期,从1990s的锂离子电池到2000s的三元和铁锂电池,再到2010s的电池管理系统和AI大模型,最后进入2020s的半固态和全固态电池 [5] 2. 技术进展 2.1 电动汽车应用与安全电池 - 开发长寿命智能膜电极,实现全生命周期负极电位监测,电池容量保持率达94% [39][40][41] - 提出电池热失控的顺序、乱序和同步三种特征模式,并开发气-固两相流模型进行精准模拟 [16][17] - 采用隔热+冷却方法,可调节热流,实现对高能量密度电池组热蔓延抑制 [18][19] - 三元CTP麒麟电池系统采用高比能量三元电池,使电池系统比能量达到250Wh/kg,续航达到1000km [22][23] 2.2 人工智能革命与智能电池 - 开发基于AI模型的电动汽车电池状态估计平台2.0,实现安全预警和SOH估计 [33][36] - 建立中国电池设计软件工具链,覆盖虚拟建模、短/长期性能仿真、型号自动设计 [29] - 开发电池智能制造设备,实现PPB级别产品缺陷率、TWh级别超大规模高质量交付能力 [30][31][32] 2.3 材料体系创新与固态电池 - 2025年目标为200Wh/kg和400Wh/L,确立主体固态电解质;2030年目标为300Wh/kg和600Wh/L,优化固态电解质体系 [45][46][56] - 2030年目标为400Wh/kg和800Wh/L,发展高比容量硅碳负极;2035年目标为500Wh/kg和1000Wh/L,发展高比容量锂金属负极 [57][58][65] - 2035年目标为500Wh/kg和1000Wh/L,发展高电压高比容量富锂正极;2040年目标为700Wh/kg,发展锂硫和锂空气电池 [58][66] - 建立中国全固态电池产学研协同创新平台(CASIP),推动全固态电池技术创新 [67][68] 3. 前景展望 - 高比能全固态电池与低成本、长寿命理离子电池对中国动力电池产业同等重要 [70] - 电池回收再生、绿电比例提升等技术可以实现电池生产制造全生命周期近零排放 [71][72] - 动力电池产业向可再生能源丰富的西部地区转移将是中国电池产业发展的重要选择 [73]