鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:416次 | 2023年01月10日
動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈投資深度梳理
動(dòng)力鋰電池是新能源汽車重要零部件之一,對(duì)新能源汽車的續(xù)航里程、整車壽命、安全性等關(guān)鍵指標(biāo)具有重要影響。動(dòng)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(dòng)力鋰電池的上游是四大鋰電材料等環(huán)節(jié),下游是新能源汽車。上游四大鋰電材料包括正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液,各個(gè)環(huán)節(jié)呈現(xiàn)不相同的特點(diǎn)。正極材料對(duì)動(dòng)力鋰電池多方面性能有很強(qiáng)的決定性用途,隔膜材料是四大材料中毛利率最高的環(huán)節(jié),負(fù)極材料環(huán)節(jié)盈利水平和行業(yè)格局較為穩(wěn)定,電解液環(huán)節(jié)周期屬性較為明顯。
動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng),上游可追溯到鋰、鈷、鎳等礦產(chǎn)資源端,中游是四大鋰電材料及其他輔助材料,動(dòng)力鋰電池的下游是新能源汽車,整車之后是下游運(yùn)營(yíng)和服務(wù)等環(huán)節(jié)。
電芯材料
電芯材料總體技術(shù)路線:本著降本增效的目的,動(dòng)力鋰電池電芯材料的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)較為明確。據(jù)十三五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《新能源汽車》總體專家組提出的我國(guó)動(dòng)力鋰電池技術(shù)發(fā)展技術(shù)路線顯示,到2020年,國(guó)內(nèi)三元電池用的鎳、鈷、錳的比例由3:3:3轉(zhuǎn)向6:2:2和8:1:1。負(fù)極從碳負(fù)極向硅碳負(fù)極轉(zhuǎn)型。到2025年,正極材料性能進(jìn)一步提升,富鋰錳基材料繼續(xù)向前。到2030年,電解質(zhì)方面取得突破,固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化,電池單體比能量有望沖擊500瓦時(shí)/公斤。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
正極材料
正極材料作為鋰電池最核心的部分,其特性關(guān)于電池的儲(chǔ)能密度、循環(huán)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(jù)優(yōu)劣勢(shì)有不同的應(yīng)用領(lǐng)域,新能源乘用車及貨車細(xì)分市場(chǎng)三元鋰電池為主,LFP為輔,而新能源客車領(lǐng)域則LFP占絕大比重,而其他種類正極材料的鋰電池在動(dòng)力領(lǐng)域應(yīng)用較少。
負(fù)極材料
負(fù)極材料重要影響電池的能量密度、安全性和循環(huán)性能。在探索負(fù)極材料時(shí),理想的負(fù)極材料具備以下特點(diǎn),和正極材料電化學(xué)位差大以提高電池功率;材料層間距相對(duì)較大,鋰離子嵌入反應(yīng)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(huán)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(wěn)定;熱力學(xué)穩(wěn)定性好,不和電解液反應(yīng);鋰離子在負(fù)極材料中的擴(kuò)散速率高,易于容納大量的鋰離子;石墨化程度越低,SEI膜穩(wěn)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
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
電解液在鋰電池組件中連接正負(fù)極材料,同時(shí)是鋰離子傳輸?shù)妮d體,是使電池具備高電壓、高比能的關(guān)鍵。電解液由溶劑、電解質(zhì)(鋰鹽)和添加劑組成,其中溶劑具備介電常數(shù)高、粘度小、純度高、吸濕性好等特性,易于提高電解液的導(dǎo)電性,工業(yè)化常用的容積為環(huán)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(dǎo)電性溶劑EC、PC易于溶解電解質(zhì),而低粘度溶劑DEC、MEC和DMC有利于鋰離子的運(yùn)輸。電解質(zhì)為電解液中鋰源,部分鋰鹽由于高溫安全性差、導(dǎo)電率低、價(jià)格昂貴等原因被棄用。目前,應(yīng)用較多的為六氟磷酸鋰LiPF6,但,易水解、熱穩(wěn)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(fù)極材料之間,起到防止正負(fù)極材料接觸導(dǎo)致短路的用途。同時(shí)隔膜應(yīng)具有熱塑性,在高溫環(huán)境下隔膜發(fā)生熔融,微孔關(guān)閉,從而達(dá)到斷電目的。因此隔膜通常采用具有絕緣、不溶于有機(jī)溶劑、強(qiáng)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(dòng)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(chǎn)品為主。
下游需求空間廣闊
無(wú)論國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還是海外市場(chǎng),新能源汽車均處于成長(zhǎng)期起步階段,有望帶動(dòng)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)需求持續(xù)旺盛。國(guó)內(nèi)方面,據(jù)我國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),2019年國(guó)內(nèi)新能源汽車銷量120.6萬(wàn)輛,在2,576.9萬(wàn)輛的汽車銷量中占比僅4.68%,如圖20所示。新能源汽車行業(yè)空間廣闊,將帶動(dòng)動(dòng)力鋰電池需求持續(xù)上升。工信部官網(wǎng)2019年十二月三日公布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》(征求意見(jiàn)稿),提出2025年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)新能源汽車銷量占比要達(dá)到25%。市場(chǎng)成長(zhǎng)空間巨大。
未來(lái)幾年,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和海外市場(chǎng)動(dòng)力鋰電池需求均處于30%左右的中高速上升中,行業(yè)成長(zhǎng)屬性明顯。在國(guó)內(nèi)計(jì)劃出臺(tái)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》的指導(dǎo)和歐盟最新碳排放法規(guī)的要求下,全球新能源汽車市場(chǎng)將長(zhǎng)期保持上升態(tài)勢(shì)。隨著部分國(guó)家規(guī)劃禁售燃油車,整個(gè)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)需求有望持續(xù)上升。