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1、锂电池 行业分析研究报告 新材料在线 产业研究院 2015年5月 01 1. 锂电池概况 2. 锂原材料 3. 正极材料 4. 负极材料 5. 电解液 6. 隔膜 目录 02 锂电池概况 03锂电池概况 锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极 和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返 嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处 于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电 极。 钴酸锂、三元材 料、锰酸锂或磷酸 铁锂 锂离子自由 通过，电子 不能通过 石墨或其他负 极材料 优点： 输出电压高（3.6V) 能量密度
2、大 自放电小，循环寿命长 无记忆效应，可快速充放电 无有毒有害物质 缺点： 温度影响电池容量 安全性能不好 应用领域： 消费电子 电动交通工具 大型动力电源 二次充电及储能领域 04锂电池产业链分析 上游 中游 电芯制造与pack封装 原材料 电池材料 及电芯 应用领域 锂矿 电解液 隔膜 消费电子动力电池 石墨矿 下游 钴矿 负极正极 05锂离子电池的应用 锂离子电池应 用领域 下游应用产品 现有应用领域 手机 笔记本 相机 电动工具 电动自行车 新兴应用领域 储能领域 新能源汽车 06锂电池市场份额 Source：赛迪智库 21.0% 15.9% 14.3% 7.5% 6.0% 5.5%
3、3.0% 2.8% 1.9% 1.8% 20.9% 2014全球锂离子电池主要企业市场份额 三星SDILG化学松下索尼ATL力神 比亚迪光宇MaxellBAK其他 27.0% 35.0% 34.0% 4.0% 2014全球锂电池市场份额情况 中国日本韩国其他 Source：SNE 072014中国前五家锂电池企业 Source：赛迪智库，中国化学与物理电源行业协会 序号公司名称销售收入 （亿元） 产量 （亿只） 1ATL901.9 2比亚迪452.3 3天津力神40.51.6 4光宇21.5 5深圳比克7.51.64 2014 年我国锂离子电池产业格局排名前两 位的仍然是比亚迪和天津力神，20
4、14 年营 业收入均突破40 亿元，同比增长超过 20%；光宇国际和海特电子分别位居三、四 名，2014 年应用收入在20 亿元附近，与前 两位的差距十分明显；深圳比克2014 年营 业收入大幅下降至7.5 亿元。 08 锂原材料 09 上游 中游 电芯制造与pack封装 原材料 电池材料 及电芯 应用领域 锂矿 电解液 隔膜 消费电子动力电池 石墨矿 下游 钴矿 负极正极 锂电池上游原材料 10 锂电池上游原材料 45 11 50 0 10 20 30 40 50 60 碳酸锂钴石墨 一辆新能源电动车电池原材料消费量 Source：i投资 0 10 20 30 40 0 5 10 15 碳酸
5、锂钴石墨 % 万吨 锂电池原材料全球消费增量敏感性分析 2013年全球消费量100万辆电动车带动的消费增量 消费增量/全球消费增量 Source：i投资 一辆电动车的三种原料消费量:45千克碳酸锂、11千克钴、50 千克石墨。我们以特斯拉ModelS为例,测算了电动车中三种主要 金属元素的含量。同时按电动车年销量增长100万辆为基准,做原 材料的消费增量敏感性分析,可得出碳酸锂消费增量4.5万吨,现消 费量14万吨/年;钴消费增量1.1万吨,现消费量8万吨/年;石墨消费 增量5万吨,现消费量巨大但无准确数字 11 全球锂电池及原材料需求 201120122013201420152016 便携式
6、设备用锂电 池（亿Wh） 291341402467543628 电动汽车用锂电池 （亿 Wh） 21314683146236 储能用锂电池 （亿 Wh） 41016416786 锂电池总产量 （亿 Wh） 316382465591756950 正极材料（万吨）5.26.37.79.812.515.7 负极材料（万吨）33.64.45.67.18.9 隔膜（亿平方米）2.32.83.44.35.56.9 电解液（万吨）2.42.93.54.45.77.1 Source：SNE 12 锂行业产业链 锂矿石 焙烧法 加压 法 硫酸法蒸发法吸附法煅烧法 盐湖锂卤水 工业级碳酸锂 氢氧化 锂 锂基酯 润
7、滑剂 机械行 业 电池级 碳酸锂 正极 电池 氟化锂 六氟磷 酸锂 锂电池 电解液 金属锂 锂合金 航天航 空 汽车军 工 消费电子 电动汽车 丁基锂 有机物 合成 高纯度 碳酸锂 化工制 药科研 世界主要锂资源国家产量和储量 全球锂资源储量约为1300万吨，年开采量为3.5万吨，预计可开采371年 13锂行业产业链 陶瓷和玻璃 35% 电池 29% 润滑脂 9% 连铸结晶器保 护渣粉 6% 空气净化 5% 聚合物生产 5% 原铝生产 1% 其他 10% Source：USGS 在锂的下游用途中，锂总比例的29%主要应用于电池 图：锂下游用途占比 三大盐湖 锂厂商 盐湖 储量 （碳酸锂当量）
8、品味 镁锂 比 年产量 （碳酸锂） 美国 Rockwoo d 智利阿卡塔3168万吨0.15%6.43万吨 美国银峰21.12万吨0.02%1.2 智利SQM智利阿卡塔3168万吨0.15%6.44.57万吨 美国FMC 阿根廷 Salardehombre Meurto 448.8万吨0.07%1.42.22万吨 合计产量9.77万吨 全球产能20万吨 全球锂生产概况 Source：USGS 14锂行业产业链 目前全球1年锂的消费量大约是16万吨碳酸锂当量，其中有5万吨应用于 电池领域。按照60KWH车型计算，如果产量达到50万辆的水平，那么相 当于电池级碳酸锂/氢氧化锂需求增加50%。而20
9、13年全球新能源汽车 （PHEV+EV）销量已达到18万辆 价格分析 工业级碳酸锂含量低于99%，技术级碳酸锂纯度99%，而电池级碳酸锂纯 度99.5%，涵盖了75%的锂电市场，售价在6500美金/吨。纯电动车级碳 酸锂纯度99.9%，覆盖了15%的锂电市场，售价8500美金/吨。EV Plus 级 碳酸锂纯度则达到了99.99%，占据10%锂电市场，售价15000美元/吨 Source：海通证券研究所 电动汽车中，锂电成本占比最大，接近一半，而锂电成本中，又以正极 材料的价值量占比最大，一般占比30-40%。 动力电 池, 50% 正极 材料, 30% 隔膜, 25% 电解 液, 17% 负
10、极 材料, 10% 其他, 18% 新能源汽车成本分析 Source：IIT 15国内锂行业重点企业 国内锂行业重点企业 天齐锂业 赣锋锂业 西藏矿业 兴晟锂业 西部矿业 江特电机 16钴 48% 21% 14% 4% 3%3% 2%1% 4% 全球钴资源储量分布 刚果澳大利亚古巴 赞比亚俄罗斯新喀里尼里亚 加拿大中国其他 30.50% 10.40% 8.50% 7.30% 7.10% 6% 30.00% 中国钴矿储量分布 甘肃山东云南 河北青海山西 Source：USGS Source：千讯咨询 17钴 Source：USGS 在钴的下游消费结构中，锂电池的份额最大，约占42%。但由于钴价格
11、 高，所以锂电池正极材料发展方向是尽可能减少钴的使用 42% 19% 9% 9% 7% 4% 3% 7% 全球钴下游消费结构 化学电池高温合金硬质合金催化物 陶瓷色釉料磁性材料粘结剂，干燥剂其他 主要地点矿产名称产量（吨） 同比增加 （%） Glencore XStrata 总和1940039% 非洲Katanga、Mutanda、Mopani1600050% 加拿大Sudbury、Raglan、Nikkelverk70017% 澳大利亚Murrin Murrin、XNA26008% 淡水河谷公司353255.4% 自由港公司刚果Tenke Fungurume127007.7% Sherrit
12、t 总和249319.1% 古巴Moa1660-13.4% 马达加斯加Ambatovy833323% 其他产量2013年1-11月赞比亚钴产量同比增加17%，达到5857吨 世界主要钴供应商 企业企业海亮股份海亮股份 格林美格林美 中国中冶中国中冶 金岭矿业金岭矿业 中国主要钴相关企业 Source：安泰科 18石墨 中国石墨矿资源相当丰富。全国20个省(区)有石墨矿产出。探明储量的 矿区有91处，总保有储量矿物1.73亿吨，居世界第1位。从地区分布 看，以黑龙江省为最多，储量占全国64.1%，四川和山东石墨矿也较丰 富。 26% 15% 10% 10% 9% 6% 5% 3% 2% 14%
13、石墨下游消费占比 化工光伏 半导体金属冶炼 锂电池和核能模具 高温合金汽车工业 玻璃陶瓷其他 锂电池和核能对原材料方面的需求占了石墨下游消费的9% Source：i投资 19 正极材料 20 上游 中游 电芯制造与pack封装 原材料 电池材料 及电芯 应用领域 锂矿 电解液 隔膜 消费电子动力电池 石墨矿 下游 钴矿 负极正极 正极材料 21正极材料 钴酸锂 (LCO) 镍钴锰酸锂 （NCM） 锰酸锂 （LMO） 磷酸铁锂 （LFP） 镍钴铝酸锂 （NCA） 分子式LiCoO2 LiNixCoyMn1 -x-yO2 LiMn2O4LiFePO43.7 电压平台3.73.63.83.33.7
14、比容量150160120150170 振实密度2.8-3.02.0-2.32.2-2.41.0-1.42.0-2.4 优点 充放电稳 定，生产 工艺简单 电化学性能稳 定，循环性能 好 锰资源丰富， 价格较低，安 全性能好 高安全性， 环保长寿 高能量密度，低 温性能好 缺点 钴价格昂 贵，循环 寿命较低 用到一部分金 属钴价格昂贵 能量密度低， 电解质相容性 差 低温性能 较差，放 电电压低 高温性能差，安 全性能差，生产 技术门槛高 主要正极材料性能对比及主要车企材料选择 Source：动力锂离子电池及其正极材料的研究进展 车企特斯拉宝马通用丰田日产比亚迪 车名 Model SI3雪佛兰V
15、olt Prius锂电版LeafE6 电动车辆种类纯电动纯电动 增程式混 动 混动纯电动纯电动 电池供应商松下三星SDILG松下自主研发自主研发 电池配备容量 （kwh） 40,60,8 5 22164.42460 能量密度 170wh/ kg 130wh/ kg 81wh/kg30-80wh/g 140wh/k g 100wh/g 续航（公里）40025780(电动）24(电动）175300 正极材料 NCA(镍 钴铝锂） 改性锰 酸锂 锰酸锂镍钴锰酸锂锰酸锂磷酸铁锂 碳酸锂当量需 求估算（公斤） 50-6034.5940.3811-3035.04140.51 2014全球销 量 3.1万1
16、.6万2.1万6.1万3611 Source：海通证券研究所 22正极材料 三种动力用正极性能比较 能量密度、成本、安全性、热稳定性、循环寿命是动力锂电池的5 个关键 指标，三元材料、锰酸锂与磷酸铁锂任何一个在这5 个方面都不具有绝对 优势，导致动力锂电池极材料技术路线的差异 正极材料能量密度安全循环寿命成本高低温性能 锰酸锂居中较好一般最低 高温下最稳 定 三元材料最高一般一般最高容易热分解 磷酸铁锂最低最好好居中低温性能差 目前镍钴锰三元材料主要仍是和钴酸锂、锰酸锂等掺杂使用于手机、平板 电脑及小型动力电池领域，未来的市场份额预计将进一步提高，新能源汽 车领域将成为其主要市场之一，而钴酸锂的市场份额将减少。 42% 28% 16% 8% 6% NMCLCOLMOLNOLFP 37% 38% 15% 10% NMCLMOLNOLFP Source：三井株式 2020年电池正极材料 （消费品）所占比例 2020年电池正极材料 （电动车）所占比例 23正极材料 三元材料在正极材料市场中的份额 或受益于动力电池的爆发
