結(jié)構(gòu)性過剩體現(xiàn)在兩方面，一是產(chǎn)品類別上，截止到2016年年底，我國動力電池總產(chǎn)能約63GWh，其中三元電池產(chǎn)能25.5GWh，占比約40%，這一比例到2017年有望提升至47%。在三元優(yōu)勢逐漸確立的大背景下，磷酸鐵鋰的產(chǎn)能將長期處于過剩狀態(tài)，預(yù)計未來幾年內(nèi)將有落后產(chǎn)能退出市場。二是在市場結(jié)構(gòu)上，市場競爭力較弱的低端產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，位于頭部的少數(shù)龍頭則處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。從產(chǎn)能利用率角度觀察，2017年CATL的產(chǎn)能利用率接近90%，比亞迪的產(chǎn)能利用率超過40%，行業(yè)平均水平則只有30%左右。

動力電池發(fā)展方向：能量密度是撬動性價比的支點

在新能源汽車推廣過程中的兩個主要問題：一是與化石燃料相比，電池相對低的能量密度，汽油的能量密度高達(dá)12000Wh/kg，現(xiàn)在較先進(jìn)的動力電池單體能量密度約250Wh/kg，僅有汽油的1/40，這導(dǎo)致的主要后果是普通電動車?yán)m(xù)航里程遠(yuǎn)低于燃油車，催生消費者的“里程焦慮”;

二是與內(nèi)燃機驅(qū)動相比，相對高的整車成本，燃油車經(jīng)過上百年的發(fā)展，其發(fā)動機的制造工藝成熟，成本控制也較好，動力電池的產(chǎn)業(yè)化時間仍然較短，當(dāng)前成本很高，據(jù)BNEF統(tǒng)計，截至2017年，美國中檔燃油車的動力系統(tǒng)成本約5500美元/套，動力電池成本則高達(dá)12000美元/套，盡管電動車的使用成本有優(yōu)勢，但電池造價的巨大差距導(dǎo)致目前電動車的經(jīng)濟(jì)性仍然較差。

價格持續(xù)下降是電動車替代燃油車的基礎(chǔ)

電池價格下降、實現(xiàn)電動車經(jīng)濟(jì)性平價是推動電動車替代燃油車的基礎(chǔ)。據(jù)測算：對于某些年行駛里程較高的應(yīng)用場景，當(dāng)前的電池價格已可以滿足使用全成本平價;對于中檔車而言，動力電池系統(tǒng)價格降至1元/Wh時，大眾消費者可以實現(xiàn)使用全成本平價;隨著電池成本的進(jìn)一步下降，一旦低于0.7元/Wh，電動車的購臵成本可以和同檔燃油車競爭，使用全成本則明顯低于燃油車，屆時電動車將在脫離政策支持的環(huán)境中加速替代燃油車。

從動力電池短暫的發(fā)展史中可以看出，動力電池成本下降的速度非常迅速，從2010年至今，動力電池系統(tǒng)的價格從1000$/kWh降至2017年的209$/kWh，年復(fù)合降幅達(dá)20%以上。國內(nèi)動力電池的價格也在快速下降，據(jù)《2018中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》的研究，2013年國內(nèi)鋰電池單體的價格高達(dá)3.2元/Wh，2018年有望降至1元/Wh，2025年有望降至0.55元/Wh。

動力電池價格下降將帶動電動車的銷量和鋰電池的年需求。BNEF預(yù)計到2030年全球動力鋰電池的需求有望超過1600GWh，是2017年需求量的25倍，其中電動車需求接近1300GWh，電動大巴的電池需求接近270GWh，儲能電池的需求接近70GWh。

提升電池容量是改善電動車性能的前提

能量密度低的缺點可以通過增加電池容量來緩解。純電動車根據(jù)續(xù)航里程的長短分為低端(小于250km)、中端(250~380km)和高端電動車(380km以上)，純電動車的續(xù)航里程由汽車攜帶電量決定，一般而言，1kWh電量可以驅(qū)動汽車行駛5-7km(或者3-4英里)。

2010年電動車剛剛推向市場時，市場主流產(chǎn)品的帶電容量僅有24kWh，續(xù)航里程不足200km，“續(xù)航里程焦慮”成為阻礙消費者選購電動車的一大難題。隨著電池成本的快速下降以及能量密度的提升，汽車攜帶的電池容量穩(wěn)步增加，續(xù)航里程也隨之增加，目前300km以上的產(chǎn)品已經(jīng)成為主流，特斯拉的高端產(chǎn)品續(xù)航里程達(dá)600km以上，里程焦慮得到極大緩解。

提升電池能量密度是技術(shù)攻關(guān)的主要方向

提升電池能量密度是降本提效的有效手段。由于動力電池的成本主要是原材料，提升電池能量密度可以有效降低原材料的用量和成本。此外，電池系統(tǒng)的重量達(dá)數(shù)百公斤級別，占整車重量的1/3左右，提升能量密度可以有效減少電池系統(tǒng)和汽車整體重量，進(jìn)一步改善整車性能。提升電池能量密度主要通過優(yōu)化活性材料和生產(chǎn)工藝，目前比較確定的技術(shù)方向包括正極材料高鎳化和負(fù)極中引入硅材料。

提高三元NCM正極材料中鎳元素的含量可以有效提升電池的容量和工作電壓，從而提升電池的能量密度。不同比例NCM材料的優(yōu)勢不同，Ni表現(xiàn)高的容量、低的安全性，Co表現(xiàn)高成本，高穩(wěn)定性，Mn表現(xiàn)高安全性、低成本，理論上，提高正極材料中的鎳含量是提高電池能量密度、提升鋰電池性價比的不二之選。

然而，隨著鎳含量的提高，正極材料的穩(wěn)定性隨之下降。由于Ni2+半徑(0.069nm)與Li+半徑(0.076nm)較為接近，在制備過程中容易導(dǎo)致鋰鎳陽離子混排，進(jìn)入鎳空位的鋰在循環(huán)過程中難以脫嵌，導(dǎo)致電池的首次庫侖效率不夠理想，并容易造成材料結(jié)構(gòu)坍塌，由層狀結(jié)構(gòu)向尖晶石結(jié)構(gòu)或NiO型巖鹽相轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致容量衰減、循環(huán)性能和熱穩(wěn)定性降低。

另外，陽離子混排使得電極材料表面鋰析出，表面堿度過高，多余的鋰形成碳酸鋰或氫氧化鋰在充放電過程中分解，使得電池產(chǎn)氣鼓包，安全性能下降。此外，在充電至較高電壓狀態(tài)下，材料表面Ni2+被氧化至Ni4+，其與電解液之間會發(fā)生較嚴(yán)重的副反應(yīng)形成SEI膜，導(dǎo)致離子和電子電導(dǎo)率較低，從而導(dǎo)致倍率性能表現(xiàn)不佳。

由于面臨上述問題，盡管高鎳三元已成為眾多電池廠商的攻關(guān)方向，但距離大規(guī)模推向市場仍需時日。

在石墨負(fù)極中引入硅元素是提高電池容量的有效方法。商業(yè)化的鋰離子電池主要是以石墨為負(fù)極材料，石墨的理論比容量為372mAh/g，而市場上的高端石墨材料已經(jīng)可以達(dá)360~365mAh/g，因此相應(yīng)鋰離子電池能量密度的提升空間已相當(dāng)有限。硅基負(fù)極材料因其較高的理論比容量(高溫4200mAh/g，室溫3580mAh/g)、低的脫鋰電位(<0.5V)、環(huán)境友好、儲量豐富、成本較低等優(yōu)勢而被認(rèn)為是極具潛力的下一代高能量密度鋰離子電池負(fù)極材料。但硅負(fù)極在脫嵌鋰離子時體積變化率太大，并且會導(dǎo)致析鋰反應(yīng)，造成安全隱患，因此目前硅負(fù)極材料的應(yīng)用也未普及。