成本仅为典型阴极材料1%—2%！美国科学家开发出第5种电池阴极材料有望在电动汽车实现商业化【附锂离子电池技术赛道观察图谱】

  随着全球对清洁能源和可持续发展的日益重视，电动汽车作为减少碳排放、推动绿色出行的关键力量，正迎来前所未有的发展机遇。然而，电动汽车对锂离子电池的成本敏感度极高，这在某些特定的程度上限制了其市场普及率。

  据前瞻自研的新能源汽车产业大数据系统分析，在电动化时代，核心技术聚焦于上游电池制造环节，其中电机、电控、电池所构成的“三电系统”成为决定整车成本的关键要素，合计占整车成本约50%。这使得清洁能源汽车比许多内燃机汽车更昂贵。

  在电池的核心组成部分中，阴极材料的选择必然的联系到电池的容量、单位体积内的包含的能量、效率及整体性能、寿命和成本。传统上，电动汽车广泛采用的氧化物阴极材料依赖于稀缺且昂贵的镍和钴元素，这些资源不仅开采成本高，还存在一定的环境风险。而《自然可持续性》杂志最新一期报道的一项研究成果，则为解决这一难题提供了全新的思路。

  该研究团队成功开发出一种革命性低成本阴极材料氯化铁，其成本仅为典型阴极材料的1%2%，却能实现相同的电量储存能力。意味着在不牺牲电池性能的前提下，可以明显降低电动汽车及锂离子电池的生产所带来的成本，极大地改善电动汽车市场以及整个锂离子电池市场。

  氯化铁阴极材料仅由铁和氯两种常见且价格低的元素组成，分别广泛存在于钢铁和食盐中，储量丰富，易于获取且价格低。这不仅解决了原材料成本高昂的问题，还从源头上降低了对环境的潜在威胁，符合可持续发展的核心理念。

  截至目前，只有4种类型的阴极材料成功商业化应用于锂离子电池。新开发的阴极将是第5种，代表了电池技术的一大进步：全固态锂离子电池的开发。据研究团队透露，这项技术或能在不到5年的时间内在电动汽车中实现商业化。

  锂电池行业上游的原材料最重要的包含正负极材料、电解液、隔离膜等。其中，正极材料是锂电池最为关键的原材料，直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化，同时也是锂电池成本占比最高的材料，约占锂电池电芯材料成本的40%左右。

  美国佐治亚理工学院领导的多机构团队开发出锂离子电池革命性低成本阴极材料氯化铁，该技术处于锂电池产业链上游环节。

  锂电池电芯集成方式的革新是锂电池的重要结构创新，例如CTP(Cell To Pack)即跳过标准化模组环节，直接将电芯集成在电池包上，提高单位体积内的包含的能量。

  目前，锂离子电池面临着安全性差的问题，固态电池可在安全性、能量密度、温度范围等方面突破锂离子电池的局限。

  根据国家统计局发布的数据，2015-2023年我国锂电池的产量一直增长。近年来3C产品对锂电池需求量的稳定增加，以及随着新能源汽车的市场规模逐步扩大和储能电池需求的增长，我国锂电池产量规模逐年扩大。2023年，我国锂离子电池产量为245.28亿个，同比增长25.57%。

  2020年我国在联合国大会上明白准确地提出二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和，在2021年内两会上“碳达峰”“碳中和”被首次写入政府工作报告。由此看来，新能源行业在未来将展现出较大的发展的潜在能力，锂电池作为储能电池的主要应用形式，有望在未来展现出较大的发展的潜在能力。GGII预测我国锂电池行业市场规模2030年前将会以26%左右的增速扩大。

  根据前瞻产业热力图显示，目前锂电池关键技术强相关的城市集群大多分布在在华中、长三角和粤港澳大湾区，尤其是广东省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于锂电池研发，成为潜在的锂电池技术发展中心。根据热力图的分布粤港澳大湾区有极大的可能性成为锂电池技术的先导区域。着重关注广东省深圳市龙华区、广东省东莞市、广东省深圳市宝安区等地的相关企业，以及这一些地方对锂电池产业高质量发展的投资环境和潜力市场。

  更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国锂电池行业深度调研与投资战略规划分析报告》

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