从农业文明起,人类陆续经历了生物质能时代、化石能源时代,而今我们已步入以风光电氢为代表的可再生能源新时代。高鹄资本作为中国领先的新经济投行,长期关注能源革命带来的产业变革机遇。在深入产业链调研与分析后,高鹄团队推出新能源产业专题系列研究,将就电池、光伏、氢能、储能等重点能源赛道陆续输出我们的洞见与思考。
作为新能源专题系列研究的第一篇,本文将主要分享我们对于新一代电池材料技术的观点,包括五种新材料的基本概况、技术前景、产业应用情况以及整体投资建议。高鹄团队希望借此文与产业内的企业家与投资人进行交流,也期待后续的系列文章能够引发大家更多的共鸣与思考,从而产生更深入的探讨。
前言
电池是新能源汽车的“心脏”,也是我国达成双碳目标的关键。随着技术迭代、成本降低,电池的能力边界在逐步扩大,正持续开辟储能等新场景。但目前阶段,电池性能仍有广阔的提升空间。“一代材料、一代产业”,底层材料创新是驱动电池产业发展的重要动力之一。高鹄团队重点关注电池正极、负极、电解质等领域的新一代材料,以及由此衍生的投资机会。
根据公开资料,宁德时代、比亚迪、欣旺达、国轩高科、蜂巢能源等动力电池巨头均在积极布局新型电池材料,包括固态电池、钠离子电池等。另一方面,该领域的创业公司百花齐放,多种技术路线齐头并进。行业正迎来爆发期,如何把握其中的投资机遇?
高鹄团队认为,电池领域创新的两条主线是提升能量密度和降低成本,同时需综合考虑循环寿命、安全性等多个维度。鉴于对这些维度的思考,未来5-10年内,固态电解质、磷酸锰铁锂、富锂锰基、硅基负极、钠离子电池等新型材料的商业化应用将具有极大潜力。
下游丰富的应用场景将衍生出多样化的需求:固态电解质、富锂锰基等高比能的材料有望率先在高端电动车等场景落地;而钠离子电池等低成本的路线则有望满足电动两轮车、储能等场景的要求。因此高鹄团队判断,未来电池领域将会呈现多种技术路线共存的局面。
接下来,我们将从电池基本原理、优劣势、发展路线及未来机遇与挑战等方面,分别对这五类新型电池材料进行研究分析。
一、固态电池
顾名思义,固态电池的电解质为固态,而传统锂电池使用液态电解质。传统的液态锂电池被称为“摇椅式电池”,摇椅的两端为电池的正负两极,中间为液态电解质,锂离子在电解液中迁移,来完成正负极间的穿梭,实现充放电。而固态电池与传统锂业态锂电池在工作原理上并无本质区别,只是在固态电池中锂离子迁移的场所转到了固态的电解质中。
但两者相比,固态电池具有以下优势: