【新配方登场】明日现货上架
2021 版 LomoChrome Metropolis 大都会胶卷新配方‼️
继深受欢迎的 2019 年配方后，对胶卷研发一直永不止步的 Lomography 现推出 35mm 格式的 LomoChrome Metropolis 大都会胶卷 2021 新配方，一起体验大都会的独特色调带来的精彩影像！
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️ 日光下拍摄时，成像带来最强烈的对比度；在暖色光源下将得到偏黄绿色调；在街灯或较暗光源下可展现偏绿色调
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某猫某咚明天限量现货上架
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封装的核心工序：卷绕更贴合实际，叠片代表高性能的未来
不同的封装形式意味着核心制造工艺的差异化，形成卷绕和叠片两种技术。圆柱电池通常采 用卷绕工艺制作而成，软包电池则需应用叠片工艺，方形电池两种工艺皆可（当下主要为卷 绕）。1）卷绕是将制片工序或收卷式模切机制作的极片卷绕成电芯，原材料按照负极、隔膜、 正极、隔膜的顺序进行卷绕；2）叠片是将模切工序中制作的单体极片叠成电芯，例如典型的 “Z”字形叠片，正负极分别叠在隔膜两面，隔膜以“Z”字形穿行其间而隔开两极。
卷绕和叠片的工艺环节存在差异，使工艺更换将涉及产线的更新与再投资。电芯在卷绕或叠 片前都需要经历搅拌、涂布、辊压等环节，核心差异在于：1）卷绕工艺需要应用制片机和卷 绕机，制片是卷绕前一道工序，包括对分切后的极片焊接极耳、贴保护胶纸、极耳包胶等；2）叠片工艺主要需采用模切机与叠片机，叠片之前先进行模切，将分切后的涂布的极片冲切 成型。工序的差异带来设备的不同，工艺的更换意味着进行产线的更新和再投资。
工艺更换需要对工艺进行严格论证，当下卷绕更符合产业化需求。理论上，叠片工艺制得的 电芯产品在综合性能上优于卷绕工艺，包括能量密度、循环性能及安全性能等方面，主要系 卷绕电芯存在多处弯折区域和集流体焊接区域，内部空间利用率低，并且会有卷绕张力的不 均匀和形变等现象，而叠片电芯界面反应更均匀，活性物质容量能够得到充分发挥。但在实 际应用中，卷绕的生产效率更高，叠片则会面临虚焊、极片毛刺、粉尘等问题，控制和操作 难度更大，需要进一步开展相关设备改进、提升工艺效率。
品质升级的诉求之下，持续优化的叠片工艺逐渐导入。新能源汽车的发展逐渐从政策驱动切 换为消费驱动，对于产品的质量要求提升，体现在动力电池领域，对工艺品质提出了全面升 级的要求。传统的卷绕工艺切合规模量产要求，但叠片对于电芯性能的提升更为明显。随企 业对工艺的精进，叠片工艺开始逐渐导入。蜂巢能源已于 2019 年 4 月率先发布首款车规级 方形叠片电池，其一期工厂应用的高速叠片工艺效率已达到 0.6 秒/片（传统为 1 秒/片），二 期有望提升至 0.45 秒，三期将达到 0.25 秒以超越卷绕工艺效率。蜂巢能源之外，比亚迪的 刀片电池也采取叠片工艺，宁德时代、松下等优质电池企业也有在 2022 年之后导入叠片的 计划。我们认为，对电池品质的高要求将推动叠片技术继续精进。
工艺格局演化之思：先进技术与产业实践的契合是发展关键
全球范围内，不同封装形式电池均有一席之地，但市场竞争力已有差异。2020 年全球动力电 池装机 142.8GWh，同比增长 21%，CATL、LG 化学、松下分列装机前三。从封装类型看， 装机 TOP3 的主营类型不同，CATL 为方形、LG 化学为软包、松下是圆柱。从市场竞争力 看，TOP10 主要是软包和方形电池企业，其中韩系企业聚焦软包，中国企业主营方形居多。短期部分企业为满足下游整车要求，推出其他封装类型产品，如 LG 化学为特斯拉供应圆柱 形电池，并且取得较好的装机量；但长期看，为提升企业竞争力，向更好封装类型切换的动 力提升，如松下已开发出方形产品，避免单一的圆柱业务阻碍发展。
中国区域方形电池为主流，2020 年以来圆柱电池份额有所提升。2020 年中国动力电池出货 量约 80GWh，同比增长 12.7%，其中方形电池占比达到 81%，是主流的封装形式。另一方 面，受益特斯拉国产 Model 3 销量高增，因其搭载 LG 化学三元 811 圆柱电池，因此圆柱类 型出货量占比有所提升，我们预计未来特斯拉 4680 大圆柱带动下有望保持一定份额。分企 业看，中国 2020 年装机 TOP10 中，有 6 家企业主营方形电池，支撑方形装机。
特斯拉与松下的合作使圆柱封装盛极一时。1992 年日本索尼发明锂离子电池，随后选择稳妥 可行的 18650 圆柱电池技术满足消费电子需求。索尼之后，日本松下在 1994 年开始锂电研 发，2008 年收购三洋电机成为全球最大锂电供应商。当镍氢电池因涉及专利侵权而使得丰田 无法在纯电动车上使用该类型后，丰田及松下分别在 2010 年向特斯拉投资 5000 万及 3000 万美元，致力于锂电池系统在动力领域的应用。松下与特斯拉自 2008 年起合作逐渐深入， 并成功将圆柱电池推广到电动汽车：2008 年 Roaster 采用 18650 LCO 电芯，2012 年 Model S 及 2015 年 Model X使用 18650NCA 电芯，直至 2017 年 Model 3 搭载 21700 电芯。独家 供应特斯拉圆柱电芯，松下动力业务跟随特斯拉发展壮大。2017 年松下全球装机约 9.9GWh， 份额为 16.7%排名全球第一。圆柱电芯受到青睐，主要系工艺成熟、一致性强。但圆柱电芯 的劣势在于单体电芯容量小，因此在动力领域需要大量电芯组成电池包，增加管理的复杂程 度。特斯拉匹配圆柱电池包的电池管理系统技术世界领先，未来将推出 4680 大圆柱电芯。
中国新能源商用车的推广使方形成为主流，德系车企对方形的推崇则壮大三星 SDI。中国新 能源汽车的快速发展首先得益于新能源商用车的增长，主要系初期给予较多政策倾斜。商用 车尤其是客车对于动力电池容量要求高，需要数百 Ah，圆柱电池应用难度大，此外软包则在 内部胀气和外部穿刺时容易漏液，而方形封装形状规整、空间利用率高，与软包相比成组难 度小，因此成为首选。2014 年全球份额最大封装形式为方形，且中国动力装机排名前五均为 方形企业。在欧洲，德系车企偏爱方形，主要系车企注重安全，认为方形更符合车规级设计， 三星 SDI 通过与博世合资成立动力电池企业 SB Limotive，成功进入德系车企供应链。三星 SDI 与宝马的合作深度逐渐提升，2013 年成为宝马核心供应商。三星 SDI 在深厚的技术积 淀基础上（1999 年进入电池领域）成长为方形动力电池龙头。
LG 化学技术深厚，新能源车性能提升进入一定的瓶颈期，软包封装的高比能优势将凸显。LG 化学具备化学品和材料基础，在消费类软包电池领域已有多年积淀，研发出世界第一款 阶梯式和六角形软包电池。2009 年现代起亚混动汽车搭载 LG 化学软包电池，2010 年则应 用到通用雪佛兰 Volt，LG 化学合作的车企逐渐增加，至今仍是拥有最多全球优质客户的动力 电池企业，配套的车型数量多。另一边，销量快速增长的日产 Leaf 搭载 AESC 的软包电池， 2014 年 AESC 全球市占率达 16.2%。但此后因特斯拉崛起叠加中国新能源车市高景气，软 包份额开始下降。值得注意的是，应用软包的车企仍然较多，但还需等待相关车型的高景气 到来。随着电池材料体系性能瓶颈期的出现，软包封装的高比能优势开始凸显。工艺的精进 也在改善软包成组效率低、一致性差等问题，软包的导入逻辑持续强化。
来源：DT新材料新材料智库
不同的封装形式意味着核心制造工艺的差异化，形成卷绕和叠片两种技术。圆柱电池通常采 用卷绕工艺制作而成，软包电池则需应用叠片工艺，方形电池两种工艺皆可（当下主要为卷 绕）。1）卷绕是将制片工序或收卷式模切机制作的极片卷绕成电芯，原材料按照负极、隔膜、 正极、隔膜的顺序进行卷绕；2）叠片是将模切工序中制作的单体极片叠成电芯，例如典型的 “Z”字形叠片，正负极分别叠在隔膜两面，隔膜以“Z”字形穿行其间而隔开两极。
卷绕和叠片的工艺环节存在差异，使工艺更换将涉及产线的更新与再投资。电芯在卷绕或叠 片前都需要经历搅拌、涂布、辊压等环节，核心差异在于：1）卷绕工艺需要应用制片机和卷 绕机，制片是卷绕前一道工序，包括对分切后的极片焊接极耳、贴保护胶纸、极耳包胶等；2）叠片工艺主要需采用模切机与叠片机，叠片之前先进行模切，将分切后的涂布的极片冲切 成型。工序的差异带来设备的不同，工艺的更换意味着进行产线的更新和再投资。
工艺更换需要对工艺进行严格论证，当下卷绕更符合产业化需求。理论上，叠片工艺制得的 电芯产品在综合性能上优于卷绕工艺，包括能量密度、循环性能及安全性能等方面，主要系 卷绕电芯存在多处弯折区域和集流体焊接区域，内部空间利用率低，并且会有卷绕张力的不 均匀和形变等现象，而叠片电芯界面反应更均匀，活性物质容量能够得到充分发挥。但在实 际应用中，卷绕的生产效率更高，叠片则会面临虚焊、极片毛刺、粉尘等问题，控制和操作 难度更大，需要进一步开展相关设备改进、提升工艺效率。
品质升级的诉求之下，持续优化的叠片工艺逐渐导入。新能源汽车的发展逐渐从政策驱动切 换为消费驱动，对于产品的质量要求提升，体现在动力电池领域，对工艺品质提出了全面升 级的要求。传统的卷绕工艺切合规模量产要求，但叠片对于电芯性能的提升更为明显。随企 业对工艺的精进，叠片工艺开始逐渐导入。蜂巢能源已于 2019 年 4 月率先发布首款车规级 方形叠片电池，其一期工厂应用的高速叠片工艺效率已达到 0.6 秒/片（传统为 1 秒/片），二 期有望提升至 0.45 秒，三期将达到 0.25 秒以超越卷绕工艺效率。蜂巢能源之外，比亚迪的 刀片电池也采取叠片工艺，宁德时代、松下等优质电池企业也有在 2022 年之后导入叠片的 计划。我们认为，对电池品质的高要求将推动叠片技术继续精进。
工艺格局演化之思：先进技术与产业实践的契合是发展关键
全球范围内，不同封装形式电池均有一席之地，但市场竞争力已有差异。2020 年全球动力电 池装机 142.8GWh，同比增长 21%，CATL、LG 化学、松下分列装机前三。从封装类型看， 装机 TOP3 的主营类型不同，CATL 为方形、LG 化学为软包、松下是圆柱。从市场竞争力 看，TOP10 主要是软包和方形电池企业，其中韩系企业聚焦软包，中国企业主营方形居多。短期部分企业为满足下游整车要求，推出其他封装类型产品，如 LG 化学为特斯拉供应圆柱 形电池，并且取得较好的装机量；但长期看，为提升企业竞争力，向更好封装类型切换的动 力提升，如松下已开发出方形产品，避免单一的圆柱业务阻碍发展。
中国区域方形电池为主流，2020 年以来圆柱电池份额有所提升。2020 年中国动力电池出货 量约 80GWh，同比增长 12.7%，其中方形电池占比达到 81%，是主流的封装形式。另一方 面，受益特斯拉国产 Model 3 销量高增，因其搭载 LG 化学三元 811 圆柱电池，因此圆柱类 型出货量占比有所提升，我们预计未来特斯拉 4680 大圆柱带动下有望保持一定份额。分企 业看，中国 2020 年装机 TOP10 中，有 6 家企业主营方形电池，支撑方形装机。
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中国新能源商用车的推广使方形成为主流，德系车企对方形的推崇则壮大三星 SDI。中国新 能源汽车的快速发展首先得益于新能源商用车的增长，主要系初期给予较多政策倾斜。商用 车尤其是客车对于动力电池容量要求高，需要数百 Ah，圆柱电池应用难度大，此外软包则在 内部胀气和外部穿刺时容易漏液，而方形封装形状规整、空间利用率高，与软包相比成组难 度小，因此成为首选。2014 年全球份额最大封装形式为方形，且中国动力装机排名前五均为 方形企业。在欧洲，德系车企偏爱方形，主要系车企注重安全，认为方形更符合车规级设计， 三星 SDI 通过与博世合资成立动力电池企业 SB Limotive，成功进入德系车企供应链。三星 SDI 与宝马的合作深度逐渐提升，2013 年成为宝马核心供应商。三星 SDI 在深厚的技术积 淀基础上（1999 年进入电池领域）成长为方形动力电池龙头。
LG 化学技术深厚，新能源车性能提升进入一定的瓶颈期，软包封装的高比能优势将凸显。LG 化学具备化学品和材料基础，在消费类软包电池领域已有多年积淀，研发出世界第一款 阶梯式和六角形软包电池。2009 年现代起亚混动汽车搭载 LG 化学软包电池，2010 年则应 用到通用雪佛兰 Volt，LG 化学合作的车企逐渐增加，至今仍是拥有最多全球优质客户的动力 电池企业，配套的车型数量多。另一边，销量快速增长的日产 Leaf 搭载 AESC 的软包电池， 2014 年 AESC 全球市占率达 16.2%。但此后因特斯拉崛起叠加中国新能源车市高景气，软 包份额开始下降。值得注意的是，应用软包的车企仍然较多，但还需等待相关车型的高景气 到来。随着电池材料体系性能瓶颈期的出现，软包封装的高比能优势开始凸显。工艺的精进 也在改善软包成组效率低、一致性差等问题，软包的导入逻辑持续强化。
来源：DT新材料新材料智库
化学电源的演进：实现电存储的绝佳方式
应用场景的持续铺开，推动电池产业的快速发展。无论是如火如荼的新能源车行业，还是方 兴未艾的储能产业，能量存储设备是最关键的一环。以电化学氧化还原反应为理论基础的化 学电源能够避开卡诺循环的限制，拥有可高达 80%以上的能量转换效率，是最适配大储能产 业的工具产品。当下对于电池综合性能提升的诉求正不断加强，但也遭遇材料理化性能限制、 工艺与成本优化等难点。我们认为，从产品的本质入手，理解底层运行逻辑，将能够更迅速 地在变革当中做出反应，辨别产品是否具备核心竞争力。
走进化学电源：多样体系的全面渗透
化学电源经历百年积淀，在仍可继续挖掘的科学理论指导下形成完善的体系。这个体系包括 组成电池的各部分材料和配套的生产制造工艺。体系十分庞杂，但通过梳理，我们认为基础 的枝干（各部分的影响因素和诉求）是一致的。通过把握枝干，在完善的体系之中寻找技术 继续发散的方向，是了解产业的正确路径。我们认为，未来仍将是多元电池技术持续共存的 局面，但有主流与非主流之分，同时单个体系中也会有多样产品来满足下游不同需求。
探秘电池本源：性能往往不可兼得，需有所取舍
我们认为，化学电源体系下多元性能的最优难以达到，往往某种性能的提升需要牺牲另一种 性能，即电池“技能树”无法全部被点亮。因此，基于丰富的下游应用场景，决定不同电池 体系仍将在长时期内共存。但必须认识到，共存并非意味着平均的市场份额，静态上会有主 流与细分的差别，动态上会有数类体系对其他体系的需求挤压：
性能变化受多种因子共同作用，影响方向可能不同。包括正负极材料类型、配比，以及 设计与制造工艺等，都会影响电池的能量密度、倍率性能等，这就意味着若影响方向不 同，将使得性能无法兼得。如锂离子电池中，电极材料与电解液在固液相界面形成的 SEI 膜能够保证 Li+嵌入脱出的同时对电子绝缘，但作为钝化膜也将使 Li+的扩散受到限制， 同时 SEI 膜的更新将造成 Li+和电解质的持续损耗，进而使电池容量下降；
某些电池体系从本质上看无法较好满足某些性能需求。例如从最本征的载流子传导与输运行为出发，锂电体系的“快充性”并非最优，主要系基于脱嵌机理，Li+的扩散系数普遍 比水系二次电池中的异相氧化还原反应的速率常数低数个数量级。此外，有机电解液的 离子电导率通常比水系电解液低 2 个数量级。因此，基于丰富的下游应用场景，不同场 景的性能要求不同，决定不同电池体系将在长时期内共存；
大容量领域的技术之争决定格局走向。大容量的市场意味着更大的份额，因此若某类体 系较好适应大容量市场的需求，产品的导入将使体系份额明显提升。车用动力领域对能 量密度的严格要求，使得较高比能的电池体系能够脱颖而出，对其他体系形成替代。
我们通过由表及里的方式探究影响电池性能的本质，在接下来的篇幅里，重点讨论影响性能 的本质要素。性能是与直观需求联系的概念，也是直击下游需求的痛点所在。我们选取较受 关注的几个性能指标开展探讨，包括能量密度、高倍率性能、循环性能和安全性能等。
高倍率性能：影响输出功率以及充电速度，本质是扩散能力
倍率指电池在规定时间内放出或达到额定容量所需的电流大小。倍率性能则为不同倍率充放 电电流下表现出的容量大小、保持率和恢复能力。尤其在高倍率充放条件下，对电池的性能 影响增大，包括寿命、安全性等，因此产业更关注高倍率性能。在高倍率放电下，一般会有 更大的输出功率，但前期化学电源主要应用于便携式电子设备，对功率要求不高，研究开发 重点主要聚焦在提高设备工作时间、便携性能以及安全性能等。
当化学电源应用于车辆时，对于高倍率性能要求更加严格，主要系输出功率影响着汽车的最 高时速、加速性能及爬坡性能，此外车用动力场景要求较好的快充能力。一般来说，当以高 倍率放电时，电池极化作用增强，电压下降导致比能量降低，因此常常是功率与能量不可兼 得的情况。以铅酸、镍氢、锂离子电池的一般情况来讲，铅酸电池的能量功率特性较差，而 锂离子电池的变化范围宽，镍氢电池具备较好的倍率性能但比能量较低。值得注意的是，长 时间的高倍率充放对于封闭的电池体系并不友好，因此我们认为短期内“换电模式”是一种 痛点解决方式，而长期视角下还应关注开放式电池如燃料电池体系的开发。
高倍率下的充放性能，实质是大电流条件下的反应速度保持能力，与电解质的电导率，以及 离子在电极、电解质和相关界面处的迁移能力相关。落实到具体参数，主要是正负极材料的 结构、尺寸、比表面积、导电性、孔隙率和电解质的传导能力、稳定性等方面，可以通过材 料改性来改善倍率性能。
循环性能：衡量使用寿命的指标，全生命周期多因素影响
在一定的放电制度下，电池容量降至规定值之前，电池所经受的循环次数，称使用周期。影 响电池循环寿命的主要因素有：在充放电过程中，反应条件如温度、电流密度、放电深度的 变化，将导致：电极活性表面积减小，使工作电流密度上升，极化增大；电极上活性物质脱 落或转移；电极材料发生腐蚀；电池内部短路；隔膜损坏和活性物质晶型改变，活性降低。
从电池产品的生产流程来考虑，多个方面会影响电池循环性能：（1）电池本身的设计，如原 材料的选择、正负极活性物质的配比、电解液的选择及用量等，都会影响电池充放电过程的 表现；（2）与电池制造过程的工艺相关，例如锂离子电池制造工艺的好坏影响电池的内阻大 小；（3）电池的使用方法，例如大电流充放电条件、充放电截止电压超限等都会造成结构的 损伤；（4）电池的使用环境，尤其是环境温度，对电池的循环寿命影响较大。
安全性能：商用首要考量的“红线”，持续改善增强可靠性
当下商用的各类电池均具有较好的安全性能，但不同类型电池的安全性能依然有所差异。铅 酸电池主要的安全隐患来自其构成材料，主要系硫酸溶液电解液稳定性较低，若发生漏液或 爆炸事故，造成的危害较大。此外，与锂离子电池相比，铅酸电池的安全保障也较少。对于 镍氢电池，其采用的物质材料与配备的安全阀等保障系统也提升了该类型电池的安全性。不 同类型的锂离子电池因电池材料的差异等原因，安全性各异，铁锂体系结构稳定安全性较好。
材料性能与工艺质量改善是提升安全性能的关键。要求电池的安全性好，即电池材料应具有 较好的化学稳定性和热稳定性，同时在电池制造方面，要求材料的匹配性要好，装配性能佳， 还需配备系统的电池保护措施，从整体上保障电池的安全工作。影响电池安全性能的关键因 素包括内部因素与外部因素，内部因素指构成电池的各部分材料的性能，外部因素指电池使 用过程中因操作不当带来的过充过放等现象。可以通过调控影响机制改善体系的安全性能。
动力领域的体系演进：追求更高比能为主线，锂电体系脱颖而出
锂电池因高比能长循环等优势，在社会日常场景中持续渗透。全球碳中和目标下，新能源汽 车产业已率先发力，带动锂电体系迈入新增长。拉长周期看，我们认为，具有最优综合性能、 且能够不断升级的锂电池，未来仍将继续在动力领域扮演主导角色，并逐渐向固定式储能等 场景渗透。但需注意，锂电内部体系多种多样，以锂为核的技术迭代仍在进行，研发依然是 企业的重心。因此，持续关注动力电池的技术变化，更有利于找寻胜者，增加投资的确定性。
来源：DT新材料新材料智库
应用场景的持续铺开，推动电池产业的快速发展。无论是如火如荼的新能源车行业，还是方 兴未艾的储能产业，能量存储设备是最关键的一环。以电化学氧化还原反应为理论基础的化 学电源能够避开卡诺循环的限制，拥有可高达 80%以上的能量转换效率，是最适配大储能产 业的工具产品。当下对于电池综合性能提升的诉求正不断加强，但也遭遇材料理化性能限制、 工艺与成本优化等难点。我们认为，从产品的本质入手，理解底层运行逻辑，将能够更迅速 地在变革当中做出反应，辨别产品是否具备核心竞争力。
走进化学电源：多样体系的全面渗透
化学电源经历百年积淀，在仍可继续挖掘的科学理论指导下形成完善的体系。这个体系包括 组成电池的各部分材料和配套的生产制造工艺。体系十分庞杂，但通过梳理，我们认为基础 的枝干（各部分的影响因素和诉求）是一致的。通过把握枝干，在完善的体系之中寻找技术 继续发散的方向，是了解产业的正确路径。我们认为，未来仍将是多元电池技术持续共存的 局面，但有主流与非主流之分，同时单个体系中也会有多样产品来满足下游不同需求。
探秘电池本源：性能往往不可兼得，需有所取舍
我们认为，化学电源体系下多元性能的最优难以达到，往往某种性能的提升需要牺牲另一种 性能，即电池“技能树”无法全部被点亮。因此，基于丰富的下游应用场景，决定不同电池 体系仍将在长时期内共存。但必须认识到，共存并非意味着平均的市场份额，静态上会有主 流与细分的差别，动态上会有数类体系对其他体系的需求挤压：
性能变化受多种因子共同作用，影响方向可能不同。包括正负极材料类型、配比，以及 设计与制造工艺等，都会影响电池的能量密度、倍率性能等，这就意味着若影响方向不 同，将使得性能无法兼得。如锂离子电池中，电极材料与电解液在固液相界面形成的 SEI 膜能够保证 Li+嵌入脱出的同时对电子绝缘，但作为钝化膜也将使 Li+的扩散受到限制， 同时 SEI 膜的更新将造成 Li+和电解质的持续损耗，进而使电池容量下降；
某些电池体系从本质上看无法较好满足某些性能需求。例如从最本征的载流子传导与输运行为出发，锂电体系的“快充性”并非最优，主要系基于脱嵌机理，Li+的扩散系数普遍 比水系二次电池中的异相氧化还原反应的速率常数低数个数量级。此外，有机电解液的 离子电导率通常比水系电解液低 2 个数量级。因此，基于丰富的下游应用场景，不同场 景的性能要求不同，决定不同电池体系将在长时期内共存；
大容量领域的技术之争决定格局走向。大容量的市场意味着更大的份额，因此若某类体 系较好适应大容量市场的需求，产品的导入将使体系份额明显提升。车用动力领域对能 量密度的严格要求，使得较高比能的电池体系能够脱颖而出，对其他体系形成替代。
我们通过由表及里的方式探究影响电池性能的本质，在接下来的篇幅里，重点讨论影响性能 的本质要素。性能是与直观需求联系的概念，也是直击下游需求的痛点所在。我们选取较受 关注的几个性能指标开展探讨，包括能量密度、高倍率性能、循环性能和安全性能等。
高倍率性能：影响输出功率以及充电速度，本质是扩散能力
倍率指电池在规定时间内放出或达到额定容量所需的电流大小。倍率性能则为不同倍率充放 电电流下表现出的容量大小、保持率和恢复能力。尤其在高倍率充放条件下，对电池的性能 影响增大，包括寿命、安全性等，因此产业更关注高倍率性能。在高倍率放电下，一般会有 更大的输出功率，但前期化学电源主要应用于便携式电子设备，对功率要求不高，研究开发 重点主要聚焦在提高设备工作时间、便携性能以及安全性能等。
当化学电源应用于车辆时，对于高倍率性能要求更加严格，主要系输出功率影响着汽车的最 高时速、加速性能及爬坡性能，此外车用动力场景要求较好的快充能力。一般来说，当以高 倍率放电时，电池极化作用增强，电压下降导致比能量降低，因此常常是功率与能量不可兼 得的情况。以铅酸、镍氢、锂离子电池的一般情况来讲，铅酸电池的能量功率特性较差，而 锂离子电池的变化范围宽，镍氢电池具备较好的倍率性能但比能量较低。值得注意的是，长 时间的高倍率充放对于封闭的电池体系并不友好，因此我们认为短期内“换电模式”是一种 痛点解决方式，而长期视角下还应关注开放式电池如燃料电池体系的开发。
高倍率下的充放性能，实质是大电流条件下的反应速度保持能力，与电解质的电导率，以及 离子在电极、电解质和相关界面处的迁移能力相关。落实到具体参数，主要是正负极材料的 结构、尺寸、比表面积、导电性、孔隙率和电解质的传导能力、稳定性等方面，可以通过材 料改性来改善倍率性能。
循环性能：衡量使用寿命的指标，全生命周期多因素影响
在一定的放电制度下，电池容量降至规定值之前，电池所经受的循环次数，称使用周期。影 响电池循环寿命的主要因素有：在充放电过程中，反应条件如温度、电流密度、放电深度的 变化，将导致：电极活性表面积减小，使工作电流密度上升，极化增大；电极上活性物质脱 落或转移；电极材料发生腐蚀；电池内部短路；隔膜损坏和活性物质晶型改变，活性降低。
从电池产品的生产流程来考虑，多个方面会影响电池循环性能：（1）电池本身的设计，如原 材料的选择、正负极活性物质的配比、电解液的选择及用量等，都会影响电池充放电过程的 表现；（2）与电池制造过程的工艺相关，例如锂离子电池制造工艺的好坏影响电池的内阻大 小；（3）电池的使用方法，例如大电流充放电条件、充放电截止电压超限等都会造成结构的 损伤；（4）电池的使用环境，尤其是环境温度，对电池的循环寿命影响较大。
安全性能：商用首要考量的“红线”，持续改善增强可靠性
当下商用的各类电池均具有较好的安全性能，但不同类型电池的安全性能依然有所差异。铅 酸电池主要的安全隐患来自其构成材料，主要系硫酸溶液电解液稳定性较低，若发生漏液或 爆炸事故，造成的危害较大。此外，与锂离子电池相比，铅酸电池的安全保障也较少。对于 镍氢电池，其采用的物质材料与配备的安全阀等保障系统也提升了该类型电池的安全性。不 同类型的锂离子电池因电池材料的差异等原因，安全性各异，铁锂体系结构稳定安全性较好。
材料性能与工艺质量改善是提升安全性能的关键。要求电池的安全性好，即电池材料应具有 较好的化学稳定性和热稳定性，同时在电池制造方面，要求材料的匹配性要好，装配性能佳， 还需配备系统的电池保护措施，从整体上保障电池的安全工作。影响电池安全性能的关键因 素包括内部因素与外部因素，内部因素指构成电池的各部分材料的性能，外部因素指电池使 用过程中因操作不当带来的过充过放等现象。可以通过调控影响机制改善体系的安全性能。
动力领域的体系演进：追求更高比能为主线，锂电体系脱颖而出
锂电池因高比能长循环等优势，在社会日常场景中持续渗透。全球碳中和目标下，新能源汽 车产业已率先发力，带动锂电体系迈入新增长。拉长周期看，我们认为，具有最优综合性能、 且能够不断升级的锂电池，未来仍将继续在动力领域扮演主导角色，并逐渐向固定式储能等 场景渗透。但需注意，锂电内部体系多种多样，以锂为核的技术迭代仍在进行，研发依然是 企业的重心。因此，持续关注动力电池的技术变化，更有利于找寻胜者，增加投资的确定性。
来源：DT新材料新材料智库
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