1、 锂离子动力电池行业研究报告 1 / 25 锂离子动力电池行业研究报告 2017 年 3 月 锂离子动力电池行业研究报告 2 / 25 引言引言 2016 年 11 月 22 日,工信部发布了汽车动力电池行业规范条件 (2017 年) (征求意见稿) ,该规范条件首次将锂离子动力电池单体企业的基本规模要求提升至 8GWh。一时间,全行业一片哗然,工信部对于打造一批规模超高的一流企业的期望表露无遗。 实际上,从 2015 年开始,锂离子动力电池的行业准入门槛就在不断提高。尤其是2015 年底“骗补”事件的曝光,工信部希望借助严格的监管措施,避免锂离子动力电池行业出现诸如光伏、LED 等行业的无序
2、竞争状态,将财政补贴款项用在用心造车的企业上,营造出健康的行业发展环境。 锂离子动力电池到底是什么?其发展历程是怎样的?在控制排放和运用新能源的要求下,锂离子动力电池的发展意味着什么? VC/PE 在锂离子动力电池投资中正在以及即将扮演怎样的角色?这一市场是否还有投资机会? 投中研究院秉承专业严谨的研究风格,近期对锂离子动力电池进行了深度调研,并发布研究报告锂离子动力电池行业研究报告 ,以供各方参考。 投中研究院 2017 年 3 月 锂离子动力电池行业研究报告 3 / 25 一、一、 锂离子动力电池锂离子动力电池综综述述 1. 锂离子电池定义锂离子电池定义 锂离子电池是一种二次化学电池(充电
3、化学电池) ,其正负极由两种不同的物质构成,可供锂离子可逆地嵌入和脱出。充电过程中,Li+从正极脱出,经过电解质嵌入负极的晶格之中,从而正极处于高电位的贫锂状态,负极则处于低电位的富锂状态;放电时则相反。 2. 锂离子动力电池定义锂离子动力电池定义 动力电池是指具有高能量密度及功率,能够驱动电动自行车、电动汽车等电动设备的电池。根据不同的化学反应过程,动力电池可以分为铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池等。其中,应用于纯电动及混动汽车的动力电池主要为锂离子电池,该种电池也是本文讨论的重点。 一般来说,锂离子动力电池由电芯、BMS(电池管理系统)及线束等部件组成。其中,电芯主要由
4、正极、负极、电解液、隔膜及其他部件构成。 与其他动力电池相比,锂离子动力电池具有高能量密度(或功率密度) 、高循环次数、安全可靠、一致性好等特点。 3. 锂离子动力电池主流体系锂离子动力电池主流体系 生产工艺与电池形态方面,锂离子动力电池通产分为圆柱形、软包及方形三类。其中,圆柱形电池采取卷绕的方式生产。由于圆柱形电池曾长期应用于消费电子领域,工艺最成熟、自动化率较高、一致性较好,但单体容量偏低,对 BMS 要求较高,如特斯拉使用的 18650 电池即为圆柱形。软包电池采取方形叠片的方式生产,具有厚度薄、重量轻、空间利用率高等优点,但自动化率不高、可靠性低。方形电池则是结合了软包的方形外观和圆
5、柱形卷绕式生产方法,具有空间利用率高、自动化率高的优点,但电池设计复杂,技术门槛最高。在电动汽车中,软包和方形电池是主流。 电池材料方面,根据正极材料的种类划分,锂离子动力电池通常分为磷酸铁锂、三元材料、锰酸锂及钴酸锂电池等;根据负极材料的种类划分,锂离子动力电池通常分为碳基、钛酸锂、硅基电池等;根据电解质的种类划分,锂离子动力电池分为液态电解液电池与固体电解质电池。 具体来说,在正极材料方面,高工产研锂电研究所(GGII)数据显示,2016 年国内正极材料出货量为 16.16 万吨,同比 2015 年增幅达 43%。其中,磷酸铁锂的出货量(含企业自产)为 5.7 万吨,同比增长 75%;三元
6、材料出货量为 5.43 万吨,同比增长达 49%。 锂离子动力电池行业研究报告 4 / 25 磷酸铁锂和三元材料已成为正极材料中发展最快、出货量最大的两类材料,同样的,这两类正极材料构成的锂离子动力电池在市场中的占有率也是最大的。 负极材料方面,2016 年国内负极材料出货量为 12.25 万吨,同比增长 68.27%。其中,碳基材料占 90%,居主导地位,其中尤以天然石墨(55%)和人造石墨(35%)为主。以钛酸锂为负极的电池目前占比仍较小,硅基材料还未真正商业化。 电解质方面,采用液态电解液的电池是目前的主流产品,2015 年国内电解液产量为6.33 万吨;而全固态电池作为动力电池未来的发