新能源汽车研究参考资料Word下载.docx

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年国内电解液需求为8000 

吨，仅汽车需求就增加50%，将来随着锂电池渗透率的提高，未来3年动力电池可保持50%增长。

根据有关行业预测，中国新能源电动汽车2020年约占汽车总销量的5.4%，2020年电动汽车将达到132.8万辆，其中HEV、PHEV、EV分别为13.5、109.5、9.8万辆。

按照每台汽车平均使用正极材料50 

公斤、负极材料40 

公斤、电解液40 

公斤，预计2020年我国正极材料、负极材料和电解液需求分别将超过70000 

吨、55000 

吨和55000 

吨。

新能源产业的发展将围绕最为核心的电池业务展开，并逐步延伸至电气系统（驱动电机、控制系统）、整车（乘用车、客车）、充电站和充电桩以及上游资源（锂、镍、稀土）等领域，相关上市公司也将从新能源汽车行业发展突破中获得新的发展空间。

二、动力电池产业链

电动汽车的发展阶段主要分为三个阶段：

混合动力汽车（HEV）、可插式油电混合汽车（PHEV）、纯电动汽车（EV）。

动力电池是在各个阶段都必须解决的核心技术，动力电池是由阳极、阴极和电解液组成的移动能量源。

当充电的时候，离子从正极流出，通过电解液流回负极。

当电池被使用或者放电的时候，正极和负极发生相反的电化学反应，产生的电压降驱动外加负载。

目前动力电池主要包括锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池、镍镉电池、银锌电池和聚合物电池等技术。

各种电池种类特点比较

电池类型

优势

劣势

动力性能

储能性能

说明

锂离子电池

高比能量、比功

率；

高温性能好；

无记忆性、自放电

率低

需要进一步的研究降低成本、提高安全性能、耐用性和使用寿命

☆☆☆

☆☆

因具有较高的比能量，锂离子电池在高端消费电子领域发展很快。

目前最为理想的新能源动力汽车电池。

镍氢电池

安全；

耐用；

比能量和比功率较高

成本较高；

自放电率高；

需要控制氢损失；

电池效率低

☆

在混合动力汽车中已经被成功使用

铅酸电池

比功率较高；

成本低；

可回收

比能量低；

低温性能差；

使用寿命低

高功率铅酸电池已经被用于混合动力汽车

镍镉电池

比能量和使用寿

命比铅酸电池好，

大量用于消费品

镉是有毒的重金属

未被应用于混合动力汽车的研发

聚合物锂离

子电池

比能量高；

使用寿命长

成本较高

已经被用于高端消费品，如苹果Mac

NationalRenewableEnergyLaboratory

其中铅酸电池和镍镉电池技术是两种历史悠久的电池种类，在消费品电子产品中有过广泛的应用，但逐步被镍氢和锂离子电池所替代，已被证明在新能源汽车中具有较少的应用；

银锌电池虽然具有比能量大的特点，但由于成本较高（银），目前大多用于航天飞机和导弹；

聚合物锂离子电池除了用固态或凝胶型聚合物电解质替代无机溶剂，其基本原理等同于传统锂离子电池，其能有效抗击机械冲击因而更加安全，还具有更加大的比能量和比功率，但目前造价昂贵，因而聚合物锂离子电池的前途一方面取决于锂离子电池技术的发展，一方面取决如何解决目前与传统锂离子电池过高的成本差价问题。

就目前市场占有率来看，镍氢电池还是市场的主流，尽管镍氢电池价格不菲，但仍然因为安全性、耐用性以及较合理的能量密度成为目前主要混合动力汽车的首选（例如丰田的Prius）。

但从长远来看，锂电池将是动力电池发展的主流。

一方面锂离子电池价格较镍氢电池便宜、具有更高的能量密度、无电池记忆性以及具有更高的充放电效率，其能量密度约为镍氢电池的1.5-2.5倍，为铅酸蓄电池的3-5倍，近几年来锂离子电池技术突破层出不穷，成本不断降低，因此具有各项性能不断优化的潜力；

另一方面新能源汽车的发展路径是从HEV到PHEV朝EV发展，研究已经证实锂离子电池在对应不同的比功率下具有更加宽广的比能量属性；

同时考虑到动力电池认证和动力汽车量产时间，未来3-5年内镍氢电池仍是动力汽车的主流，但锂离子电池市场份额会逐渐成长，并随着锂离子电池技术不断成熟、成本不断降低，会在之后数年取代镍氢电池成为新能源动力汽车的主流。

（一）锂离子电池

自90年代日本索尼公司成功开发以来，锂离子电池由于工作电压高、储能较大、体积小、质量轻、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染等优势迅速发展，但目前动力锂离子电池尚未成熟产业化，目前主要应用于笔记本电脑和手机等消费电子，随着技术的不断成熟也被认为是比较适合的新能源汽车动力电池种类。

锂离子电池四种主要的原材料包括正极、负极、电解液和隔膜。

正极由于材料的不同，约占制造成本的40-45%左右，负极材料约占10左右，隔膜占15~20%，电解液占10%左右，其他成本占20%左右。

锂离子电池成本构成

华泰研究所

锂离子电池行业国内厂商分布情况

材料名称

目前毛利率

主要厂商

竞争格局

正极

15%-50%

湖南杉杉，中信国安、比亚迪、中国宝安、北大先行、青岛卓能、天津斯特兰等

市场竞争格局稳定

负极

30%-40%

上海杉杉、深圳贝特瑞、新乡远东电子、长沙海容等

电解液

40%

江苏国泰、珠海赛纬、东莞杉杉、深圳宇邦、天津金牛等

隔膜

60%-70%

深圳星源、佛山金辉高科（佛塑股份）等

基本依靠进口

（1）正极材料

目前厂商正极材料主要为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰锂、镍钴铝和磷酸铁锂。

各种类型正极材料的锂离子电池性能比较

正极材料

LiCoO2钴酸锂

Li（Ni1/3Co1/3Mn1/3）O2

镍钴锰三原材料

Li（Ni0.85Co0.1Al0.05）O2

镍钴铝三元材料

LiMn2O4锰酸锂

LiFePO4磷酸铁锂

安全性

低

中

高

比能量

150

140

比功率

较高

成本

中等

使用寿命

>

500

1000

缺点

成本高、安全性低

充放电时结构欠稳定

安全性能欠佳

循环寿命低

电阻率大

华泰联合研究所

相比而言，由于磷酸铁锂正极材料安全性能好、价格便宜、比功率高，使用寿命长等优势已成为正极材料研发的主攻方向，有望成为锂离子电池的正极得到最广泛的应用。

（A）磷酸铁锂充放电次数可以达到2000次，如果按照续航150km纯电动汽车计算，电池使用寿命内可以续航300,000km，已经与汽车的使用寿命相当；

（B）磷酸铁锂电池工作温度为-40~70摄氏度，显著优于钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰锂；

（C）钴酸锂、镍钴锰锂锂离子电池原材料需要昂贵的镍、钴，一旦磷酸铁锂技术得到突破，成本有更多的下降空间。

目前磷酸铁锂技术尚未成熟，制造工艺要求高，目前尚无磷酸铁锂电动汽车量产。

在未来3~5年，钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰锂和磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池将并存，考虑到磷酸铁锂良好的物理特性，磷酸铁锂锂离子电池有望渐成电动汽车电池的主流，2020年预期超过90%的汽车锂离子电池采用磷酸铁锂为正极。

我国锂离子正极材料合计产能约为3.5~4万吨，基本集中于钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰锂的生产，目前已有磷酸铁锂生产计划。

国内具有正极材料生产经验的厂家包括：

湖南杉杉、比亚迪、北大先行、新乡格瑞恩等。

其中杉杉股份（600884）作为服装行业的龙头企业，在1997年开始锂离子二次电池材料的生产和销售，从最早的负极材料，逐步形成正极、负极、电解液三大产品体系，目前已经成为动力电池行业龙头之一，其中正极材料生产规模国内第一，负极和电解液也位居国内第二，同时为了应对原材料（氧化钴）价格波动过大的风险，这两年开始试产锰酸锂和三元材料，此外，公司还与澳大利亚Heron 

Resources 

Ltd.签署了框架合作协议，共同开发Yerilla镍钴矿，解决钴酸锂的原料问题，除了锂电池正极材料、负极材料与电解液，公司还与上海空间电源研究所等机构合作组建了航天电池技术有限公司。

其次中信国安（000839）控股的中信国安盟固利电源技术公司主要从事电池材料的开发和生产，是国内少数几家大规模生产动力电池的厂商，目前产能锂电池正极材料钴酸锂（1500吨）和锰酸锂（500吨），公司以盟固利为电池材料和电池组件生产平台，专注于锰酸锂锂离子动力电池的开发与生产。

2009年正极材料制造商产能统计

太平洋研究所

（2）负极材料

相比于正极材料，负极材料技术上比较成熟，生产技术壁垒较低，目前主要使用的负极材料是工业合成的石墨，价格比较便宜，所以行业的竞争环境更多依赖于上下游稳定的供应商关系，其成本仅为电池总成本的10%左右。

由于实际石墨能量比已经基本接近其理论值，此外由于新能源汽车对于比功率增长的要求渐渐大于对比能量的增加，所以学术界普遍认为，目前科研主攻方向主要是改进晶格结构使离子能够更加顺畅的进出负极材料，以此来提高比功率，上海杉杉科技近年来也致力于开发中间相炭微球CMS（开发）。

目前我国锂离子负极材料合计产能约为2~3万吨，深圳贝特瑞年产能6000吨，是负极材料最大的国内供应商，其次是杉杉股份（600884）年产能5000吨。

2009年负极材料制造商产能统计

公司公告

（3）电解液

锂电池电解液一般由可溶性锂盐电解质和有机溶剂配制而成，其中锂盐最常用的是六氟磷酸锂LiPF6。

电解液对LiPF6纯度要求高，主要电解液生产商都外购LiPF6。

我国电解液合计产能约为2万吨，国泰华荣、深圳宙邦