2022年动力电池材料市场现状及磷酸锰铁锂产业规模预测报告（44页）.pdf

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1、2022 年深度行业分析研究报告 正文之后的免责声明及其项下所有内容磷酸铁锂和三元材料是动力电池主要正极体系0101磷酸锰铁锂：低成本高电压，正极发展新方向0202百亿市场方兴未艾，应用场景丰富多样0303上下游企业快速布局，产业化进程显著加快0404目录目录正文之后的免责声明及其项下所有内容一、锂离子电池正极材料体系发展趋势分析一、锂离子电池正极材料体系发展趋势分析正文之后的免责声明及其项下所有内容图1：锂电池正极材料体系研究应用标志性事件资料来源：锂电池基础科学，国信证券经济研究所整理正极材料体系介绍正极材料体系介绍 理想的锂离子电池应具有较高的能量密度、功率密度，较好的循环性能及可靠的安

2、全性。正极重量达到电池整体重量的38%以上，因此提升正极材料的比容量是提升电池整体容量的关键。实际上能够全面满足要求的正极材料体系并不多，目前也没有明确的理论可以指导正极材料的选择。主流的正极材料体系都是历史上由个别科学家提出，然后经过长期的研究开发使材料逐渐获得应用。正文之后的免责声明及其项下所有内容能量密度由比容量和电压共同决定能量密度由比容量和电压共同决定电池的能量密度是比容量与电压的乘积。而正极材料能量密度提升可以依托以下几种路径：1）提升比容量，如层状三元高镍材料、层状富锂锰材料；3）提升材料电压，如磷酸锰铁锂、高压钴酸锂、高压三元材料等；3）从材料形貌、材料粒度和极片工艺入手提高材

3、料的压实密度。三元材料中镍元素能够提高正极比容量、锰元素能够提升正极的工作电压，因而其展现出显著优于磷酸铁锂材料的能量密度。图2：锂电池的计算质量能量密度和体积能量密度资料来源：锂电池基础科学，国信证券经济研究所整理图3：理论比容量为170mAh/g的不同材料能量密度情况（Wh/kg)资料来源：磷酸锰铁锂正极材料电化学性能研究，国信证券经济研究所整理5786466970200400600800100012003.4V3.8V4.1VE为能量密度V为工作电压q为电池容量正文之后的免责声明及其项下所有内容正极材料体系介绍正极材料体系介绍 商业化使用的锂离子电池正极材料按结构主要分为以下三类：层状晶

4、体结构（钴酸锂、三元材料）；立方尖晶石晶体结构（锰酸锂）；正交橄榄石晶体结构的（磷酸铁锂等）。目前动力电池领域在主流应用材料为橄榄石结构的磷酸铁理和层状三元材料，主要考量是性能与成本的最优组合：尖晶石材料相对容量较低，同时高温下由于锰的溶解造成性能下降；层状材料中钴酸锂成本过高，LiNiO2存在安全问题，将Ni、Mn、Co三种材料组合起来，即为三元材料是当前高性能动力电池的主要选择，成本更具优势但能量密度较低的磷酸铁锂也是动力电池的另一大主流方向。表1：常见锂离子电池正极材料性能材料类型材料类型磷酸铁锂磷酸铁锂锰酸锂锰酸锂钴酸锂钴酸锂三元镍钴锰三元镍钴锰晶体结构橄榄石尖晶石层状层状理论容量（m

5、A.h/g)170148274273-285电芯质量比能量（W.h/kg)130-160130-180180-240180-240平均电压/V3.43.83.83.6电压范围/V3.43.83.82.5-4.6循环性/次2000-6000500-2000500-1000800-2000安全性能好良好差中价格（万元/吨）（2022Q1均价）14.510.953.933.3（三元6系）主要应用领域电动车大规模储能电动工具、电动自行车3C电子产品电动工具、电动自行车、电动汽车、储能资料来源：锂电池基础科学，国信证券经济研究所整理正文之后的免责声明及其项下所有内容三元和磷酸铁锂是主流动力电池正极材料三

6、元和磷酸铁锂是主流动力电池正极材料图4：国内正极材料产量（万吨）资料来源：鑫椤锂电、国信证券经济研究所整理图5：国内动力电池装机量及磷酸铁锂电池占比（GWh、%）资料来源：动力电池联盟、国信证券经济研究所整理动力电池市场中磷酸铁锂和三元材料是最主要的正极体系。动力电池市场中磷酸铁锂和三元材料是最主要的正极体系。2021年中国正极产量预计为104.9万吨，同比增长超102%；其中三元材料产量39.8万吨，占比约38%，磷酸铁锂产量为45.3万吨，占比约43%，同比提升16pct。2021年国内动力电池装车量为154.5GWh，同比增长143%；其中三元电池装机量为74.3GWh，同比增长91%；