鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2023年01月10日
動力鋰電池產業鏈投資深度梳理
動力鋰電池是新能源汽車重要零部件之一,對新能源汽車的續航里程、整車壽命、安全性等關鍵指標具有重要影響。動力鋰電池在新能源汽車整車成本中占比接近40%,是新能源汽車成本占比最大的部分。
動力鋰電池的上游是四大鋰電材料等環節,下游是新能源汽車。上游四大鋰電材料包括正極材料、負極材料、隔膜、電解液,各個環節呈現不相同的特點。正極材料對動力鋰電池多方面性能有很強的決定性用途,隔膜材料是四大材料中毛利率最高的環節,負極材料環節盈利水平和行業格局較為穩定,電解液環節周期屬性較為明顯。
動力鋰電池產業鏈較長,上游可追溯到鋰、鈷、鎳等礦產資源端,中游是四大鋰電材料及其他輔助材料,動力鋰電池的下游是新能源汽車,整車之后是下游運營和服務等環節。
電芯材料
電芯材料總體技術路線:本著降本增效的目的,動力鋰電池電芯材料的技術發展趨勢較為明確。據十三五國家重點研發計劃《新能源汽車》總體專家組提出的我國動力鋰電池技術發展技術路線顯示,到2020年,國內三元電池用的鎳、鈷、錳的比例由3:3:3轉向6:2:2和8:1:1。負極從碳負極向硅碳負極轉型。到2025年,正極材料性能進一步提升,富鋰錳基材料繼續向前。到2030年,電解質方面取得突破,固態電池實現規模化、產業化,電池單體比能量有望沖擊500瓦時/公斤。
正極材料
正極材料作為鋰電池最核心的部分,其特性關于電池的儲能密度、循環壽命、安全性等具有直接影響。鋰電池常用的正極材料有磷酸鐵鋰(LFP)、鈷酸鋰(LCO)、錳酸鋰(LMO)和三元材料(如NCA和NCM),不同種類的正極材料電池根據優劣勢有不同的應用領域,新能源乘用車及貨車細分市場三元鋰電池為主,LFP為輔,而新能源客車領域則LFP占絕大比重,而其他種類正極材料的鋰電池在動力領域應用較少。
負極材料
負極材料重要影響電池的能量密度、安全性和循環性能。在探索負極材料時,理想的負極材料具備以下特點,和正極材料電化學位差大以提高電池功率;材料層間距相對較大,鋰離子嵌入反應所需自由能小,易具有較大的鋰離子容量,且嵌入后不膨脹,循環性能好;電極電位不受鋰離子嵌入量影響,有利于電池工作電壓穩定;熱力學穩定性好,不和電解液反應;鋰離子在負極材料中的擴散速率高,易于容納大量的鋰離子;石墨化程度越低,SEI膜穩定性越好,可防止電解液嵌入電極材料;易制備,資源豐富等。
電解液
電解液在鋰電池組件中連接正負極材料,同時是鋰離子傳輸的載體,是使電池具備高電壓、高比能的關鍵。電解液由溶劑、電解質(鋰鹽)和添加劑組成,其中溶劑具備介電常數高、粘度小、純度高、吸濕性好等特性,易于提高電解液的導電性,工業化常用的容積為環狀碳酸酯(碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC)及鏈狀碳酸酯(碳酸二甲酯DEC、碳酸甲乙酯MEC和碳酸二乙酯DMC),高導電性溶劑EC、PC易于溶解電解質,而低粘度溶劑DEC、MEC和DMC有利于鋰離子的運輸。電解質為電解液中鋰源,部分鋰鹽由于高溫安全性差、導電率低、價格昂貴等原因被棄用。目前,應用較多的為六氟磷酸鋰LiPF6,但,易水解、熱穩定性存在不足。
隔膜
隔膜是保障電池安全的最重要組件之一,其浸漬在電解液中,位于正負極材料之間,起到防止正負極材料接觸導致短路的用途。同時隔膜應具有熱塑性,在高溫環境下隔膜發生熔融,微孔關閉,從而達到斷電目的。因此隔膜通常采用具有絕緣、不溶于有機溶劑、強度高等特性的聚烯烴多孔膜。常用的隔膜有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及丙烯-乙烯共聚物等。全球汽車動力鋰電池使用的隔膜以三層PP/PE/PP、雙層PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料產品為主。
下游需求空間廣闊
無論國內市場還是海外市場,新能源汽車均處于成長期起步階段,有望帶動動力鋰電池產業需求持續旺盛。國內方面,據我國汽車工業協會數據,2019年國內新能源汽車銷量120.6萬輛,在2,576.9萬輛的汽車銷量中占比僅4.68%,如圖20所示。新能源汽車行業空間廣闊,將帶動動力鋰電池需求持續上升。工信部官網2019年十二月三日公布《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》(征求意見稿),提出2025年國內市場新能源汽車銷量占比要達到25%。市場成長空間巨大。
未來幾年,國內市場和海外市場動力鋰電池需求均處于30%左右的中高速上升中,行業成長屬性明顯。在國內計劃出臺的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》的指導和歐盟最新碳排放法規的要求下,全球新能源汽車市場將長期保持上升態勢。隨著部分國家規劃禁售燃油車,整個動力鋰電池產業需求有望持續上升。