鉅大LARGE | 點擊量：748次 | 2023年08月16日
詳解鋰電池在新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀以及趨勢
鋰離子電池大致可分為鋰金屬電池和鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存和使用對環(huán)境要求較高。鋰離子電池不含金屬態(tài)的鋰并且可以充、放電，目前已成為鋰離子電池發(fā)展的主流。
鋰離子電池按照應(yīng)用場景可大致劃分為消費電子類、動力及儲能電池。消費電子類鋰離子電池重要應(yīng)用于3C（Computer、Communication、ConsumerElectronics，合稱信息家電）產(chǎn)品；動力鋰電池重要應(yīng)用于各種電動汽車、電動工具及新能源汽車領(lǐng)域；儲能電池重要應(yīng)用于家居儲能及太陽能、風(fēng)力發(fā)電等分布式獨立電源系統(tǒng)儲能。
我國消費類鋰離子電池目前增速已經(jīng)趨于平緩，需求增量重要來自于3C產(chǎn)品的滲透率提升及存量產(chǎn)品的更新?lián)Q代；市場份額從2014年的83%迅速下降至2016年的42%[1]。我國鋰離子電池的市場重要受益于新能源汽車產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)性上升，動力鋰電池在鋰離子電池三大消費終端中增速最高，市場份額在2017年首次超過消費型鋰離子電池達(dá)到50%，預(yù)計2018年市場份額為53%；動力鋰電池已成為鋰離子電池行業(yè)發(fā)展的最大引擎。儲能鋰離子電池目前仍然處于市場導(dǎo)入期，在光伏分布式應(yīng)用和移動通信基站領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴大，預(yù)計2018年消費需求占比約5%；儲能鋰離子電池市場需求與其他兩種類型電池相比差距較大，但儲能已經(jīng)被列入十三五規(guī)劃百大工程項目，隨著技術(shù)的逐漸成熟，將成為拉動鋰離子電池消費上升的另一極。
鋰離子電池在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
汽車鋰離子電池行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈根據(jù)生產(chǎn)流程大致可以分為上游、中游、下游、再循環(huán)這四個環(huán)節(jié)，如下圖。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈及典型公司
行業(yè)上游
鋰離子電池的原材料重要包括正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液等，各類材料生產(chǎn)廠商為鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的上游公司。從電池類型看，2018年前三季度NCM三元電池裝機量17.7GWh，超過其2017年全年裝機量并超過磷酸鐵鋰離子電池，排名第一，市場份額達(dá)到60.0%；磷酸鐵鋰離子電池裝機量11.2GWh，占比37.8%；錳酸鋰離子電池裝機量0.48GWh，占比1.63%；鈦酸鋰離子電池裝機量0.17GWh，占比0.58%[2]。
三元材料電池在新能源乘用車（插電式混動、純電動）和專用車（純電動）占主導(dǎo)地位，重要因為其具備高能量密度，可滿足市場對車輛高續(xù)駛里程的需求；未來三元電池將逐漸替代磷酸鐵鋰離子電池。磷酸鐵鋰離子電池在純電動客車市場占90%以上的市場份額，錳酸鋰和磷酸鋰鐵電池則共同占據(jù)插電式混動客車市場。
從成本結(jié)構(gòu)看，2017年鎳鈷錳酸三元鋰離子電池（NCM）正極材料成本占鋰離子電池總成本的38%；其次殼體蓋板，占14%。由此可見，正極材料是鋰離子電池的核心，材料性能直接影響鋰離子電池的性能，同時也是差別多種鋰離子電池的依據(jù)。
行業(yè)中游
重要包括各鋰離子電池廠商，使用上游公司供應(yīng)的正負(fù)極材料、電解液和隔膜生產(chǎn)出不同規(guī)格、不同容量的鋰離子電芯產(chǎn)品，然后根據(jù)終端客戶要求選擇不同的鋰離子電芯、模組和電池管理系統(tǒng)方法。從生產(chǎn)公司來看，2018年我國動力鋰電池裝機總量約57.0GWh，其中寧德時代電池裝機總量23.5GWh，占比41.2%；比亞迪電池裝機總量11.5GWh，占比20.2%。排名前十的動力鋰電池公司裝機總量47.2GWh，占整體的82.8%，較去年排名前十公司合計占比上升9個百分點，市場集中度明顯提升，而且仍有可能進(jìn)一步提升，進(jìn)入寡頭競爭格局。
行業(yè)下游
新能源汽車鋰離子電池產(chǎn)品最終應(yīng)用于汽車動力領(lǐng)域（純電動汽車、混合動力汽車等）和儲能領(lǐng)域等。2018上半年行業(yè)補貼逐漸退出，搶裝效應(yīng)明顯。補貼過渡期后，動力鋰電池市場需求將有所下降。中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示[3]，2018年全年新能源產(chǎn)銷分別為127萬輛和125.6萬輛，比上年同期上升59.9%和61.7%。其中，純電動乘用車產(chǎn)銷分別完成79.2萬輛和78.8萬輛，比上年同期分別上升65.5%和68.4%；插電式混合動力乘用車產(chǎn)銷分別完成27.8萬輛和26.5萬輛，比上年同期分別上升143.3%和139.6%。純電動商用車產(chǎn)銷分別完成19.4萬輛和19.6萬輛，產(chǎn)銷量比上年同期分別上升3.0%和6.3%；插電式混合動力商用車產(chǎn)銷均完成0.6萬輛，比上年同期均下降58.0%。在全年汽車產(chǎn)銷量雙雙下降的大背景下，未來新能源汽車上升空間巨大，車型也逐步高端化，或?qū)⒊蔀橹诬囀邪l(fā)展的重要驅(qū)動力。
部分原材料再循環(huán)
在電池回收領(lǐng)域，廢舊鋰離子電池中的鎳鈷錳鋰等有價金屬可進(jìn)行循環(huán)利用，用于生產(chǎn)鋰離子電池三元前驅(qū)體、電池級碳酸鋰及三元材料等鋰離子電池材料，并供應(yīng)給上游公司生產(chǎn)鋰離子電池正極材料，使鎳鈷錳鋰資源在電池產(chǎn)業(yè)中實現(xiàn)循環(huán)。雖然目前國家出臺多項政策扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但產(chǎn)業(yè)體系尚未成熟，有待進(jìn)一步發(fā)展。由于鋰資源的儲量有限，當(dāng)前的電池原材料巨頭已開始向下游延伸業(yè)務(wù)，分切鋰電回收市場。
鋰離子電池在新能源汽車領(lǐng)域發(fā)展面對的挑戰(zhàn)
安全性差
鋰離子電池在發(fā)展過程中曾出現(xiàn)爆炸、燃燒等不安全問題。一方面由于用戶使用方法不當(dāng)，造成短路出現(xiàn)燃燒爆炸；另一方面是鋰離子的化學(xué)性質(zhì)較活潑，在石墨負(fù)極的配合下，一旦出現(xiàn)高溫容易發(fā)生爆炸燃燒，所以通常廠家會在電池內(nèi)部安裝鋰離子電池保護(hù)板。
環(huán)保和回收
鋰離子電池本身的污染并不嚴(yán)重，但在提取冶煉過程中，會出現(xiàn)六氟磷酸鋰等對環(huán)境造成污染的化學(xué)物質(zhì)。
鋰離子電池相對其他電池對環(huán)境的污染較小，因而較少有公司回收廢鋰離子電池；但廢棄的鋰離子電池中含有大量不可再生且經(jīng)濟價值高的金屬資源，如鈷、鋰、鎳、銅、鋁等。假如能有效地回收處理廢棄或不合格的鋰離子電池，不僅能減輕環(huán)境壓力，還可以防止造成鈷、鎳等金屬資源的浪費。
海外市場占有率不高
我國鋰離子電池市場由于國內(nèi)巨大的新能源汽車市場而迅速崛起，并且政府通過補貼和鼓勵政策大力扶持該產(chǎn)業(yè)。然而我國鋰離子電池生產(chǎn)公司在海外的市場占有率仍相對較低，松下、LG化學(xué)、三星SDI等公司的市場占有率高達(dá)76%。未來國產(chǎn)公司應(yīng)在電池的一致性、穩(wěn)定性和循環(huán)壽命等方面追趕海外公司，以新增海外市場占有率。
我國鋰離子電池在新能源汽車領(lǐng)域未來發(fā)展趨勢
產(chǎn)銷量持續(xù)上升，行業(yè)集中度提升
產(chǎn)量方面，得益于私人市場的滲透和共享汽車的普及，純電動汽車乘用車產(chǎn)量上升迅速，在新能源汽車的總產(chǎn)量中已超過50%，可以預(yù)見純電動乘用車即將發(fā)展成為最大的動力鋰電池消費市場[4]。
生產(chǎn)公司方面，2017年國產(chǎn)新能源汽車共有98家動力鋰電池單體配套公司（其中6家國外公司）以及2家燃料動力電池公司，相比2016年的公司數(shù)量減少了三分之一；《汽車動力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》的執(zhí)行以及日趨成熟的市場競爭使一些技術(shù)落后的公司或被兼并重組或選擇退出汽車動力鋰電池的生產(chǎn)與銷售。
不同材料體系鋰離子動力鋰電池生產(chǎn)公司方面，公司數(shù)量變化最明顯的是磷酸鐵鋰生產(chǎn)公司，較2016年的79家下降了一半；隨著動力鋰電池發(fā)展路線對能量密度的需求不斷提高，磷酸鐵鋰生產(chǎn)公司的生存空間受到壓縮，三元材料電池的市場份額逐漸新增。
動力鋰電池系統(tǒng)銷售價格有力下降，上游材料成為關(guān)鍵因素
動力鋰電池系統(tǒng)作為新能源汽車中成本占比最高的部件直接決定了整車的市場定價，目前認(rèn)為只有動力鋰電池系統(tǒng)成本降至與傳統(tǒng)燃油車發(fā)動機成本相當(dāng)?shù)乃?，純電動汽車才能于財政補貼退出后在終端售價方面具有真正的市場競爭力。在我國動力鋰電池產(chǎn)品成本的發(fā)展演變中，產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)完善和國產(chǎn)化率的不斷提高對動力鋰電池的成本下降起到了關(guān)鍵的助推用途。
多元技術(shù)體系并進(jìn)，三元電池占據(jù)乘用車統(tǒng)治地位
車型產(chǎn)量最高的乘用車（插電式混動和純電動）中，三元材料電池占據(jù)了絕對的統(tǒng)治地位，源于市場對車輛續(xù)駛里程的需求；具備高能量密度優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Φ娜牧想姵貙⒅饾u完成對磷酸鐵鋰離子電池的替代。此外在純電動專用車領(lǐng)域，三元電池同樣是重要配套電池，尤其是純電動物流車對高續(xù)駛里程的需求拉動了三元電池在專用車上的配套應(yīng)用。
全固態(tài)電池將成為關(guān)重視點
作為下一代面向500Wh/kg的電池技術(shù)路線，具有高能量密度以及高安全特性的固態(tài)電池正在全球范圍內(nèi)受到關(guān)注，日韓歐美等國家和地區(qū)的相關(guān)研究機構(gòu)和公司開始發(fā)力布局和加速固態(tài)電池的研究與開發(fā)。國內(nèi)已開發(fā)出的階段性電芯樣品能量密度指標(biāo)接近350Wh/kg。公司方面，贛鋒鋰業(yè)與我國科學(xué)院寧波材料所進(jìn)行合作，推進(jìn)固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。此外，寧德時代、天津力神、中航鋰電以及衛(wèi)藍(lán)新能源等公司也在進(jìn)行固態(tài)電池的開發(fā)。
回收路線漸趨清晰，政策和商業(yè)體系仍待健全
動力鋰電池的回收再利用對全生命周期內(nèi)降低動力鋰電池成本、促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和社會安全以及節(jié)約礦藏資源利用等方面具有重要的現(xiàn)實意義。未來更多的新能源車企、電池生產(chǎn)商將參與電池回收領(lǐng)域；回收電池過程中的運輸、處理要求、回收和二次利用價格體系以及不同類型電池回收技術(shù)規(guī)范等細(xì)則將會更加明確。
