动力锂电池及、下游分析.pdf

动力锂电池及上、下游分析 1. 什么是锂电池 锂电池是以金属 “锂”作为电极，以电子传递产生电流，由于易引起爆炸， 所以早已不在应用，锂电池是一次电池。“锂”离子电池是以锂离子的传递来完 成充放电，主要以锂掺杂金属的氧化物作为正极，“锂”离子电池是二次电池可 充电。现在通常称锂离子电池为锂电池，锂电池的工作原理如下图1 所示，分为 充电过程和放电过程。锂电池在放电过程中，主要是锂离子脱落正极后通过电解 液和隔膜流向负极，同时电子也有正极通过电路流向负极。类似地，锂电池充电 过程是进行和放电相反的过程。 图1. 锂电池结构及工作原理 从以上锂电池工作原理中我们可以看到，锂电池的主要结构包括：正极材料、 负极材料、电解液、隔膜，除此之外一个完整的锂电池还包括其他电池设备、电 池管理系统及生产及运输费用等等。其中，锂电池的40% 的成本还是集中在上述 四大材料，如下图2 所示，而其中正极材料占比最高。 图2. 锂电池成本构成 四大材料中，正极材料是成本占比最高的而且也是区分不同种锂电池的主要 技术差别，如图3 所示，目前主流的正极材料包括磷酸铁锂（LFP ）、钴酸锂（LCO ）、 锰酸锂 （LMO ）、镍钴锰等三元材料 （NCM 、NCA ）。目前国内以比亚迪为领先 的电池生产商主要生产磷酸铁锂电池，日、韩等主要集中在锰酸锂和三元锂电池 方面，相比三元锂电池是主流发展趋势，国内厂商也在布局，如图4 、5 所示。 图3. 锂电池成本构成级材料种类 图4. 各厂商采用的锂电池种类及主要客户 图5. 全球各正极材料市场占比 2. 锂电池的用途 目前使用的二次电池主要包括“铅酸电池”、“镍镉电池”、“镍氢电池”、“锂 电池”。 铅酸电池和镍镉电池属于传统的二次电池。铅酸电池技术发展成熟，成本较 低，但体积大、容量低、安全性较差，并含有铅，污染较重。较低的比能量和循 环寿命次数决定了其性能不适合大规模使用。 镍镉电池的应用仅次于铅酸电池，与铅酸电池相比，可以快速充电，循环使 用寿命更长些。但是镉有毒性并污染环境，并且镍镉电池具有严重的记忆效应， 充电不当就会大大的缩短使用寿命。 镍氢电池化学特性与镍镉电池基本相似，可以完全替代镍镉电池，并且没有 镉元素的毒性和污染，大大减少了镍镉电池的记忆效应，比能量高，循环寿命长。 但体积较大，自动放放电现象严重。 锂电池相对以上所有电池，性价比更高。锂电池单体工作电压高，体重轻、 比能量高、循环次数多、自放电率低、允许工作温度范围宽、无记忆效应。但是 在高温情况下有安全隐患，成本较高等。如图6 所示。 图6. 各电池性能对比 2015 年中国锂电池产量40GWh，同比增长55%。其中，动力电池16GWh， 受益于新能源车产销量井喷，同比大幅增长250% ；消费电子23.1GWh，同比 增长 10%，其余为储能电池。全球动力电池与储能行业的高速发展以及中国2014 年下半年以来新能源汽车产销两旺使得动力电池供不应求。因此，传统的消费电 子用锂电池依然是锂电池的主要应用之一，动力锂电池近年来增速非常快，将逐 渐成为锂电池的主要应用场所。 3. 下游市场空间 2012 年，国务院正式印发《节能与新能源汽车产业发展规划》（2012―2020 年）。计划到2015 年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到 50 万辆；到2020 年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200 万辆、 累计产销量超过500 万辆。并且政府连续出台相关政策，促进新能源汽车的快速 发展，如下图7 所示。 图7. 新能源汽车行业的政策支持 根据国家新能源汽车发展规划预计2016~2020 年，锂动力电池需求量由 16GWh 增长3.4 倍至71GWh，锂电池与四大材料对应的需求年均复合增速超过 35%。消费电子用锂电池预计增长10%，因此总体来看市场对于锂电池的需求有 望每年增长25%。 图8. 锂电池需求预测 关于新能源 “骗补”事件的评析