车用锂电池调研报告.docx

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车用锂电池调研报告

新能源汽车动力锂电池调研报告

1、项目概况

1、动力电池

动力电池是为电动汽车动力系统提供能量的蓄电池，主要包括锂离子电池、镍氢电池和铅酸电池等。

铅酸电池由于安全性好，成本低，在微混和城市型纯电动汽车上具有一定优势；但由于能量密度低，无法在其它类型电动汽车上应用。

　镍氢电池技术成熟、安全性好，在近几年内占据混合动力的主流地位，尤其是在轻混、中混和重混等车型上；但由于能量密度低，成本高，技术发展已接近极限，性能进一步提高的余地不大。

锂离子电池具有零污染、零排放、能量密度高、体积小和循环使用寿命长等优点，是国内外动力电池发展和应用的趋势，将逐步占据未来市场的主流地位；但由于安全性和成本问题，目前正处于发展期。

动力锂电池产业链下游主要是电动自行车、电动摩托车、电动轿车、电动客车等需要大功率的应用领域。

2、锂电池

（1）锂电池的分类

①按内部材料分为锂金属电池和锂离子电池两大类。

锂金属电池由于其性质不够稳定而且不能充电，所以无法作为反复使用的动力电池；而锂离子电池则具有反复充电的能力，被作为主要的动力电池发展，锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

②按用途分为数码电池和动力电池两大类。

③按外壳材料分为钢壳电池、铝壳电池和聚合物电池三类。

④按形状分为圆柱电池、方形电池和异形电池三类。

（2）锂电池的结构

锂电池结构分为五部分，即正极、负极、隔膜、电解液和外壳。

锂电池正极包含活性物质、导电剂、溶剂、粘合剂、基体等物质；锂电池负极包含活性物质、粘合剂、溶剂、基体等物质；锂电池外壳包含钢壳、铝壳、盖板、极耳、绝缘胶带等五金件。

3、车用锂电池

车用锂电池是混合动力汽车及电动汽车的动力电池，通常我们说得最多的车用锂电池按正极材料分主要有磷酸铁锂电池、锰酸锂电池以及三元锂电池（三元镍钴锰）。

　　锰酸锂电池安全性较好，成本低，但高温性能较差，寿命较低；.三元锂电池能量密度高，性能比较均衡，但成本较高；磷酸铁锂电池安全性最好，循环寿命长，但低温特性较差、能量密度较低。

　　目前国外多数电池企业，如松下、三洋、SBL、LG、JCS等，主要选择三元材料；国内多数电池企业和美国A123，主要选择磷酸铁锂。

磷酸铁锂电池能够成为国内动力电池中的主力，归功于高效率输出、高安全性、电池的结构简单而稳定、极好的循环寿命、可快速充电及对环境无污染。

然而，随着美国特斯拉电动汽车进入中国，能量密度高、续航能力强的三元锂电池优势显现。

在乘用车市场上，由于乘用车留给电池的空间不多，鉴于目前磷酸铁锂电池能量密度已经基本达到理论的极致，而三元电池的能量密度还有很大的提升空间，不少厂家纷纷着手研发和应用三元材料，两种锂电池得到均衡发展。

业内专家表示，作为目前动力电池的主力军，磷酸铁锂的电池能量密度已经基本达到理论的极致，但是由于成本，安全等方面的优势，使得其在工业化生产上仍被需求。

2、项目市场及生产情况

1、市场需求情况

随着国际石油价格上扬及各国对于环保问题的逐渐重视，新能源汽车逐渐成为世界汽车产业的发展趋势。

政策倾斜力度增加、大型车企抢滩布局、消费者环保意识的不断增强，导致了我国新能源汽车市场迅速扩张。

2009年密集扶持政策打开了我国新能源汽车增长的快车道，2011年行业进入产业化阶段，2014年我国电动车市场更是呈现出井喷态势，产销量均同比大涨三倍以上。

我国新能源汽车销量从2012年至2015年分别为1.2万辆、1.76万辆、7.47万辆和33.1万辆。

2016年开始受补贴政策退坡影响，增速逐步放缓，但2016年新能源汽车累计产销分别达51.7万辆和50.7万辆，远超2015年整体水平。

2017年，我国新能源汽车产销为79.4万辆和77.7万辆（其中纯电动销量65.2万辆，插电式混动销量12.5万辆；比亚迪、北汽新能源销量均突破10万辆，东风新能源汽车突破5万辆），同比分别增长53.8%和53.3%，市场占比达到2.7%，比上年提高了0.9个百分点，带来了近36GWh的动力电池需求量。

根据预测，未来新能源汽车行业仍将维持快速增长，2018-2020年新能源汽车产量将达到100万辆、137万辆和200万辆，对应动力电池需求量分别为47GWh、58GWh和95GWh。

国家“十三五”规划提出，截止2020年新能源汽车销量将达200万辆；近日中央四部委联合发布电动车免购置税政策延续至2020年，政策的倾斜更加佐证电动车是未来发展主流。

 2、单车电池配比

目前纯电动客车所需电池容量最大，纯电动乘用车和专车所需电池容量相对较小，纯电动汽车的电池容量是插电式混合动力汽车电池容量的3-6倍，说明纯电动汽车电池的技术难度更高，价格更贵。

有关单台汽车电池配比数据见下表（单位：

KWh）。

电动（EV）

插电式混合（PHEV）

乘用车

30-80

10-15

客车

150

25

专用车

40

3、行业生产情况

（1）行业产能、产量和出货量

伴随新能源汽车销量增长，动力电池作为核心零部件也得到快速发展。

从2015年新能源汽车销量大幅增长后，国内外动力电池市场也呈现爆发趋势，电池厂商的产能、产量和出货量均大幅提升。

2017年全行业总产能为154.5GWh，其中方形、圆柱、软包三种类型电池产能分别达到68.5GWh、63GWh、23GWh，占比分别为45%、41%、15%。

2018年底全行业总产能预计将达到182GWH，其中方形产能达到93.5GWh、圆柱产能50.5GWh和软包产能达到38GWh，占比分别达到51%、28%、21%。

近两年新增产能集中在磷酸铁锂电池和三元锂电，2017年磷酸铁锂电池产能达73.7GWh，占总产能比例为48%，较16年占比提升20个百分点。

2018年从当前企业的规划来看，延续三元锂电扩产加速的态势，行业三元电池产能将增至112.3GWh，占比也提升至62%，其中比亚迪三元电池产能将新增5GWh，行业龙头CATL三元电池产能将由8.5GWh提升至19.5GWh，新增产能达11GWh，可满足众多乘用车车企的配套规划需求。

行业主要企业2017年锂电产能及2018年规划锂电产能情况见下表。

我国2016年车用动力锂电池产量为30.8GWh；2017年为49GWh；2018年预计为74GWh。

2014-2017年我国动力锂电池出货量分别为5.9GWh、17GWh、30.5GWh、39.2GWh，同比增长293%、188%、79%、28.5%。

2016年动力锂电池领域总投资已经超过374亿元，国内主流电池企业2017年产能已超100GWh，远超下游需求。

但另一方面，根据产业微观观测，国内优质的高端三元电池产品仍属稀缺，从部分乘用车用三元电池屡屡不达标准可见一斑。

因此，我们认为目前国内动力电池逐渐形成高端三元电池稀缺、磷酸铁锂与低端三元电池相对过剩的行业格局。

（2）产业发展趋势

从锂电池行业的地区分布来看，全球锂离子电池产业主要集中在中、日、韩三国，三者占据了全球95%以上的市场份额。

国际巨头相对于国内厂商而言在电池的一致性、稳定性、循环寿命等方面都有比较大的优势，对下游整车厂的吸引力也很大。

国内自主品牌的动力电池产品已开始陆续配套国内整车企业，包括乘用车、客车、专用车等市场，从技术路线上讲，镍氢电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池已经在十二五结束时基本接近甚至达到国际先进水平，三元锂电池也开始产业化进程。

在动力电池激烈的行业竞争中，CATL、比亚迪、国轩高科等优势企业逐渐确立了自己的龙头地位，行业集中度不断提升。

2016年与2017年，国内动力电池前三家企业合计出货量占比超过50%；CATL也逐渐超过比亚迪，成为国内动力电池龙头。

17年以来，以宁德时代、比亚迪为首的动力电池龙头扩产幅度高于行业均值，CATL（17GWh）、比亚迪（16GWh）、国轩高科（10GWh）产能位列前三，亿纬锂能、北京国能、孚能科技、天津力神紧随其后，这导致行业集中度进一步提升。

以CATL、国轩、比亚迪、力神等为代表的企业，均在加强技术研发发展高镍三元锂电，另一方面加强与车企的基地产能配套，减小运输半径及有效降低成本，形成紧密的产能供给。

《中国制造2025》明确要求，2020年我国动力电池能量密度要达到300Wh／公斤，2025年达到400Wh／kg，2030年达到500Wh／kg。

科技部原部长万钢曾表示，要努力把动力电池单位能量密度提高一倍，把制造成本降低50％，使单位电池能量达到300Wh／kg以上，成本降至1元／瓦时以下。

磷酸铁锂电池能量密度的理论极限值为170Wh／kg，而三元电池远高于这个数值。

各大电池企业把提高能量密度的研究方向几乎都定为三元材料。

4、主要生产厂家

（1）CATL

CATL2017年总产能达17.09GWh，其中8.5GWh为三元锂电，主要材料体系为三元532/622，目前811体系电池正处于研发当中，预计明年有望量产。

2018年产能有望达到31.5GWh，19年达到45.9GWh，2020年产能达到54GWh。

基地主要集中在福建宁德、江苏溧阳、青海西宁等。

主要客户包括北汽、华晨宝马、吉利、一汽、南车时代、厦门金龙、郑州宇通和中通客车等。

（2）BYD

比亚迪17年总产能已经达到16GWh，其中LFP产能达10GWh，三元电池产能6GWh，17年启动青海10Gwh的三元电池产能扩充，预计完全达产时间为2019年6月。

2018年规划产能21GWh，2019年达到26GWh，2020年产能有望达39GWh。

生产基地以深圳坑梓、惠州两地为主，另外在青海等地也在新建生产基地。

（3）国轩高科

国轩高科的主力产品为方形磷酸铁锂电池，16年具备三元锂电池产能，目前在客车及乘用车方面客户基本覆盖主流车企。

2017年产能7.5GWh，其中磷酸铁锂产能为5.5GWh，三元产能达2GWh。

2018年是公司产能释放的关键年，预计将增加7GWh，其中合肥四期将增加5GWh三元622产能，庐江和唐山共增加2GWhLFP产能，18年底共计可达14.5GWh。

其它产地包括江苏昆山、南京、河北唐山一期（在建）。

主要客户包括南京金龙、江淮汽车、安凯客车、中联重科、上海申沃、东风汽车、河北御捷等。

（4）力神

力神圆柱技术国内排前三，21700产线是国内最早产能最大的产线，方形电池产品型号正逐步向大容量发展，主力产品为51AH，76AH、43AH左右，100AH以上的产品后续也会出来。

公司17年产能10GWh，主要生产基地是天津，青岛、苏州、绵阳，武汉等。

预计2018年产能将达15GWh（7.5GWh方形LFP+2.4GWh三元方形+5.2GWh三元圆柱），2020年规划达到30GWh。

主要客户包括江淮、吉利、一汽、东风汽车、南京金龙、厦门金龙、中通客车、天津清源等。

（5）亿纬锂能

公司2016年底产能2GWh，公司17年产能约7GWh，18年产能增至9GWh，主要是荆门新增1GWh三元方形和1GWh的磷酸铁锂，所有产能分为：

1GWh软包叠片、3.5GWh三元电池、4.5GWh磷酸铁锂电池。

预计19年将达到11GWh，2021年达到22GWh。

生产基地是湖北金泉和惠州。

（6）中航锂电

公司17年产能2.5GWh，其中三元电池约0.21GWh，磷酸铁锂2.23GWh，均在洛阳生产。

公司18年常州部分产能达产，产能约5GWh，其中三元1.21GWh，磷酸铁锂3.7GWh。

根据公司规划2020年产能达15GWh。

生产基地主要为洛阳和常州。

主要客户包括东风汽车、河南少林、陆地方舟、南京金龙、四川野马、中通客车、重庆瑞驰等。

（7）国能电池

2017年总产能达到11GWh，目前磷酸铁锂软包电池产能占比90%，其余为三元软包，预计2018年将在郑州继续扩产，总产能达到13GWh，公司规划2020年总产能升至20GWh。

生产基地有北京、郑州、襄阳、重庆、海宁、南昌、新余、龙岩等八大基地。

（8）孚能科技

公司是国内软包龙头，2017年孚能产能约为5GWh的三元软包电池，2018年预计产能最高达13GWh，北京顺义规划8GWh产能有望于年底至19年投产。

此外18年年内将开工赣州三期10GWh产能，预计将于19年开始陆续投放。

生产基地主要包括赣州、北京等地。

（9）卡耐新能源

公司专业从事动力锂离子软包电池生产销售，2017年三元软包电池的产能为0.75GWh，主要分布在上海基地产能为0.25Gwh，南昌基地的产能为0.5Gwh，2018年将持续大力扩产，南京产能预计年底可达5.8Gwh以上。

2019年产能预计将达到13.2GWh。

生产基地：

公司具备南京1个技术中心、日本、北美两个海外技术中心、5个生产基地（上海、南昌、广西、两个核心基地）。

（10）比克

公司是国内三元圆柱领域内的优质公司，2017年三元圆柱产能达5GWh，其中具备811产能1GWh，2018年公司产能达8GWh，其中最高可具备4GWh的811电池，预计2019年产能有望达到12GWh，2020年将达到20GWh。

生产基地：

深圳和郑州。

5、国内主流新能源车电池成本

综合官方数据研判，目前新能源汽车动力电池（模组）的成本大约在1500元/度电左右。

（1）比亚迪e6

整车价格：

30.98—36.98万

电池容量：

80度电

电池成本估算：

12万元

（2）吉利帝豪ev300

整车价格：

19.48-24.98万

电池容量：

41度电

电池成本估算：

6.15万元

（3）腾势ev400

整车价格：

36.98-43.28万元

电池容量：

60度电

电池成本估算：

9万元

（4）北汽eu260

整车价格：

20.59-21.59万元

电池容量：

41度电

电池估算成本：

6.15万

3、生产工艺流程

锂电池生产工艺流程分为三大工段，一是极片制作，二是电芯制作，三是电池组装。

在锂电池生产工艺中，极片制作是基础，电芯制作是核心，电池组装关系到锂电池成品质量。

锂电池生产工艺流程具体环节包含正极拉浆、负极拉浆、正极片、负极片、钢壳装配、注液及检测以及组装等。

1、极片制作

（1）主要工艺流程：

将一定比例的正负极活性材料、导电剂、粘结剂与溶剂NMP一起混合高速分散制成一定粘度的浆料→通过涂布机将正负极浆料均匀涂布在集流体上，并烘干浆料，制成固体电极片→将涂布好的正负极片通过轧辊机辊压，以减小极片厚度，充分发挥极片能量密度→辊压后的极片通过五金模切机冲切成所需要尺寸的正负极片。

（2）主要设备：

NMP回收系统、混料机、自动上料系统、涂布机、五金模切机、正极滚压机、正极分切机、负极滚压机、负极分切机、真空烘箱、去离子水机等。

2、电芯制作

（1）主要工艺流程

叠片制作流程：

将冲切好的正负极片与隔膜一起叠片成芯包。

装配流程：

将芯包装入铝塑包装膜内→顶、底边封装→侧边封装→短路测试。

注液制作流程：

将单体电池在真空烘箱中干燥除水→将电解液注入干燥后的单体电池。

（2）主要设备：

自动叠片机、自动封装线、自动注液机、喷码机、检测仪、正压测漏机、充放电柜、内阻测试仪等。

3、电池组装

（1）化成老化流程：

单体电池注液口密封→注液后的单体电池预充电充分激活→抽气、整形→单体电池分容测试容量→单体电池测试内阻电压、尺寸等性能指标。

（2）化成老化主要设备：

软包电池化成柜、自动封口机、自动清洗机、自动除气切折烫一体设备、自动除气设备、VOC检测设备、全自动贴胶机、生产线体、喷码机、高温箱、软包电池分容柜、IMP/OCV分选设备等。

（3）分选、组装流程：

单体电池测试→电芯分选→组装电池组→整体组装→功能测试→循环测试→最终组装。

（4）分选、组装主要设备：

轨道装配线、检测装置、自动分选机、容量检测设备、扭力控制系统、chroma测试仪器、BMS检测装置、蜗壳检验装置等。

4、投资估算

1、产能门槛

2016年出台的《汽车动力电池行业规范条件（2017年）》（征求意见稿）提出了建立车用动力电池准入管理规定的要求，要求锂离子动力电池企业年生产能力不低于8GWh，近期据中国证券网报道，最新修改版《规范条件》将年产能门槛下调至3-5GWh之间，但将在研发、产品性能方面提出更高要求。

我们认为《规范条件》中提出的高门槛表明国家希望提高行业门槛，真正有资金、有实力、有决心做动力电池的企业才能最终立足。

总体来说，无论最终门槛定在哪个位置，《规范条件》的出台都将对整个行业带来一定冲击，真正想在行业立足的企业将在未来1-2年内大力扩产。

2、建设规模及投资

建设规模按年产3GWh锂离子电池，预估投资约20亿元。