鉅大LARGE | 點擊量：1125次 | 2022年10月17日
我國鋰電池產業發展趨勢是什么
1中國鋰離子電池行業發展現狀
1.12017年發展現狀
根據中國化學與物理電源行業協會統計分析，2017年中國鋰離子電池銷售收入達到1589億元，比2016年的1330億元，同比增長19.5%。鋰離子電池的產量由873億Wh增長到1009億Wh，同比增長15.6%。主要是由于新能源汽車動力電池和儲能用電池市場的快速增長。其中，消費類電子產品用鋰離子電池銷售收入由695億元增長到757億元，同比增長約9%，產量由490億Wh，同比增長7%，達到524億Wh。新能源汽車及電動自行車用動力鋰離子電池銷售收入由600億元，同比增長30%，達到780億元；產量由330億Wh，同比增長35%，達到446億Wh。儲能用鋰離子電池銷售收入由35億元，同比增長48%，達到52億元，產量由25億Wh，增長到39億Wh，同比增長55%，2014-2017年中國鋰離子電池產銷，如表1所示。
2017年度中國鋰離子電池銷售收入前30強企業銷售收入合計達到1223.03億元，占2017年中國鋰離子電池銷售收入總和的77%。2017年中國鋰離子電池銷售收入30強企業如表2所示。
2017年中國鋰離子電池出口量約為17.11億只，2016年出口量約為15.17億只，與上一年相比，同比增長了12.79%。2017年鋰離子電池出口額約為80.48億美元，2016年出口額約為68.41億美元，同比增長了17.64%。2017年中國鋰離子電池出口方向，數量及出口額如表3所示。2017年中國鋰離子電池出口額20強企業如表4所示，2017年中國動力鋰離子電池裝機量前20強企業如表5所示。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
2017年各種車型動力電池裝機量合計為369.1億Wh，其中磷酸鐵鋰(LFP)為180.7億Wh，占總體的49.0%；三元材料(NCM)為165.6億Wh，占總體的44.9%；錳酸鋰(LMO)為15.4億Wh，占總體的4.2%；鈦酸鋰(LTO)為7.4億Wh，占總體的2.1%。2017年各種車型的動力電池裝機量及占比見表6所示。
2017年鋰離子電池正極材料企業產量排名：根據對18家磷酸鐵鋰企業的統計，磷酸鐵鋰產量為72918t，前十家企業總產量為66538t，占比91.3%，磷酸鐵鋰前十大企業按產量大小順序為貝特瑞、湖南升華、比亞迪、安達科技、北大先行、德方納米、合肥國軒、重慶特瑞、江蘇樂能、斯特蘭；根據對29家三元材料企業的統計，總產量為129380t，前十大企業總產量為81160t，占比62.7%。三元材料前十大企業分別為寧波金和、優美科、湖南杉杉、金瑞科技、北京當升、深圳振華、湖南瑞翔、廈門鎢業、無錫凱力克、湖南桑頓。
根據對11家鈷酸鋰企業的統計，總產量為51750t，前5家企業產量為42000t，占比81.2%；前3家為33500t，占比64.7%。鈷酸鋰前十大企業分別為天津巴莫、湖南杉杉、廈門鎢業、盟固利、北大先行、當升科技、湖南瑞翔、江門科恒、廣州融捷、湖南美特。
根據對2017年13家錳酸鋰材料企業的統計，總產量為32500t，前10家的總產量為29200t，前5家的為18300t，占比56.3%。錳酸鋰材料前十大企業為湖南桑頓、中信大錳、淄博科源、青島乾運、中天光源、江西智鋰、湖南信達、濟寧無界、天津通一、河北強能。
根據對15家負極材料企業的統計，總產量為170500t，占比為92%。前7家產量都超過1萬t，前3家總產量為95000t，占比55.7%。2017年鋰離子電池負極材料前三大企業銷售收入：深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司為150989萬元，上海杉杉科技有限公司為148223萬元，江西紫宸科技有限公司為147392萬元。
根據對14家電解液企業的統計，總產量為110106t，前10家企業總產量為95595t，占比86.8%；前3家企業總產量為50880t，占比為46.2%。主要電解液企業銷售收入情況如表10所示。
根據對13家隔膜企業的統計，總產量為13.76億m2，前10家總產量為12.79億m2，占比92.9%，前8家總產量都超過1億m2。2017年鋰離子電池主要隔膜企業銷售收入如表12所示。
2017年鋰離子電池部分設備企業銷售收入如表13所示。2017年鋰離子電池組主要企業銷售收入如表14所示。
1.22018年發展現狀
(1)2018年1-11月中國動力鋰離子電池裝機量統計
2018年1-11月中國動力鋰離子電池裝機量前20強企業如表15所示，占同期動力鋰離子電池總裝機量的93.4%。2018年1-11月中國動力鋰離子電池裝機量統計中磷酸鐵鋰(LFP)為161.1億Wh，36.6%；三元(NCM)為269.6億Wh，61.2%；錳酸鋰(LMO)為6.6億Wh，1.5%；鈦酸鋰(LTO)為3.3億Wh，0.74%；合計440.6億Wh。2018年1-11月各種車型動力電池裝機量如表16所示。
三元電池：裝機量為269.6億Wh，占裝機量61.2%。從配套車輛類型來看，主要配套在新能源乘用車上，占比92.1%。磷酸鐵鋰電池：裝機量為161.1億Wh，占裝機量36.6%；從配套車型類別來看，磷酸鐵鋰電池主要配套在新能源客車上，市場占有率為72.2%，主要集中在10m以上的新能源客車中。錳酸鋰電池：裝機量為6.6億Wh，占裝機量的1.5%；主要應用在新能源客車上，占比62.1%。鈦酸鋰電池：裝機量為3.3億Wh，占裝機量的0.74%；主要作為快充電池應用在新能源客車上。
在各類動力電池方面，目前市場主要以三元電池和磷酸鐵鋰電池占據主導地位；從發展趨勢來看，三元電池占比將快速提升。
2018年1-11月各種形狀電池配套量及在各種車輛的占比如表17所示。
表172018年1-11月各種形狀電池配套量及在各種車輛的占比
總體來說，方型、圓柱型和軟包三種封裝類型的動力電池各有優勢，也各有不足，每種電池都有自己主導的領域，方型三元電池主要應用在新能源乘用車上，方型磷酸鐵鋰電池主要應用在新能源客車上。
隨著補貼政策對整車技術越來越高的要求，系統比能量成為重要的考核指標。相同材料的單體電池，由于不同的封裝形式，單體系統比能量有著一定的差距。由鋁塑復合膜封裝的軟包電池比起鋁殼封裝的方型電池和鋼殼封裝的圓柱型電池質量都要輕，而且內阻小，安全保障高等優勢吸引了一大批制造商的目光。預計未來軟包動力電池在新能源汽車市場比重有望達到50%。
(1)動力電池行業特點：市場集中度顯著提高
2016年以來，動力鋰離子電池行業呈現產能結構性過剩。隨著國家政策的深度調整，動力電池行業集中度將持續提升。
2016年前20強企業裝機量占比為83.1%，前5家企業裝機量占比為64.5%。
2017年前20家企業裝機量為320.9億Wh，占比87%；前5家企業裝機量為223.43億Wh，占60.5%。
2018年前11個月前20家企業裝機量為411.72億Wh，占比為93.5%；前5家企業裝機量占比為75.7%。前2家占63.1%。
2018年各個企業面臨著補貼大幅度下滑、比能量及續航門檻大幅提高、企業緊張等多重壓力，無論是二三線梯隊企業，還是被邊緣化的動力電池企業，均有被淘汰出局的風險。
2018年三元動力電池占比明顯提升，從市場需求看，乘用車將是未來新能源汽車增長的主力。由于補貼政策的引導和三元電池本身的高密度特性更能滿足新能源乘用車市場的需求，從國內主流電池生產企業的數據看，三元電池已成為電池技術發展的重點。盡管磷酸鐵鋰電池在電動大客車領域擁有廣闊的市場，但隨著技術的進步，三元電池的成本逐步降低，以及安全性的逐步提高，其對磷酸鐵鋰電池的市場份額將造成明顯沖擊。隨著三元電池的安全性逐步得到驗證，加之消費市場對于續航里程的需求提升，國家政策又傾向扶持高比能量動力電池，高鎳三元材料電池被業界普遍看好，吸引眾多動力電池企業的積極布局。三元電池企業多在集中布局高鎳三元電池的研發，技術路線從目前主流的NCM523體系向NCM622、NCM811和NCA快速地推進。2020年補貼取消后，磷酸鐵鋰電池、三元電池和錳酸鋰電池將會擁有各自的應用領域和發展空間。
(2)電池安全性應引起企業高度重視
三元正極材料的高鎳低鈷化在提升電池比能量、降低材料成本等方面具有明顯優勢，但安全性和穩定性問題卻較為突出。由于高鎳三元正極材料的技術壁壘較高，在制備工藝、設備及生產環境等方面的要求都遠遠高于普通三元材料，國產高鎳三元材料走向成熟仍需要克服多項技術難題。企業為得到更高的補貼，在提高系統比能量的要求下，降低了電池系統的熱管理要求，存在很大的安全風險。另外，大部分企業在三元電池生產方面還缺乏足夠的經驗積累，電池的安全性和壽命都有待檢驗。企業應高度重視電池單體和系統的安全性。
(3)補貼下調敦促全產業降成本
預計，2019年補貼標準將進一步降低、門檻進一步提高，直到2020年后補貼完全取消。補貼下調使得動力電池環節首先受到沖擊，同時，上游鈷、鎳等原材料價格的上漲，動力電池企業的利潤空間正在一點點被吞噬，電池企業短期內壓縮成本的意愿十分強烈。
電池企業將通過向上游隔膜、電解液、負極、正極等環節壓價等“降本”措施及提高比能量、標準化、規模化生產等“增效”措施來盡可能彌補。
2中國鋰離子電池市場發展趨勢
2.1新能源汽車成為國內未來重點發展方向
2015年10月30日，工業和信息化部正式發布《〈中國制造2025〉重點領域技術路線圖(2015年版)》。《中國制造2025》提出純電動和插電式混合動力汽車、燃料電池汽車、節能汽車、智能網聯汽車是國內未來重點發展的方向，并分別提出了2020年、2025年的發展目標。
隨著新能源汽車在家庭用車、公務用車和公交客車、出租車、物流用車等領域的大量普及，2020年中國新能源汽車的年銷量將達到汽車市場需求總量的5%以上，2025年增至20%左右。在國家碳排放總量目標和一次能源替代目標需求下，2030年新能源汽車年銷量占比將繼續大幅提高，規模超過千萬輛。
2016年10月26日發布的《節能與新能源汽車技術路線圖》指出：隨著新能源汽車在家庭用車、公交客車、出租車、物流用車、公務用車等領域的大量普及，至2030年，新能源汽車逐漸成為主流產品，汽車產業初步實現電動化轉型。至2020年，新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達到7%以上。至2025年，新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達到20%以上。至2030年，新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達到40%以上。
國家對動力電池提出明確發展目標為：
(1)《節能與新能源汽車國家規劃(2012-2020)》
電池模塊的比容量達到300Wh/kg以上，成本降至1.5元/Wh以下。
(2)“十三五”計劃-新能源汽車重點研發專項(2016-2020)
產業化的鋰離子電池比能量達到300Wh/kg以上，成本降至0.8元/Wh以下；電池系統比能量達到200Wh/kg以上，循環壽命達到1200次以上，成本降至1.2元/Wh以下；新型鋰離子電池比能量達到400Wh/kg以上，新體系電池比能量達到500Wh/kg以上。
(3)《中國制造2025》
2020年：電池比能量達到300Wh/kg；2025年：電池比能量達到400Wh/kg；2030年：電池比能量達到500Wh/kg。
(4)汽車產業中長期發展規劃
2020年：電池比能量達到300Wh/kg以上，力爭實現350Wh/kg，系統比能量力爭達到260Wh/kg、成本降至1元/Wh以下；2025年：電池系統比能量達到350Wh/kg。
2.2雙積分政策實施，外資車企將加速在華新能源汽車布局
《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》自2018年4月1日起施行，2019年起正式考核。根據辦法，2019-2020年，車企銷售車輛中新能源汽車積分比例分別為10%和12%。雙積分政策的推出，外資車企為了適應政策要求，加快與國內新能源汽車企業的合資步伐，這將推動海外(尤其是歐洲)傳統車企加緊電動汽車在華布局，合資與自主的較量將在電動車領域再次上演，國內核心零部件供應商迎來歷史性發展機遇。雙積分政策是一把“雙刃劍”，會有力地促進新能源汽車總規模的擴張，但是自主品牌新能源汽車的市場空間會有較大的壓縮。雙積分政策實施的力度越大，對自主品牌的空間壓縮程度就越大。
2.3全球智能手機市場增長平穩，中國廠商市場份額擴大
2017年全球智能手機出貨量15.5億部，同比增長2%，前十大廠商獲得了77%的市場份額。前十大廠商中國占據6家。2017年國內市場出貨量為4.91億部，同比下降12.3%。4G手機升級浪潮退去，性能提升帶來的剛性換機需求走弱，致使國內市場出貨量結束兩年來的增長趨勢。當前國內市場趨近飽和，海外成為了國產品牌手機廠商極為重要的目標市場。
2.4電網級電化學儲能爆發，對鋰離子電池需求快速擴大
當前電網對儲能需求已經從單純的電量存儲功能向快速出力調節功能轉變。而“鋰電池+PCS”的組合模式，是目前快速調節出力最為經濟有效的方式。鋰電池的性能、成本優勢已經開始被電力領域所認知，加之輔助服務的市場化改革，儲能商業模式日漸清晰，2019年開始投資規模必將進入一輪爆發期。
2018年上半年我國電化學儲能裝機量同比增長127%，其中電網側、輔助服務領域裝機量占比超過60%，且全部為鋰離子電池。從公開的項目看，僅寧德時代在福建的儲能規劃第一期項目就達到100MWh，江蘇、河南共300MWh的電網側儲能項目也已開工，“火電+儲能”合計需求也將突破100MWh。預計，從2019年開始，電網級鋰電池儲能需求將會達到GW級別，對于鋰電池需求快速擴大。
2.5鐵塔基站對退役鋰離子電池有巨大需求
中國鐵塔從2015年以來開展了退役動力電池用于基站備電的試驗，試驗的站點覆蓋了城市、鄉村以及高寒、高溫、高濕等不同場景，不同的基站類型。試驗結果證明，梯次電池相對于傳統鉛酸電池，具有充放電次數多、續航能力強、使用年限長等諸多優點。2018年10月31日，中國鐵塔與11家新能源汽車主流企業簽署戰略合作協議，進一步推廣梯次電池試點應用。鐵塔公司目前在全國范圍內擁有180萬座基站，備電需要電池約54GWh；60萬座削峰填谷站需要電池約44GWh；50萬座新能源站需要電池約48GWh。合計需要電池約146GWh。如果以存量站電池6年的更換周期計算，每年需要電池約24.3GWh；以每年新建基站10萬個計算，預計新增電站需要電池約3GWh。合計每年共需要電池約27GWh。
2.62020年補貼取消后，各種混合動力車型用電池技術值得關注
在國內外純電動車和插電式混合動力車取得較快發展的同時，混合動力車輛，特別是微混車輛等各種節能汽車也在國際上得到了快速發展。為了適應各國對汽車節能減排不斷提高的要求，達到降低燃油消耗，促進燃油效率提升和CO2減排的功能，又能滿足各類客戶對車輛性價比的需求，微混車輛正加快向輕混車輛發展。輕混車輛要求電池能提供更高的能量，甚至功率。于是，車用48V電源系統正在得到加速發展與應用，而且是鋰離子電池可能顯示優勢的又一擴展應用領域和發展機遇。
我國一汽、上汽、長安、北汽、江淮、吉利等企業都已將48V電驅動技術列為較為可行的技術路線，開發應用48V電池系統的乘用車。國內外48V電池研究、生產與應用都取得了顯著進展。其中，國內一些大型鋰離子電池企業已經分別開發出48VLFP/C、NMC/C、NMC/LTO等不同鋰離子電池體系產品。
2.7低速電動車和電動自行車鋰電化步伐加快
國家對低速電動車提出了“升級一批、規范一批、淘汰一批”的總體思路，工信部等六部委印發《關于加強低速電動車管理的通知》。下一步可能將加快制定發布《四輪低速電動車技術條件》等國家標準，加快研究提出低速電動車生產、銷售、稅費、保險和使用管理、售后服務等環節具體管理措施，建立完善低速電動車管理體系。此項整頓工作將加快推進低速電動車的鋰電化步伐。
《電動自行車安全技術規范》(GB17761-2018)強制性國家標準將于2019年4月15日正式實施，電動自行車企業均積極謀求車型升級。根據技術規范，電動自行車需具有腳踏騎行能力，最高設計車速不超過25km/h，整車質量(含電池)不超過55kg，電機功率不超過400W，蓄電池標稱電壓不超過48V等。雅迪、愛瑪、新日、小牛等電動自行車領軍企業在鋰電化道路上的提前布局與趁勢發力，推動了自行車鋰電池市場的迅速起量。
3鋰離子電池技術發展方向
鋰離子電池技術進步主要來自關鍵電池材料創新研究與應用進展，通過新材料的開發進一步提高電池性能，提高質量，降低成本，改善安全性。為滿足下游應用對電池比能量提升的要求，一方面通過采用高比容量的材料，另一方面可通過提高充電電壓，采用高電壓材料。
近中期：在優化現有體系鋰離子動力電池技術滿足新能源汽車規模化發展需求的同時，以開發新型鋰離子動力電池為重點，提升其安全性、一致性和壽命等關鍵技術，同步開展新體系動力電池的前瞻性研發。
中遠期：在持續優化提升新型鋰離子動力電池的同時，重點研發新體系動力電池，顯著提升比能量，大幅降低成本，實現新體系動力電池實用化和規模化應用。
3.1鋰離子電池技術發展方向-正極
正極材料研發重點：高鎳NCM和高比容量NCA。高鎳低鈷是發展趨勢。特斯拉動力電池目前鈷使用量低于3%，未來將降至0%。6月初，松下宣布正在開發無鈷電動汽車電池。2018年國內動力三元材料增產明顯，各主流企業紛紛加大動力三元材料的生產，除常規動力523型號外，622、811等高鎳型號較2017年技術愈加成熟，電池廠家開始加大采購力度。2017年國內622較為成熟的企業包括：寧波容百、當升科技、長遠鋰科、新鄉天力、河南科隆、貝特瑞、湖南桑頓等。貝特瑞、當升科技、寧波容百等開始811批量出貨。
3.2鋰離子電池技術發展方向-負極
負極材料研發重點：硅基負極-硅碳，氧化亞硅碳。包括硅基負極材料研究與應用、人造石墨材料性能提升與成本降低、LTO材料性能提升與電池應用研究、金屬鋰的可充性改善等。國內前幾大負極材料生產廠商陸續對硅碳負極材料進行布局，深圳貝特瑞和江西紫宸已率先推出多款硅碳負極材料產品，如貝特瑞高容量硅碳三代產品已完成技術開發，高倍率、長循環硅氧已實現量產。上海杉杉和星城石墨也正在加快硅碳新型負極材料的產業化。2017年國內人造石墨負極繼續保持快速增長，在負極材料占比達到65%。負極材料行業繼續呈現強者恒強局面：貝特瑞、上海杉杉、江西紫宸三強鼎立，斯諾、凱金、翔豐華、星城等第二梯隊企業奮起直追。前8家企業約占總產量的77%。
3.3鋰離子電池技術發展方向-電解液
電解液領域重點圍繞著功能電解液展開，對添加劑的選擇是當今電解液研究發展的焦點所在，尤其以新型電解質體系(含溶劑、溶質與添加劑)，適用于高鎳NCM動力電池的功能電解質(含添加劑)，適用于儲能電池中的電解質(特別包含添加劑)以及低溫型、高溫型(150℃)、阻燃性及耐5V高電壓電解質體系研究與應用新進展。目前，重點開發高電壓三元/石墨電池、高鎳正極/石墨或硅碳電池、高功率三元/石墨電池、長壽命磷酸鐵鋰/石墨電池、高比能量磷酸鐵鋰/石墨電池用添加劑。
3.4鋰離子電池技術發展方向-隔膜
隔膜技術路線主要分為干法與濕法兩種，干法成本較低但不適合高比能量電池，濕法更薄能夠滿足動力電池對高比能量的要求，但是成本較貴。2017年濕法隔膜的產量超過了干法隔膜。涂覆(或復合)隔膜則是當今隔膜應用發展的焦點所在，隔膜表面采用涂覆層可以帶來明顯的好處，首先是提高了隔膜的熱穩定性；其次是提高隔膜對電解液的浸潤性，有利于電池內阻降低、放電功率提升；再有是可阻止或降低隔膜氧化，有利于配合高電壓正極的操作以及延長電池循環壽命等。涂層材料主要包括：氧化鋁、勃姆石、PVDF、PVDF+HFP、納米復合材料、芳綸等。未來發展：薄型化隔膜。隨著動力電池比能量快速提升，16、12μm甚至8μm的隔膜開始應用，而濕法工藝制成的隔膜能夠達到要求。隨著新能源汽車補貼的減少以及干法隔膜工藝的逐步改進，干法隔膜在三元電池占比逐步提升。
4結束語
對開拓鋰電池應用市場的建議如下：(1)加快推進行業智能制造進程。新能源汽車和儲能市場的快速擴大，對電池的高安全性、高一致性、高合格率和低制造成本提出了更高的要求，目前，鋰離子電池制造發展的總體趨勢是：“高品質、高效、高穩定性”和“信息化、無人化、可視化”。因此，我國鋰離子電池企業要通過技術創新、生產自動化和管理規范化，加快實現鋰離子電池的智能制造。要實現鋰離子電池行業制造智能化，首先要重視自動化、信息化建設，高度重視兩化的深入融合，根據各具體功能需求開發應用的智能化解決方案。通過運用智能化解決方案，保證鋰離子電池制造的安全、質量、一致性和可追溯；(2)高度重視動力電池梯次利用和回收再利用。隨著新能源汽車的快速發展，我國動力電池退役將漸成規模，車用動力電池退役后，需要考慮其梯次利用和回收再利用。要開展梯次利用，首先要了解退役電池的品質和安全性能。電池企業要建立大數據追溯系統平臺和對電池檢測評價方法。大數據要包括電單體研發生產數據、電池包研發生產數據、電池包車載運行監控數據等。通過大數據對退役電池進行健康評價，以確定電池能否進入梯次利用市場。要實現梯次利用，需要重視電池單體和電池包的標準化，在一個企業內部盡可能采用較少規格的單體電池，既可以提高生產自動化水平以降低成本和提高產品一致性，又便于今后梯次利用時的拆解和重組。因此，在動力電池設計階段就要為后續的梯次利用和拆解回收做準備。
動力鋰離子電池市場需求巨大，但行業競爭激烈，行業的整合正在持續進行中，市場將進一步向優勢企業集中，動力電池企業要將質量和安全放到首位，只有擁有雄厚技術積累、足夠資金支撐、理性市場定位和對市場快速反應的廠商才能在未來激烈的市場競爭中占得先機，贏得市場。
劉彥龍，1988年畢業于西安電子科技大學，1999年獲得南開大學工商管理專業碩士學位(MBA)。2005年至今，任中國化學與物理電源行業協會秘書長，中國國際電池技術交流會/展覽會組委會秘書長，2009年5月至今，兼任中國電子學會化學與物理電源技術分會秘書長，中國電工技術學會電池專業委員會秘書長，2009年5月-2017年8月，兼任中國電工技術學會氫能發電裝置專業委員會秘書長，2015年3月起任全國堿性蓄電池標準化技術委員會副秘書長、全國太陽光伏能源系統標準化技術委員會委員。
