動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

隨著新能源汽車日益普及,動力電池企業將面臨更多的機遇與挑戰。如何降低成本、提升性能,在競爭中獲得優勢,是當下動力電池企業倍加關注的焦點。而動力電池的成本和性能又受正負極材料、電解液、隔膜等材料的影響。

基於此,VehicleTrend車勢分別從動力電池上、中、下游著手,整理了動力電池全產業鏈的乾貨內容,詳見下文( 本文中的供應商排名不分主次,如有疏漏敬請見諒)。

動力電池產業鏈簡介

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

圖1展示了動力電池上中下游產業鏈,其中,上游主要以鈷、錳、鎳、鋰、石墨礦產等原材料為主;中游包括正負極、電解液、隔膜、極耳等,在整個動力電池產業鏈中成本佔比最大。正極材料主要採用鈷、錳、鎳、鋰礦等原材料,鋰礦同時還可用於負極和電解液材料。而石墨礦主要用於負極材料,也有其他材料做負極的電池,比如:鈦酸鋰電池,該類電池使用鈦酸鋰做負極;下游主要是應用領域,涉及電池模組、線束、連接器以及BMS管理系統。

動力電池四大材料結構

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

以圓柱形電池為例,動力電池內部的結構主要由正極、負極、電解液,隔膜組成。通常這四大材料在動力電池成本佔比高低依次為:正極材料>隔膜材料>負極材料>電解液材料。正極材料決定電池的容量、壽命等多方面核心性能,一般情況下其成本佔比高達30%-40%;隔膜的難點在於微孔結構成型技術與基底材料,目前佔比約20%。負極材料主要以石墨為主,成本佔比15%左右;電解液主要以六氟磷酸鋰為主,成本佔比為10%左右。

但是近年來,隨著原材料成本上漲,鎳、鈷、錳三種元素的成本已經佔到正極材料成本的90%以上,導致正極材料在動力電池成本中的佔比已經達到50%。相應的,四大材料成本佔比也處於波動狀態。

上游

動力電池的上游為原材料資源的開採和加工,主要有鋰資源、鎳資源、鈷資源和石墨等等。其中,鋰資源是其中需求量最大的原材料。

據粗略計算,一輛特斯拉電動汽車大約需要50-70千克的碳酸鋰;一輛三元電池汽車需要12-14千克的鎳,而一輛豐田普銳斯混動汽車約需8.5千克的鎳……隨著新能源汽年產量的提升,全球每年消耗的動力電池原材料數量巨大。

巨大的市場需求對相應的供給能力也提出了要求。以鋰為例:地球上儲藏著大量的鋰礦資源,其中有60%的鋰資源尚未得到勘探和開發。全球近70%的探明鋰礦資源分佈在南美洲的智利、阿根廷、玻利維亞三國,另外,也有一部分分佈在澳大利亞和中國。根據鋰礦的不同類型,可分為鹽湖滷水型鋰礦、偉晶岩型鋰礦和沉積型鋰礦三種,目前商業開採的主要為鹽湖滷水型鋰礦,而智利SQM、美國雅寶和美國FMC幾乎壟斷了全球80%的滷水鋰鹽產量。

以上數據可知,雖然全球範圍內的鋰礦資源儲藏量豐富,但是可供開採的鋰礦資源數量有限,且集中在少部分地區。對礦產資源匱乏的國家和地區而言,動力電池原材料需要進口是其發展新能源汽車的劣勢。

相對而言,中國的礦產資源無論是儲藏量還是開採量比較豐富。但是,我國新能源汽車發展極其迅速,在2015年就已經成為全球最大新能源汽車市場,這對我國動力電池企業提出了更大的要求。據專家預測,2018年新能源汽車電池用量預計超過50 GWh。根據集邦新能源網EnergyTrend的數據,2018年全國乘用車、客車和商用車電池用量均有增加,其中乘用車電池增長量最明顯,預計用量接近27Gwh。詳細信息見下圖3:

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

目前,全球動力電池上游礦產資源的供應商主要見表1:

礦產資源供應商

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

中游

一、正極材料

當前,已經市場化的正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和鎳鈷錳酸鋰(三元材料)等。這四種材料的性能如下:

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

1. 鈷酸鋰(LiCoO2)

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

特點:鈷酸鋰電化學性能優越,加工性能優異,振實密度大, 有助於提高電池體積比容量,產品性能穩定, 一致性好。但鈷資源日益匱乏,價格昂貴,且鈷酸鋰電池在使用過程中存在安全隱患。

應用:主要用於製造手機和筆記本電腦及其它便攜式電子設備的鋰離子電池作正極材料。但是,大名鼎鼎的特斯拉第一代Roadster跑車採用的是鈷酸鋰電池。

2、錳酸鋰(LiMn2O4)

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

特點:目前市場上主要的錳酸鋰有AB兩類,A類是指動力電池用的材料,其特點主要是考慮安全性及循環性。B類是指手機電池類的替代品,其特點主要是高容量。

應用:高容量型,適用於手機、礦燈、應急燈、UPS電源、軍警移動通訊設備等便攜式電器鋰離子電池;耐高溫長壽命型,適用於電動自行車、電動摩托車、電動汽車等動力鋰離子電池。

3、磷酸鐵鋰(LiFePO4)

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

特點:磷酸鐵鋰是一種新型鋰離子電池電極材料。其特點是放電容量大,價格低廉,無毒性,不造成環境汙染。世界各國正競相實現產業化生產。但是其振實密度低,影響電容量。

應用:

近年來,隨著新能源汽車發展井噴和電池技術的進步,磷酸鐵鋰材料成為動力電池正極材料優先選擇之一。

4、鎳鈷錳酸鋰(LiNiCoMnO2)

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

特點:鎳鈷錳酸鋰材料和鈷酸鋰在電化學性能和加工性能方面非常接近,使之成為新的電池材料而逐漸取代鈷酸鋰。但是價格較高,廢棄後汙染環境,大電流充放電性能較弱。

應用:鋰離子電池正極材料。如動力電池、工具電池、聚合物電池、圓柱電池、鋁殼電池等。

主要動力電池正極材料供應商,見表3:

正極材料供應商

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

二、負極材料

鋰電池目前主流的負極材料是碳負極材料,已實際用於鋰離子電池的負極材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。

負極材料產業集中度極高,表現在區域集中和企業集中。中國和日本是全球主要產銷國,總量佔全球負極材料產銷量95%以上。日本的日立化成和吳羽化工,中國的貝特瑞和杉杉股份均為兩國龍頭企業,四家企業全球市佔率在50%以上。

負極材料供應商

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

三、隔膜

隔膜是鋰電池最關鍵的內層結構之一,它的作用是隔開正負極防止電池短路,其性能決定電池的界面結構、內阻,直接影響電池容量、循環及安全性能等。

鋰電池隔膜在四大材料中技術壁壘最高,其成本佔比僅次於正極材料,約為10%-14%,在高端電池中,隔膜成本佔比甚至會達到20%。

隔膜材料供應商

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

四、電解液

電解液由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽(六氟磷酸鋰,LiFL6)原料,按一定比例配製而成。2002年,國產電解液進入從市場,並逐步取代進口產品。通過不斷改進和提高,產品質量已達到國際先進水平。目前國內電池生產商電解液配套已基本實現國產化,只有少部分使用進口電解液。

近年來,我國電解液產業呈增長狀態,以下為全國電解液產量及增長趨勢圖表。

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

通過圖可知,在2013-2017年期間,中國電解液產量增長率為正,特別是2015年,全國電解液同比增長率接近50%,這與我國大力推廣新能源汽車政策密不可分,2015年中國首次超過美國成為世界第一大新能源汽車市場。2015-2017年全國電解液增速放緩,主要原因是電池企業備貨量下降。近年來,手機、平板、筆記本常規類數碼產品銷量一直呈現小幅度下滑,而智能穿戴類、電動工具、新興移動消費終端等則需求逐步增加,但產品體量小總市場量不大,拉動增長有限。所以,相應的在電解液產量上也能看出端倪。

另外,隨著技術的發展,未來電解液的重心主要集中在新型溶劑、離子液體、添加劑、新型鋰鹽等方面,與新型正、負極材料相匹配,以便更安全地應用於電動車、儲能、航天等領域。

電解液材料供應商

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

下游

2016年11月22日,工業信息化部發布《汽車動力電池行業規範條件》(2017年)徵求意見稿。該文件要求:“鋰離子動力電池單體企業年產能力不低於80億瓦時,金屬氫化物鎳動力電池單體企業年產能力不低於1億瓦時,超級電容器單體企業年產能力不低於1千瓦時,系統企業年產能力不低於80000套或40億瓦時。”

上述要求引發了業界爭議,根據工信部的要求,2017年只有寧德時代達標。據瞭解,2017年我國動力電池裝機量為36.2Gwh,裝機量top 10的企業佔了總裝機量的72.32%。

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

2017年1月,有媒體報道,修改版的《汽車動力電池行業規範條件》(2017年)將鋰離子動力電池單體企業年產能門檻調低至30億瓦時至50億瓦時範圍。同時,將提高研發、產品性能方面的要求。不過,直至2018年6月6日,工信部仍未公佈正式版的《汽車動力電池行業規範條件》(2017年),其原因不詳。

電芯及電池Pack供應商

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

BMS供應商

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)

其他

動力電池全產業鏈詳解(附供應商名單)


分享到:


相關文章: