中国锂电池行业趋势变化如何？
本文核心数据:锂电池板块上市公司R&D费用；锂电池方面发表的论文数量
全文统计口径说明:1)发表论文数统计为“锂”
电池”为关键词，选择“中国”和“纸”进行筛选。2)统计时间截至2022年8月17日。3)如果有什么特殊的统计口径，会在图表底部做一个说明。
锂电池技术概况
1，技术原理和类型
(1)锂电池的技术原理
锂离子电池是一种可充电电池，主要依靠锂离子在正极和负极之间的运动。在充放电过程中，Li+在两个电极之间进行嵌入和脱嵌:电池充电时，Li+从正极脱嵌，通过电解液嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
(2)锂电池的分类
根据电解液材料、电池形状、包装材料、正极材料和应用领域等不同的分类方法，锂电池可分为以下几类:
2.技术全景:细分四个技术领域。
从锂电池的构成来看，锂电池技术主要包括正极材料、电解液、隔膜四个主要技术领域。其中，正极材料主要有磷酸亚铁锂、三元正极、锰酸锂等。阳极材料主要包括碳基材料和非碳基材料；电解质主要包括液体电解质、固液复合电解质和固体电解质；隔膜主要包括干隔膜和湿隔膜。
锂电池技术的发展:正负极材料的演变推动技术的发展
从70年代第一块锂电池出现到现在五十多年，锂离子电池一直在不断发展，负极材料从锂金属发展到碳材料，再到试图回归锂金属。正极材料也在不断丰富，钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂、三元材料相继推出。
锂电池技术政策背景:政策支持和技术水平提升
近年来，我国提出了一系列与锂离子电池技术发展相关的政策，加快了锂离子电池产业链的发展，规范了锂电池的安全、技术体系和回收体系，使锂电池技术水平稳步提升。
锂电池技术发展现状
1.锂电池技术的科研投入现状
(1)国家重点R&D计划项目
根据已公布的国家R&D重点项目，从2018到2021，中国有18个与锂电池技术相关的国家R&D重点项目。国家R&D重点项目资金来源为中央财政资金，一个项目财政资金在2亿元以上。
(2)a股上市公司的R&D费用
经过多年的发展，锂电池行业已经相对成熟，但行业的整体R&D投资水平并不太高。从a股市场来看，从2017到2021，我国锂电池板块上市公司R&D费用总额逐年增加。2022年第一季度，锂电池板块上市公司R&D费用总额约为46.75亿元。
2、锂电池技术研究与创新成果
(1)发表论文数
从锂电池的论文发表数量来看，从2010开始，我国锂电池的论文发表数量呈逐年上升趋势，可见锂电池的研究热情持续高涨。截至2022年8月，国内已发表锂电池相关论文69366篇。
注:统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新的热点
通过创新词云，了解锂电池技术领域最热门的技术关键词，分析该技术领域最新的重点研发课题。该技术领域近期5000项专利中最常见的关键词被智慧芽提取出来，其中正极材料、负极材料、电解液、集流体等关键词涉及大量专利，说明近期锂电池领域的研发和创新集中在正负极材料、电解液等领域。
(3)专利焦点领域
从锂电池专利焦点领域来看，目前锂电池专利焦点领域明显，主要集中在锂电池、锂离子电池、正极材料、负极材料、电解液等。
主要锂电池技术对比分析
通过分析磷酸亚铁锂和三元锂电池的技术特点，可以看出磷酸铁锂电池在安全性、经济性、原料丰富性、循环寿命等方面优势明显，而三元锂电池在能量密度、低温性能、充电效率等方面优势明显。因此，磷酸铁锂电池技术更适用于短途汽车(低端车型)、电动自行车、储能等场景；三元锂电池技术更适用于长途汽车(高端车型)、消费电子、医疗等场景。
锂电池技术发展的痛点与突破
1，锂电池技术发展的痛点
(1)高能量密度正负极材料缺乏工业化应用。
虽然锂离子电池技术和市场的快速发展明显提高了锂离子电池的能量密度，但缺乏可行的未来正极材料来继续提高锂离子电池的能量密度，给锂离子电池行业的可持续发展带来了巨大的挑战。
(2)锂离子电池的安全问题亟待解决。
另一方面，锂离子电池的安全性也是锂离子电池技术发展的痛点之一。锂离子电池安全问题的根源主要是电池的热失控。主要原因是锂离子电池存在强烈的爆炸条件，低熔点可燃有机脂质化合物、石墨负极材料等易燃物质都会成为相应的“燃料”。充放电和运行过程中的热管理不当，会成为锂电池安全事故的导火索，最终导致爆炸事故。
2.锂电池技术发展的突破
(1)锂电池的创新结构设计
锂电池电芯集成方式的创新是锂电池的重要结构创新，如CTP(Cell To
Pack)就是跳过标准化的模块环节，直接将电芯集成在电池组上，提高能量密度。
(2)固态电池技术
目前，锂离子电池面临着安全性差的问题。固态电池可以突破锂离子电池在安全性、能量密度、温度范围等方面的限制。
锂电池技术发展方向和趋势:电池能量密度短期提升，技术路线长期多元化。
短期来看，提高锂电池的能量密度主要是通过对现有材料体系的迭代升级和电池结构的创新来实现。其中，锂电池材料体系的迭代升级包括正负极材料、电解液、隔膜的迭代升级；电池结构的创新包括电芯、模块、封装方式的结构改进和简化。
从长远来看，由于磷酸铁锂电池的能量密度上限较低，为了满足不同应用场景下的不同需求，锂电池的技术路线将向多元化方向发展。除了锂铁氧体电池和三元锂电池，固态电池、磷酸锰锂电池、富锂锰基电池等新型锂电池的技术路线发展趋势正在向好。
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以上数据参考前瞻产业研究院《锂电池行业技术趋势前瞻与投资价值战略咨询报告》。