2023新能源电池材料发展概览报告--甲子光年.pdf-solarbe文库

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出品机构甲子光年智库发布时间2023.5 目录 Part 01新能源与新材料P02 Part 02HJT电池新材料发展趋势P06 Part 03钙钛矿电池新材料发展趋势P17 Part 04锂离子电池新材料发展趋势P28 Part 05氢燃料电池新材料发展趋势P41 新材料需要下游行业需求带动下游应用催生多元化新诉求，新材料发展要求“高景气产业高技术壁垒”。 p当前，中国面临着复杂的发展安全问题，同时也处于发展高端制造的战略机遇期。 p发展新材料是成为制造业强国的关键，是摆脱关键材料与技术瓶颈的重要途径，也是寻找经济发展新动力的理想突破口。 p新材料的发展需要长时间导入周期和高额前期投入，需要经过“材料开发-产业化-客 - - 产，需要10年的时间。图新材料及相关行业的生命周期短期材料导产品构动 ¡¢ 中期£ 需⁄的¥ƒ§currency1材料 “的 ¡¢ 长期关«材料‹› fi，fl 产业长期currency1–‹†‡的要⁄ 新材料发展示意图新能源发电侧与用电/储能侧 “双碳”战略目标下，新能源领域的新材料应用将迎来长久的高景气周期。关注“发电储能”两侧的新材料应用进展发电侧储能侧（部分）实现双碳目标的过程中，发电量总量逐步提高，同时风电、光伏、核电的占比要稳定提升。当前光伏发电量占比仍然很低，未来三十年发展空间大。 5· 53¶ ¶2 020 ·‚ „ ¶‚· 2 2”0 » ‰ ¿ 光 2022年全国发电量（单位亿千瓦时）储能电储能氢储能热储能电化学储能机械储能锂离子电池液流电池铅蓄电池抽水蓄能压缩空气储能熔盐储能氢燃料氢燃料电池 86.5 11.8 储能环节以抽水蓄能为代表的机械储能仍然是主流。锂离子电池是电化学储能的绝对主力，装机功率占比约为电化学储能技术的99。 p‹´ˆ˜发¯˘要关«新˙光 ¨ 的材料发展，˜˚fi¯˘要关«¸¨与 ˝料¨的材料发展。光伏电池新能源新材料发展前景评估从价值投资的角度看，在材料性能之外，新材料的评估模型需要综合多方面评估。 p˛ˇ光 ¸ ˝料¨ 新fi 的同，的投是的。 p˜ fiÆ 发展需⁄的ª ， ŁØ材料的Œº 与业化产业发展周期的化æ 2023Q1的¸ ı 。新材料投资发展前景评估模型新材料发展前景评估材料性能市场规模竞争格局商业化节点产业发展周期新材料当前˘ 材料， currency1当前łø业的需⁄œ ，˜ß 面突破，带来ß 好处 currency1 的材料替代Œº 多大未来几年的† 速是什么‰平现状是什么是而美的Œº，还是需要卷成‹卷的Œº先发者是否优势同材料的起时间同；中£ currency1ł 材料的尝验证意愿/验证周期同当前投是是好的时间整个 ø业的供需‰平当前时间是顺周期还是逆周期目录 Part 01新能源与新材料P02 Part 02HJT电池新材料发展趋势P06 Part 03钙钛矿电池新材料发展趋势P17 Part 04锂离子电池新材料发展趋势P28 Part 05氢燃料电池新材料发展趋势P41 光伏电池片的分类产业正在逼近晶硅电池片的极限，新型材料应用助力突破转换率瓶颈。图光伏电池的迭代路线-追求更高的光电转换效率光伏电池晶硅电池薄膜电池多晶硅电池单晶硅电池非晶硅电池化合物电池黑硅多晶PERC P型电池 N型电池钙钛矿PBS CIGS、CdTE TOPCon IBC P-PERC HJT HJT/钙钛矿叠层 TBC HBC 当前主流现阶段光伏产业的 PERC电池量产技术，大流短期 PC 电池 PERC电池的产，年产阶段中长期产产、量产 ¡¢产£⁄ 光伏电池技术迭代方向单结电池组合电池光伏技术迭代路线 HJT与钙钛电池长期的技术发展，材料。图光伏电池的迭代路线-追求更高的光电转换效率量产PERC¥ƒ§currency1 “ «高‹ TOPCon电池步量产 HJT与钙钛矿电池› fi ⁄，fl –†‡的· 电池 “¶‚率„§ ” ，是未来»⁄的‰ 发展 ¿ 阶段 ´ˆ˜¯ ˘˙¨ ˚ 阶段 PERC电池当前产业主流，量产¶化‚率，¥ƒ§currency1¸ 阶段三 PC 、 “‚率能§currency1 ˝˛ 8，目前量产§currency1 ”.5，仍ˇ升空间阶段 P´· · “‚率 ” ，当前中¡ 的‚率，力„ 1 年 16年年 5年年组合技术单结晶硅 · 电池的 “¸ 电池的量产¸ 当前主流水技术演进，降本增效 ‹´ˆ光重关«尚处导入期的 HJT异质结电池钙钛矿电池 HJT电池的优势合晶硅与晶硅，HJT 电池将来期的。 p根据光龙头隆ª绿fi的公ˆ，ı自˘研发的HJT¨实验室已经fi够达到2.·¶，威股份˜25.‚，精简的工艺产线和低fi耗，HJT 的优势开始¢现。 pHJT工艺同，生产线与统PERC/TOPCon也大同，˜ 未放之前，具备成‹优势。能 PERC TOPCon HJT “‚率¸ 24.5 28.2 27.5 量产产 ‚率23.5 24.5 24.5 产非常成熟比较成熟，高度复用 PERC产线技术爬坡中，需要新建产线主要 Æ 量9-12 12（与PERC类似）4-6（工序很少）电池 ˙0.84元/W 0.91元/W 1.08元/W ª 比当前成本最低，但转换效率难以提升效率提升，但工序复杂，非硅成本高效率高，生产工艺温度低，但产线设备投资大晶硅薄化单光能 PI 能图1HJT电池的性能优势电池 ŁØ 年 ¡¢产Œ 电池 ŁØ ”年º 量，currency1 年率 Ł„§ 以。图2性能优势将推动HJT的渗透率上升 HJT电池结构与成本构成用 ¡¢£的HJT⁄¥，硅片与ƒ§ 材料currency1 的“要«currency1‹›。 p由于HJT¨工艺和构的同，是双面currency1称构，叠加¨制备需要低温工艺，银浆的成‹要¢著高于统P˙¨和TOPCon¨。 p从–‹提‡的角§ ， –低整耗和化过中的浆料成‹，是从材料面动HJT ¨ 化的˘要途径。电¸ P˛ æ ˛ æ ı ˘ C ˛ æ P˛ æ C 电¸ łø œß C 网印刷图HJT的制备工艺情况图HJT电池片生产成本硅靶材 5 折旧 6 其他 18 组 ¡¢/£ HJT电池产业发展现状多fifl 在–†‡· ¶‚产，„游的材料fl ”在»极合。 HJT产业链 HJT薄硅料 ⁄¥ƒ材料§currency1中¥电池 §currency1 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 爱康科技东方日升华晟新能源华润电力华耀光电海泰新能腾辉光伏明阳智能水发能源国晟能源太一光伏三五互联金刚光伏国润能源宝鑫科技隆基能能源合 HJT产能“« G£ 图目前国内HJT新建与规划产能（不完全统计） ‹ ›HJTfifl量 G£ –¥†‡· ¶‚ ⁄机„” TC»中 ‰ 能¿ ‰ 技 ´ˆ˜¯ ˘˙光伏¨ ˚¸ ‚ ˝合材料 ˛ 新能¿ ˇ方光伏电 currency1‡光伏光伏 § HJT光伏组件的材料发展方向 HJT电池片新材料应‰ “ ¿‡ ”。 pHJT¨ 制备工艺的大 ˜于温§ 为TCO 导的加入，温§大于250 ，材料， ¨ ‡。 p低温工艺需 Ø高温过导的， HJT¨也大的化力，为–低成‹提供多 fi 。硅 –低料“ 与成‹ ˘要过硅片实现 HJT¨需要低温制备 “国产 “ –‹ 光 ¡杂工艺 ¢£⁄¥ ，TCO 电池片目 PERC PC 过程烧† 硼烧† 温 85 ℃ 9 ℃ 拟§设电池«目 fi 年中¡ 搭§，产能1 ƒW，目标‚率 8 钙钛矿电池协鑫光电光能 1 ƒW全研发跑通， Ł5年内§设条 W¨产同时光伏幕墙⁄§筑光伏解决案 1 ƒW全研发跑通钙钛矿˜HJT叠钙钛矿叠的成‹ 目录 Part 01新能源与新材料P02 Part 02HJT电池新材料发展趋势P06 Part 03钙钛矿电池新材料发展趋势P17 Part 04锂离子电池新材料发展趋势P28 Part 05氢燃料电池新材料发展趋势P41 新能源汽车与储能用电池需求储能与新能源汽车迸发超需求，储能/动力电池前景广阔。 p˛ˇ ˜ ， ƒ§于的突破，验的稳定fi步，新fi 的渗透» †长，动力¨¥机大†。 p˚fi 面，力发与光发的¥˙ » ，总发 †长，光发 ı间Æ 周期 “机的特， currency1 整的安全和供稳定造成威，需要备˚fiª统，力的地˚，˜国¸ 面提‡绿 fi ¯ 。图1动力电池与储能电池装机量（GWh）图2新能源汽车销量（万辆） 1 6 1 1 1 ˝ 5 689 4 4 5 12 26 5 1 15 5 1 ” 5 6 ˝ 8 18 19 1 销量率 56.9 6 . 88.5 1 9.5 1. .” 5.6 ” 59.” 5 1 15 5 18 19 1 ›力电池储能电池电池的选择常见二次电池，锂离子电池综合性能仍具˚ ª 。 p 前 Ł的 †¨，¸离子¨ 着工作Ø高 fi Œ§大 ¸ 寿命长高º»放 fi特。 p¨†时， fl材料中的¸脱出来，过 fi入到 fl 中；¨放时，¸离子从 fl 中脱出来，过 †到 fl材料中。 p从材料成‹ ，当前¸¨的 fl材料¯ 高， “着2023Q1的æ ¸ £ ， fl材料成‹¯ ‡£–。图表锂离电池vs‰二次电池图锂电池的工æ原理与成本结˘ 锂电池铅电池电池氢电池作电 - ¡ . 1. 1. 能量密 - 5 6 ˛8 循环寿命 5 5 ª‰ 速电、功电价格低，技术支快充，价格便宜支快充，能量密高，循环寿命 ‰ 不„快充，能量密低，大 ˇ记忆‚ ，能量密低 ˇ记忆‚ ，充放电‚率差极极膜电液¡ 锂价波›，变化明