2018年锂电池行业研究报告

2018 行业研究报告 1 2018 年锂电池行业研究报告 2018 行业研究报告 2 一、行业概况和特点 近年来，随着新能源汽车行业的快速发展，动力电池行业处于高速发展状态；近年来随着补贴政策对新能源汽车续航里程和电池能量密度要求的提升，三元电池逐渐成为市场主流的，但方形电池的应用最为广泛，装机量最高；动力电池行业具有较高的技术、规模和品牌壁垒。 车用动力锂电池行业属新兴行业，从行业发展阶段来看，2008 年之前我国从事车用动力锂电池技术开发的企业数量少，在生产规模以及产品应用等方面均无规模化发展的趋势。自 2008 年我国政府将部分电动大巴车作为清洁能源应用的代表，在北京奥运会期间的投放使用，并获得良好的市场反响，我国政府对新能源汽车行业的重视程度明显加深。 国家科技部于 2009 年初推出“十城千辆”目标工程，该项目为国家 863 计划项目之一，具体内容为计划连续 3 年，在国内 10 个有条件的大、中城市推广千辆混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车，并建立相应的能源供应基础设施。自此，我国电动汽车行业进入规模化快速发展阶段，并带动有效的车用动力锂电池的市场需求规模快速扩张。近年来新能源汽车产销量增速保持在 50%以上，动力电池产量增长保持在 40%以上，新能源汽车和动力电池行业整体仍处于高速发展时期。 图 1 近年来新能源汽车产销量和动力电池产量同比变化情况 资料来源：联合评级根据公开资料整理 在锂动力电池产业链方面，其上游主要是包括锂矿、钴矿等在内的各类原材料，中游包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜以及电芯制造及 Pack 封装，下游为新能源汽车。其中，正极材料直接决定着动力电池的性能。 图 2 动力电池产业链构成情况 2018 行业研究报告 3 资料来源：新材料在线、雪球 按正极材料划分，动力电池一般分为磷酸铁锂电池和三元锂电池。磷酸铁锂电池具备磷酸铁锂动力电池的能量密度较低但安全水平相对较高，一般用于商用客车；而三元材料动力电池则能量密度更高，一般用于乘用车。近年来补贴政策对能量密度的要求不断提升，三元材料动力电池市场份额不断扩大，2018 年 1~9 月，三元电池累计销售 24.6GWh，占总销量的比重超过 50%，达到 53.9%。 图 3 近年来三元电池和磷酸铁锂电池市场份额变化情况 资料来源：联合评级根据公开信息整理 电芯是动力电池的关键，也是构成汽车动力电池的最小单位，除正极材料的差异外，结构也有所不同，一般可分为软包、方形和圆柱电芯，三类电芯在形状上有明显的区别，也各具特点。圆柱形电芯具备标准化程度高、散热空间较好的特点，方形锂电芯可以根据产品的尺寸进行定制化生产，但同时也导致其标准难以统一；软包锂电芯是液态锂离子电芯套上一层聚合物外壳（铝塑复合膜），其具有重量轻、容量大等特点。 表 1 三种电芯特点比较 项目 优点 缺点 2018 行业研究报告 4 圆柱电芯 工艺成熟度和生产效率高，过程控制严格，成品率及电芯一致性高。壳体结构成熟 集流体上电流密度分布不均匀，内部各部分反应程度不一致电芯内部产生的热量很难得到快速释放，累计会造成电池安全隐患 方形电芯 对电芯的保护程度高，可通过建设单体电池的厚度保证内部热量的快速传递，安全性能有较大改善 壳体在电芯总重中占比较大，导致单体电池能量密度较低，内部结构犊砸，自动化工艺成熟度相对较低 软包电芯 外部结构对电芯的影响小，封装材质质量有效，电池能量密度最高 大容量电池密封难度增加，可靠性相对较差；所采用的的铝塑复合封装膜机械强度低，制约了电池使用寿命。 资料来源：联合评级根据公开信息整理 单个的电芯是不能使用的，只有将众多电芯组合在一起，再加上保护电路和保护壳，才能直接使用。这就是所谓的电池模组。电池模组（module）是由众多电芯组成的。需要通过严格筛选，将一致性好的电芯按照精密设计组装成为模块化的电池模组，并加装单体电池监控与管理装置。在形成电池模组后，会进入电池包的工艺流程。首先将需要的连接器组装到下箱体上，装入冷却系统，将对应的模组装入外壳，连接高低压线束，紧固上盖；之后进行冷却系统及箱体的密封性测试；通过之后进行电池包的最终测试，合格之后入库，形成最终的动力电池成品。 图 4 从电芯到电池的过程（以特斯拉使用的松下 18650 电池为例） 资料来源：卡车之家 在应用方面，特斯拉使用的是松下生产的圆柱形电芯电池，宁德时代的产品以方形电芯电池为主，LG 化学是主要的软包电芯电池生产商之一。目前市场上方形电池的装机量最多。 2018 行业研究报告 5 表 2 三种电池的部分应用车型 电池生产商 车企 车型 圆柱 松下 特斯拉 Model S、Model 3 力神/华霆动力 江淮 IEV5 力神 IEV6E 比克 众泰 E200、云 100 天能 奇瑞 Eq 方形 松下 福特 Focus 电动版、Fusion 混动版 大众 e-UP、e-Golf 东芝 本田 飞度电动版 三星 SDI 宝马 i3、i8 克莱斯勒 F500e 日立 通用别克 君威混动版、君越混动版 比亚迪 比亚迪 秦、唐、宋、e5、e6 宁德时代 北汽新能源 EV200、EU260 吉利 博瑞 GE、帝豪 EV450 奇瑞 3xe、艾瑞泽 5e 东风 风神 e70 广汽 传祺 GE3、传祺 GS4 插混版 国轩高科 北汽新能源 EC180 江淮 IEV4 软包 LG 化学 通用雪佛兰 沃蓝达、Bolt 日产 聆风（2016 年版） 现代起亚 索纳塔混动版、K5 混动版、K7 混动版 雷诺 Twizy、Zoe、Fluence 法拉第未来(FF) FF91 孚能 北汽 EU400 万向 A123 上汽 荣威 E550、荣威 E50 长安 逸动混动版 资料来源：电动汽车观察家 从目前市场上主要厂家产品的能量密度看，不同形状的三元电芯能量密度均在 200Wh/kg 以上，磷酸铁锂电芯能量密度范围在 160Wh/kg~180Wh/kg 之间；在系统能量密度方面，因为电池系统内部包含电池管理系统，热管理系统，高低压回路等占据了电池系统的部分重量和内部空间，因此电池系统的能量密度都比单体能量密度低。2018 年 2 月新能源汽车补贴政策调整后，对系统能量密度高于 160Wh/kg 的补贴系数由 1.1 提高到了 1.2 倍，目前行业内主要企业的产品已接近达到或超过此标准。 表 3 部分动力电池企业产品电芯能量密度和系统能量密度（单位：Wh/kg）