电动汽车动力电池成本分析
就一起分析一下高压电池的成本构成。
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动力电池概况
q电池包概览
电池管理系统
q电池包成本明细
电池模组
电池包总成
电芯
如上是一个电池包的成本构成, 电芯的成本在电池包中所占比重 最大,本文将详细分析电芯的成 本组成结构
动力电池电芯类型
Li-NMC Battery
Cylindrical 圆柱
Pouch 软包
电解液
Commercially Available
LiPF6 价格趋势
Forecast
技术掌握在日韩 企业,价格稳定
技术屏障被中国 突破,价格急剧 下降
新能源车爆发,供 应不足导致价格快 速上涨
供需逐渐平衡,价 格随之下降
雪佛兰bolt电芯基本信息
我们以雪佛兰bolt为例来分析电芯的成本构成
电芯参数
混合
碳硅化合物
材料/工艺---电解液
化学合成
LiF PF5 乙腈
High P, low T rxn Li(CH3CN)4PF6 离解
blending
EC: ethylene carbonate DMC: dimethyl carbonate
IP of electrolyte manufacturer and suppliers
我们可以通过一些网站查到正极材料的价格,但为了验证正极材料价格随着原材料成本(金属)市场趋 势而变化,我们还需要分离提取出工艺制造成本,因为一定时期内在没有工艺或设备巨大改进的前提下制造 费用基本上是不变的。通过对工艺制造成本和材料成本进行定向成本分离,我们得出了固定工艺成本,并以 此按照原材料(金属)的价格推算出的2017年正极材料的价格。
在我们的采购合同中,经常会约定按照某报价网站的金属原材料价格的变动,按季度调整采购价格,这 正是提取和分离工艺制造成本的意义。
电芯材料-金属价格走势
103.75
14.95 330
770
49.32
13.8
材料/工艺--负极材料
开采石墨
研磨,提纯
当前负极材料
电池级石墨
硅 焦炭
破碎,研磨
硅粉
下一代负极材料
高压电池
6
q Electric Rear Axle Drive
后驱动电机
3
q Electric Front Axle Drive
4
q eMotor Front Inverter
新能源车与 传统车相比了增加了电池,电驱
前驱动电机
电流转化模块
(电机),电控等零件,即我们通常说的三电。
而高压电池是其中价值最高的零件,今天我们
是Ni9Co0.5Al0.5
承接上页,电芯的成本中材料 成本比重最大,材料成本中又 以正极材料占比最大,且正极 材料价格波动较大,锂,钴, 镍等金属价格波动,既有市场 供需关系的反应,也有热钱炒 作的因素。因此我们会随时关 注正极材料相关金属的价格走 势,以便及时反映到电芯价格 上。
雪佛兰bolt电芯原材料成本比例
BOLT动力电池正极化学 体系为NCM622, 可以看 到正极材料的成本占整 个材料成本60%以上。 而现阶段正极材料升级 换代为NCM811后,这 一比例会降到58%以下。
Prismatic 硬包
以上是目前动力电池电芯的三 种常见形式。 要分析电芯成本,我们先从了 解电芯制造工艺和原材料谈起。
电芯成材料搅拌
涂布
烘干,溶液回收
压实
加注电解液
装壳密封
电极焊接
静置
补充电解液
静置反应
叠片/卷绕
分割
Module Assembly
Pack Assembly and Test
制造商
LG Chem
类型
软包(Pouch)
卷绕工艺
叠片形式
正极材料
NCM622
负极材料
石墨
隔膜
PE(10um)
隔膜涂层 Al2O3 ceramic(5um)
正极箔片
20um铝箔
负极薄片
14um铜箔
电解液
LiPF6
电解液溶液
EC+DEC+EMC+PC+Li FSI
电芯case
铝塑壳
电芯容量(Ah)
60
电芯容量(Wh)
220
电芯电压
3.7V
电芯重量
0.832kg
电芯长度
261mm
电芯宽度
97mm
电芯厚度
13mm
电池包
模组
电芯
雪佛兰bolt电芯成本分析
外购件
原材料
制造费用
Mark Ups
成本的组成离不开原材料和工艺,我们建立了 详细的成本计算模型来计算原材料用量,以及 各工艺制造费用。
雪佛兰bolt电芯成本比例
雪佛兰bolt电芯制造成本比例
电芯价格
电芯价格分析(RMB/KWH)
左图是针对不同的三元正极材料 (硬包电池)计算出的电芯单位 电量价格,希望能给大家一个较 直观的认识。 因为NCM811材料能量密度大, 但原材料又相对便宜,因此电芯 价格优势明显。长远来看,如果 锂电池基于现在的三元体系不变, 那高镍低钴必是主流路线。实际 上国内在三元材料在高镍低钴的 路上已经落后于松下。目前国内 NCM811材料也刚刚与今年开始 小批量生产,反映在整车上,最 早也是2019年甚至2020年,而 Tesla Model3的电池原材料已经
Co Salt
LiCO3
Or
LiOH
盐/碱
功能:
Co: 稳定结构 Ni: 增加能量密度 Mn: 改善安全性和稳定性
Ni0.8Mn0.1Co0.1(OH)2
LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2
三元前驱体
三元材料
v 以上材料为计算电池正极材料成本所需关注项。
正极材料制造成本提取
建立正极材料制造成本的推算过程。
电芯全周期工艺过程概览
三元材料 镍,钴
炭黑,粘 结剂等添
加剂
铝 箔
为了深入分析电芯成本, 我们研究整理了电芯全周 期的工艺过程
锂 锰 铝
Cell Process
隔
铜
膜
石
箔
墨
电解液
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材料--正极材料
Ni Ore Mn Ore Co Ore
Li Brine
矿石/盐
Ni Mn Co
Li
金属
Ni Salt Mn Salt
动力电池成本分析—红海蓝海,危机转机
历年汽车销量(2005~2018)
汽车总销量VS新能源车销量
新能源汽车销量(2016~2019)
新能源汽车补贴政策2018vs2019
红海vs蓝海
电动车核心部件示意图
1
q On Board Charger
外接充电模块
2
q DCDC
高低压转化模块
5
q HV Battery