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文档简介
1、动力型锂电池产业链调查总结1.动力型锂电池的种类目前新能源汽车所使用的动力电池主要包括铅酸电池、镍氢电池、锂电池等。除了轻度混合动力使用铅酸电池、中度混合动力车使用镍氢电池外,绝大多数的新能源汽车都是使用锂电池作为其核心部件。锂电池之所以能够在新能源汽车领域获得大规模普及,主要是由于它相比其他类型的电池,具有比能量高、循环寿命长、自放率低、使用温度范围宽、无记忆效应等优势。而镍氢电池由于比能量较低以及成本较高,性价比相对较低,将逐步被锂电池所取代。其中,锂电池按照所使用的正极材料的不同大致包括四类:沽酸锂(LiCoO2)电池、锰酸锂(LiMn2O4)电池,三元材料锂电池和磷酸铁锂电池。根据正极
2、材料分类发展锂离子动力电池路线主要有3条:改性锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂。目前钴酸锂依然是小型锂电领域正极材料的主力,主要用于传统3C (Computer, Communication和Consumer E-lectronic)领域等。2.动力型锂电池的发展现状2014年,全球动力锂电池的出货量超过10GW h,增幅接近110%,松下、A E S C、L G化学、比亚迪(B Y D)、三星、日本锂能源作为行业领军者,市场份额位居前列,前4名企业的锂动力电池出货量均超过1GWh。松下作为特斯拉动力锂电池的全球供应商,为丰田普锐斯P l u g - i n、福特C-Max、福特福克斯、大众e-up
3、等车型配备锂电池,保持着市场领先地位。A E S C作为N E C和日产的合资公司,由于日产的部分业务外包给L G化学,雷诺 Kangoo销量不尽如人意,市场份额呈逐年下降趋势,市场占有率从2012年的36%降至2014年的23%。L G化学作为雪佛兰沃蓝达、沃尔沃V60Plug-in、雷诺ZOE等车型的供应受雪佛兰沃蓝达销量大幅下降拖累,市场占有率下降,L G化学目前在电动车电池市场拥有11%的份额。通用汽车、雷诺、沃尔沃汽车、戴姆勒和大众汽车都是L G化学的客户,其中一些公司的插电式混动车也采用体型较小的L G电池,未来L G电池的使用很快会扩大到性能更强的车型。三星作为宝马的供应商,随着
4、宝马i系电动汽车销售情况越来越好,三星锂电池产能有可能出现大幅上涨。在三元动力锂电池市场,日本的霸主地位正面临韩国锂电企业崛起的威胁。比亚迪凭借电动客车和插电混动轿车“秦”销量翻番,电池产量增幅290%,市场占有率增加一倍,作为中国动力锂电池和新能源汽车的领军企业,其自主研发的磷酸铁锂动力电池体系在中国市场占据主导地位,在世界独树一帜,为中国民族品牌崛起和创新实力提升发出了自己的声音。磷酸铁锂电池的高稳定性、安全性以及循环使用次数,以及三元材料锂电池的高容量、续航里程和一致性,使得二者在业界均有相当影响力。随着动力锂电池市场对外开放,将有更多机会让中国磷酸铁锂电池走出去,国外三元材料锂电池走进
5、来,对这2种动力电池体系将是一次充分竞争、融合和提升的机会,对动力锂电池乃至新能源汽车的技术进步都有积极作用。3.锂电池的市场机遇扶持政策转向新能源车研发和使用阶段带动动力锂电池推广应用2015年以来,从国家到地方新能源汽车扶持政策密集出台,对今后新能源汽车的主要发展方向、优先推广领域、重点发展车型、补助标准、能耗评价指标、技术改造重点方向、充电设施建设等做出了更为详细的规定和说明,将在多方面促进动力锂电迈向大众的步伐,我国出台的推动新能源汽车发展的政策详见下表:时间发布部门名称主要内容2015.3.13交通运输部关于加快推进新能源汽车在交通运输行业推广应用的实施意见2020年新能源汽车在城市
6、公交、出租汽车和城市物流配送等交通运输领域的总量达到30万辆。2015.4.29财政部、科技部、工业和信息化部、国家发展和改革委20162020年新能源汽车推广应用财政支持政策对新能源汽车推广应用补助标准,纳入中央财政补助范围的新能源汽车产品技术要求以及单位载质量、能量消耗量评价指标做了详细规定和说明。2015.5.8国务院中国制造2025作为重点领域大力推动电动汽车发展,掌握汽车低碳化、信息化、智能化核心技术,提升动力电池、驱动电机、智能控制等核心技术的工程化和产业化能力,形成从关键零部件到整车的完整工业体系和创新体系,推动自主品牌节能与新能源汽车同国际先进水平接轨。2015.7.30北京市
7、、天津市、河北省京津冀新能源小客车充电设施协同建设联合行动计划2015年,完成京津冀区域内G1京哈、G4京港澳、G6京藏、G45大广高速公路服务区充电设施建设,初步形成联通区域内主要城市、平均服务间距不超过50km的充电设施服务走廊。2016-2017年,全面推进区域内G3京台、G5京昆、G7京新等高速公路服务区充电设施建设,在高速公路充电设施主干网络的辐射带动下,加快社会公共停车区域充电设施建设。2020年,建成京津冀区域一体化公用充电服务网络体系。2015.8.11国家发展和改革委、财政部、国土资源部、住房城乡建设部、交通运输部、公安部、中国银行业、监督管理委员会7部门联合关于加强城市停车
8、设施建设的指导意见鼓励按照一定比例在停车设施上配建电动汽车充电设施,并与主体工程同步建设。财政部、国税总局关于对电池、涂料征收消费税的通知规定自2015年2月1日起锂电池免征消费税。2015.2.26科技部国家重点研发计划新能源汽车重点专项实施方案(征求意见稿)指出轿车动力电池的单体比能量2015年底达到200Wh/kg,比2010年提高一倍;2020年达到300Wh/kg。该方案提出的目标,是为2020年实现新能源汽车保有量达到500万辆提供技术支撑。2015.11.3工信部与财政部、交通部新能源公交车推广应用考核办法(试行)(一)北京、上海、天津、河北、山西、江苏、浙江、山东、广东、海南,
9、2015-2019年新增及更换的公交车中新能源公交车比重应分别达到40%、50%、60%、70%和80%。(二)安徽、江西、河南、湖北、湖南、福建,2015-2019年新增及更换的公交车中新能源公交车比重应分别达到25%、35%、45%、55%和65%。(三)其他省(区、市)2015-2019年新增及更换的公交车中新能源公交车比重应分别达到10%、15%、20%、25%和30%2015.10.9国家发展改革委、国 家 能 源 局、工业和信息化部、住房城乡建设部电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)提出到2020年,新增集中式充换电站超过1.21万座,以满足全国500万辆电动汽车充
10、电需求2015.10.29十八届五中全会中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议明确表示,实施新能源汽车推广计划,提高电动车产业化水平。4.锂电池的市场需求数据来源:新材料在线产业研究院5.动力型锂电池的产业链结构6.产业链分析6.1矿产原材料的储存和生产情况锂电池上游为原材料资源的开采、加工,主要有锂资源、钴资源和石墨锂矿:一辆电动车的三种原料消费量:45千克碳酸锂、11千克钴、50千克石墨。我们以特斯拉ModelS为例,测算了电动车中三种主要金属元素的含量。同时按电动车年销量增长100万辆为基准,做原材料的消费增量敏感性分析,可得出碳酸锂消费增量4.5万吨,现消费量14万吨
11、/年;钴消费增量1.1万吨,现消费量8万吨/年;石墨消费增量5万吨,现消费量巨大但无准确数字。全球锂资源储量约为1350万吨,年开采量为3.5万吨,预计可开采386年。钴矿:中国是钴资源缺乏的国家,大部分钴的生产原料需要从国外进口。中国可开发钴资源主要在甘肃金昌,中国每年自产原生钴不足1000吨,远远满足不了国内接近20000吨的产量和14000吨的国内需求量。中国钴行业对进口资源的依赖度是90%以上。全球钴消费量约 55000吨/年,中国占1/3强。石墨矿:据美国地质勘探资源局数据,世界石墨储量为7100万吨,中国石墨储量为5500万吨,占世界的77%。6.2正极材料的对比和车企的选择6.3
12、磷酸铁锂市场需求新能源汽车的发展是一个大趋势,由此带动的锂电池产业也会得到较大发展。就技术线路来讲,国外使用的主要是三元锂电池,国内主要使用的是磷酸铁锂电池。以每一辆新能源汽车需求0.2吨磷酸铁锂计算,按规划国内2020年新能源汽车产销达到500万辆,50%的车使用磷酸铁锂电池,需求=500*50%*0.2=50万吨,采用磷酸铁工艺路线的占四分之一的话,对磷酸铁的需求则为:50*0.25=12.5万吨。6.4磷酸铁锂的主要生产厂家和产能中国主要磷酸铁锂企业产能情况天津斯特兰年产能4000吨,计划三年后扩产至10000吨专业生产磷酸盐系列锂电正极材料北大先行2009年启动万吨磷酸铁锂材料生产线建
13、设,具体内容不详产品包括:钴酸锂、三元素和磷酸铁锂新乡华鑫设计年产能3000吨河南环宇下属公司,环宇是材料及电池一体化生产企业新乡格瑞恩年产能500吨河南金龙集团下属企业,金龙集团是材料及电池一体化生产企业新乡创佳年产能200吨2005年初开始对磷酸铁锂电池正极材料进行专项研究河南超威年产能1000吨焦作生产基地,是材料及电池一体化生产企业郑州瑞普生物年产能3000吨,2012年计划扩产到10000吨,具体情况不详2008年成立郑州市锂电池新材料工程研究中心比亚迪年产能240吨以上,尚无扩产计划自用,还无法满足自身需要贝特瑞年产能1500吨,尚未扩产计划宝安集团下属公司,专注于锂离子二次电池用
14、材料的研究与开发天骄科技年产能200吨宝安集团下属公司, 生产多种正极材料。广州融达年产能600吨,计划扩产到1500吨主要产品有钴酸锂、磷酸亚铁锂、锂镍锰钴氧、氧化亚钴、氢氧化钴、草酸亚铁、磷酸铁。临沂杰能年产能100吨专业生产锂离子动力电池正极材料,为天骄科技控股青岛乾运年产能1500吨专注于材料生产烟台卓能年产能200吨专注于材料生产山西力之源年产能500吨专注于材料生产合肥国轩年产能300吨上中下游一体化博骏科技年产能100吨,计划扩产到1500吨专注于材料生产苏州星恒年产能500吨以电池生产为主杭州赛诺索欧年产能2000吨材料电池一体化生产企业湖北万润年产能7000吨专注于材料生产,
15、A123的主要供应商深圳德方纳米年产能1000吨纳米电极材料生产数据来源:各公司网站6.5新能源车企的产品开发和销售情况比亚迪:磷酸铁锂、磷酸铁锰锂进入汽车制造领域之前,比亚迪就致力于电池产品的研发生产,这为比亚迪新能源汽车的发展提供了得天独厚的优势。比亚迪e6、秦、电动客车、专用车等全系产品的电池均为自家生产。比亚迪e6是目前国产电动汽车中续航里程最长的车型,搭载63kWh磷酸铁锂电池,续航里程300km。目前比亚迪磷酸铁锂电池的能量密度约为130Wh/kg,不及三元材料的密度,因此比亚迪在车上装载了大量电池,来提高续航里程。磷酸铁锂的优势在于稳定性和耐久性,e6在出租车运行中的实际表现足可
16、以证明:从2010年开始先后在深圳投入运营的850台e6电动出租车累计总行驶里程近3亿公里,单车最高行驶里程超67万公里。磷酸铁锂是比亚迪新能源车型采取的主要电池路线,此外比亚迪也在研究磷酸铁锂路线下的改进型磷酸铁锰锂。最新公布的第四批新能源车型免购置税目录显示,新款比亚迪e6将搭载全新的磷酸铁锰锂电池,续航里程提升至400km。尽管电池容量增加了19kWh,但整体电池质量反而减重50kg。通过采用磷酸铁锰锂电池替代磷酸铁电池,电池能量密度提升,以“增量不增重”的方式获得续航里程的大幅提升。戴姆勒也看中了比亚迪的电池技术,双方合作打造的腾势电动汽车采用比亚迪磷酸铁锂电池,新车上市不到一年,但电
17、池续航、稳定性等方面可以参见e6的表现。腾势搭载47.5kWh电池,综合续航里程超过250km。如果比亚迪将磷酸铁锰锂调整为主要的电池方向,未来也有可能在腾势车型上搭载应用,进一步提高续航里程。上汽:磷酸铁锂、氢燃料电池上汽荣威E50纯电动汽车采用磷酸铁锂电池,由上海捷新动力电池系统有限公司提供,这家公司由上海和A123合资成立,E50搭载18kWh电池,综合续航里程为120km,与市场上多数电动汽车相比,续航里程显然不占优势。从2012年推出至今,上汽迟迟没有对这款精品小车进行升级,再加上较高的售价,E50去年销量仅有400余辆。相较纯电动汽车的“止步”,上汽似乎更专注于燃料电池车的发展。荣
18、威950插电式燃料电池车是上汽研发的第四代燃料电池车。上汽采取是插电式燃料电池技术路径,除燃料电池堆还配合了一个电驱动发动机。该车续航里程可达400km,加氢只需3-5分钟,可在零下-20温度环境下启动,还拥有外置电源发电功能,通过插电转换器,即可实现对其他电器包括电动轿车的充电功能。北汽新能源:磷酸铁锂、三元锂北汽新能源首款电动汽车E150EV采用的是磷酸铁锂电池,中间对电池进行过升级,从21kWh提升到25.6kWh,综合续航里程达160km。去年年底,北汽新能源发布了新一代电动车型EV200和ES210,开始采用三元锂电池。EV200车型搭载30.4kW三元锂电池,综合工况续航里程达20
19、0km;ES210搭载38kWh锂电池,综合续航里程超过175km。北汽新能源所采用的三元电池由北京电控爱思开科技有限公司提供(北汽与SK合作成立),官方宣布电池满充满放超过3000次后容量衰减率小于20%。虽然三元电池发展势头很猛,但北汽新能源并没有放弃磷酸铁锂电池路线,今年新推出的EV160相当于EV200的另一电池版本,除了电池类型不同外,外观及配置保持一致。EV160搭载25.6kWh磷酸铁锂电池,综合续航里程为160km。电池由ATL普莱德提供,这是北汽更早时期与ATL合作成立的电池公司。根据北汽新能源今年1-4月的产量情况来看,EV系列的磷酸铁锂车型和三元锂车型份额占比接近1:1,
20、消费者很快接受了三元锂车型。江淮:磷酸铁锂、三元锂江淮iEV4以及前三代电动汽车均采用磷酸铁锂电池(共推广8000余辆),由国轩高科供应。iEV4搭载19.2kWh电池,续航里程为160km。在新一代电动汽车iEV5上,江淮开始采用镍钴铝三元电池,由天津力神供应。装载23kWh电池的iEV5续航里程可达200km。无论是续航里程、车速、配置等方面,iEV5都远超前四代车型,而且补贴后售价控制在9万元以内,性价比较高。利用三元材料可以在“里程”和“成本”之间找到好的平衡点。iEV5上市一个月左右的时间,销量就已突破500辆。启辰晨风:锰酸锂启辰晨风是基于日产聆风打造的中国本土化电动汽车,借助了日
21、产成熟的锂电池技术。晨风电动汽车采用锰酸铁电池,由192块电池单体构成的电池包,总重量不到200kg。该车综合续航里程为170km。与磷酸铁锂、钴酸锂、三元材料电池相比,锰酸锂电池有优势也有劣势。锰酸锂的能量密度、热稳定性和成本都居中,相对来说热稳定性较差一些。启辰晨风采用自然风冷,以及非凝固装的电解液,通过电解液改变电子移动速度,防止电池温度过高。吉利(知豆):三元锂、磷酸铁锂吉利与新大洋合作生产的知豆电动车有三元锂和磷酸铁锂电池两种版本,知豆D1、D2的三元锂版均搭载15kWh电池,续航里程达150km。知豆D1磷酸铁锂版搭载12kWh电池,续航里程超过80km。 知豆D2电动汽车奇瑞:三元锂奇瑞目前热销的高速锂电车型已投入三元锂的“怀抱”,eQ车型搭载22.3kWh电池,综合续航里程
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