新能源电动汽车用动力电池行业分析

新能源电动汽车用动力电池行业分析一、新能源汽车电池概述新能源电动汽车最主要的部件是动力电池、电动机和能量转换控制系统，而动力电池要实现快速充电、安全等高性能，是技术门槛最高、利润最集中的部分。新能源汽车对电池要求很高，必须具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电的性能，而且要求成本尽量低、使用寿尽量长。主要的动力电池有铅酸、镍氢、锂电池和燃料电池等。图表8：各种电池性能比较项目超级电容铅酸电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池燃料电池充电时间/小时10秒~几分钟4~124~1012~363~4——充放电次数500000400~600400~500>5001000>500工作电流极高高高高中低记忆效应无轻微有有很轻微轻微自放电率(％/月）高0.0325％(中)20％(中)5～10％低质量能量密度（Wh/KG）4～10305060～80100～200>200功率密度（W/KG）>1000<1000>1000>1000>100035~1000安全性优一般良良差差环境零污染有污染低污染低污染低污染零污染图表9：电池产业链（电池的正极材料决定了电池的类型）矿产资源电池材料电池组（电池单体、电池模块）电动汽车镍氢电池镍金属；稀土金属正极：氢氧化镍；负极：储氢合金；隔离膜：PE、PB膜；电解质：氢氧化钾；铜箔、铝箔等镍氢电池组混合动力汽车锂电池碳酸锂；铁、锰、钴、镍等正极：磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料；负极：石墨、硬碳；隔离膜：PE、PB膜；电解质：六氟磷酸锂、EC2DMC溶剂；铜箔、铝箔等锂电池组混合动力汽车；插电式混合动力汽车；纯电动汽车二、锂电池是未来电池的发展方向锂离子电池是指分别用二种能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。充电时锂离子从正极化合物中脱出经过电解质嵌入负极，同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极，保证负极电荷平衡；放电时则相反，锂离子从负极脱出，经过电解质嵌入正极。动力锂离子电池是以锂离子电池为材料的一种高能量密度电池，是专门为机动车提供动力的锂电池，具有零污染、零排放、能量密度高、体积小和循环使用寿命长等优点，是国内外动力电池发展和应用的趋势。目前技术最成熟、应用最广泛、商业化最成功的锂离子电池正极材料是钴酸锂，而各国研发的重点则是能够应用于电动汽车的动力电池用正极材料，比如镍钴锰酸锂，锰酸锂和磷酸铁锂等。图表10：锂离子电池主要组成材料材料材料实例正极嵌锂过渡金属氧化物钴酸锂，锰酸锂，镍钴锰镍钴锰酸锂复合材料，磷酸铁锂负极电位接近锂电位的可嵌入锂化合物人造石墨，天然石墨，石墨化碳材料，石墨化中间相碳微珠和金属氧化物电解液LiPF6的烷基碳酸脂搭配高分子材料乙烯碳酸脂(EC),丙烯碳酸脂(PC)和低粘度二乙基碳酸脂(DEC)等隔膜聚烯微多孔膜PE,PP或它们复合膜，PP/PE/PP三层隔膜外壳金属钢、铝图表11：各种锂电池性能比较正极材料钴酸锂镍酸锂镍钴酸锂镍锰酸锂钴镍锰酸锂锰酸锂磷酸铁锂工作电压3.6V3.3V3.7V3.7V3.7V3.8V3.4V电容量160mAn/g200mAn/g180mAn/g160mAn/g190mAn/g110mAn/g160mAn/g循环寿命>500次>500次>500次>500次>500次>500次>1000次价格高较高较高较高较高低较低安全性低低低较低较低较好好应用领域小型电池小型电池小型电池小型电池小型电池动力电池动力电池三、锂电池成本构成锂电池及其附属配件，占整车成本的30%-50%。目前，动力锂电池的成本大约为每千瓦时3000元～4000元。锂电池成本构成：①原材料占整个电池70%，人工、水电20%，折旧10%。②原材料中，正极占30%-40%，隔膜占15%-30%，电解液占20%-30%，负极5%-15%。1，正极材料：成本的关键因素，厂商竞争激烈图表12：正极材料相关公司公司产能（吨）备注第一梯队天津斯特兰磷酸铁锂500客户：比亚迪深圳贝特瑞磷酸铁锂1500客户：天津力神北大先行磷酸铁锂500、钴酸锂1500、三元化合物300客户：咸阳威力可湖南杉杉钴酸锂4000、锰酸锂500、磷酸铁锂500天骄科技三元化合物800、磷酸铁锂150苏州威龙/威泰磷酸铁锂——美国Valonce在华子公司常州/镇江高博磷酸铁锂——美国AL123在华子公司烟台卓能磷酸铁锂200第二梯队辽源雷天磷酸铁锂1000深圳雷天子公司西安铁虎磷酸铁锂200中信盟固利钴酸锂1500、锰酸锂500中信国安控股90%海南瑞翔锰酸锂、钴酸锂500苏州恒正磷酸铁锂500湖南浩润磷酸铁锂500第三梯队横店东磁磷酸铁锂中试广州鹏辉磷酸铁锂小批量市场青岛乾运锰酸锂、钴酸锂中试、试产长远锂科钴酸锂1500余姚金和钴酸锂1600西安荣华钴酸锂400国内锂电池正极材料相关的上市公司主要有：西藏矿业、杉杉股份、中信国安、中国宝安等。西藏矿业拥有原材料优势。公司拥有扎布耶盐湖20年的开采权（碳酸锂储量超200万吨），锂以碳酸盐形式存在，能直接从卤水中沉淀出来，资源类型独特。中信国安的控股公司中信国安盟固利公司从2002年起先后承担了一系列锂电池正极研发的国家重大科技项目，北京奥运期间的50辆纯电动公交车的核心部件——锰酸锂动力电池能源系统就是全部由中信盟固利公司提供。中信国安还通过分公司青海国安，拥有原材料碳酸锂的资源优势。杉杉股份几年前从服装制造业转型，已经构建了负极、正极、电解液的完整电池体系，并掌握了磷酸铁锂的制备技术。中国宝安初步完成了电池产业链。公司是国家磷酸铁锂正极材料的标准制定者。公司控股55%的深圳贝瑞特磷酸铁锂产能达到1500吨/年、控股75%的天骄科技的三元正极材料销量国内第一，市占率高达40%。2，负极材料：技术成熟，成本比重低，非关键环节。现阶段全球负极市场份额集中在6大厂家。负极材料相对正极占电池总成本低，且技术成熟，国内已经实现产业化，基本能够满足国内市场的需要，其中国内行业前三甲是深圳贝特瑞，上海杉杉，长沙海容。深圳贝特瑞是中国宝安集团控股55%的子公司，是国内电池碳负极材料标准制定者，截止2010年7月，其碳负极年产能超过7000吨，价格3-12万每吨不等，全球市场占有率12%，位居全球第四。3，电解液：技术含量高，盈利能力强，日本企业掌握话语权电解液占锂电池成本10%-30%，毛利率约40%，是锂电池产业链中盈利能力较强的环节之一。目前国内需求约8000吨，供需基本平衡。但未来的新能源车对电解液需求的拉动较大。电解液核心材料为六氟磷酸锂（LiPF6）——俗名“锂盐”，占成本50%左右，售价超过30万元/吨（2009年售价），毛利率约60%。但由于生产技术难度非常高，被日本的关东电化学工业、森田化学、Suterakemifa等几家垄断。国内也有金光高科、天津化工设计研究院、山东肥城市兴泰、天津金牛等企业能生产，但产能少，品质也差很多。国内电解液行业龙头为江苏国泰华荣化工，市场占有率40%，公司生产的电解液的关键材料“锂盐”，购自森田化学在江苏扬子江化工园（位于张家港市）的森田江苏扬子江公司。国内电解液的几个生产厂商有河南新乡洛瑞恩（技术来源：中科院化学所）、佛塑金辉高科、东莞星源科技、新时科技（技术来源：中科院化学所）、山东正华等。4，隔膜：技术水平较高，基本依靠进口锂电池成本中，隔膜约占15%-30%，但毛利率高达70%以上，是锂电池中盈利最强的。目前，国内还没有产业化，基本依赖进口。我国2008年进口隔膜约6080万平方米，进口额1.8亿美元，预计保持每年12%-15%的进口增速。世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和规模化产业。如：日本的旭化成工业、东燃化学，韩国的SK、WIDE、Finepol，美国Celgard、英国N-Tech等。国产有佛塑金辉高科、东莞星源科技、河南新乡洛瑞恩、中科来方、环宇塑料五金有限公司、奇鑫电源有限公司等，可提供小型锂电池隔膜，但质量较差，多见于小成本的低速电动车使用。我国尚无一家企业具备生产占新能源汽车电池成本约30%的隔膜，全靠进口。——工信部副部长苗圩曾公开表示：“生产动力电池隔膜的技术和装备都列入了西方对我们限制出口的清单，现在我们想买这个设备、技术、工艺，还没有人卖给我们。”图表13：国内主要电池企业概览企业名称成立时间产品简介北京盟固利2000.4锰酸锂电池及正极材料国内最大的锂电池正极材料钴酸锂和锰酸锂的生产厂家，国内外唯一大规模生产动力锂离子二次电池的厂家。完成了“钴酸锂”国家标准和“锰酸锂”行业标准的制定任务比亚迪1995镍氢、镍镉、锂离子电池系列产品国内最大的锂离子电池制造商，产品覆盖镍镉电池、镍氢电池、锂电池等，目前生产小批量车用磷酸铁锂动力电池组。万向电动车2002电动整车及电池、电机、电控等万向集团的全资子公司，是目前国内唯一同时具备电池、电机、电控等电动汽车关键零部件和动力总成系统产业化能力的企业。苏州星恒1999大容量、高功率型锂电池由联想投资有限公司、中科院物理研究所等联合发起设立，是国内动力锂电池产品线投资规模最大的企业。承担“863”计划电动汽车重大专项中高功率锂离子动力电池组及其管理模块项目的合同。天津力神1997各种型号锂电池及电动汽车动力电池组公司三大股东为中海油（32.87%），国投高科（国家开发投资公司的全资子公司）、天津蓝天电源。已具有2.5亿只电池的年生产能力。2010年公司计划投资50亿元建设动力电池生产线,年生产能力能供10万辆纯电动汽车配套使用洛阳天空不详大功率、高容量锂离子动力电池是一家专业化研制生产锂离子动力电池及相关产品的高新技术企业，是国内领先的大功率、高容量锂离子动力电池制造专家。天空能源隶属于中国航空工业集团下属的中航工业空空导弹研究院，拥有多项具有自主知识产权的核心技术。天津捷威动力2009.4新能源电动汽车关键零部件由北京建龙重工集团出资兴建的大型新能源动力汽车关键零部件制造、研发、销售的高科技企业。项目总投资约25亿人民币，主要产品为动力锂离子电池芯及电池组、电动汽车用驱动电机和动力总成系统等新能源电动汽车关键零部件。天津比克2006.12锂离子电池及汽车动力电池组中国比克电池公司（股票代码：CBAK）子公司；中国“863”火炬计划《汽车新能源项目》主承单位。一期工程2008年6月，公司采用世界先进的全自动生产线制造锂离子电池，以小型动力电池的研发和生产为主，二期主打产品为轻型电动车及电动汽车锂离子动力电池。哈尔滨光宇1999方型液态电池、聚合物电池、磷酸铁锂电池组母公司光宇国际集团公司，创建于1994年，1999年在香港联交所主版上市。方型液态锂电主要应用于手机配套，客户包括华为、中兴、英华达、国虹等。聚合物电池主要应用于MP3、蓝牙耳机手机等，客户包括国虹、康佳、大北欧等。磷酸铁锂电池主要应用于电动自行车、电动汽车等。湖南科霸1998汽车动力镍氢电池由科力远新能源与香港超霸科技合资成立，公司主导产品为汽车动力镍氢电池及能量包，为HEV&EV轿车、客车提供完整的电池动力解决方案。中炬森莱1993镍氢系列电池产品中炬高新（600872）旗下研制和生产高新技术镍氢系列电池和移动通讯电源及配件的专业公司，一直致力于电动汽车动力电池的开发并承接多项国家“863”计划项目。其产品镍氢100AH动力电池组已广泛用于电动轿车、电动摩托车领域。江苏春兰1993车用镍氢、锂离子、燃料电池系统江苏春兰清洁能源是春兰集团新能源产品产业化基地，专门从事高能动力电池领域研发、生产。其生产的“混合动力客车用镍氢电池组及其管理模块”已装配于武汉、长春、上海、大连等多个城市运营的混合动力公交车。湖南神舟2000.6氢镍动力电池湖南首家、全国最早从事大功率镍氢动力电池研究和生产的高科技企业，其产品可广泛应用于电动自行车，电动摩托车、电动汽车等。参与国家“十五”863计划项目，与东风汽车联合开发的混合动力电动公交客车已在武汉市510公交线全面运行上海万宏2006.8氢镍动力电池上海万宏动力能源有限公司是一家集科、工、贸于一体的高科技型股份制企业，主要产品是高功率型镍氢动力电池、高容量型镍氢电池、高/低温型镍氢电池等，主要应用在混合动力电动汽车、电动自行车、电动工具等。上海奥威1998双电层电容器及超级电容器公司主要从事双电层电容器及超级电容器的开发、生产和销售；2004年建成了世界上第一座电容公交车、快速充电站系统；其生产的超级电容公交车已于2006年起在上海公交11路运行，成为世界首条投入商业化运营的电容公交线路哈尔滨巨容2001.6超级电容器及配套系列产品公司于2005年成为全球首家通过美国UL产品认证的超级电容器生产厂家。公司还参与国家“863”计划电动汽车重大专项项目，并研制出国内首台以超级电容器为电源的电动公交车。锦州凯美能源1998超级电容器开发及生产国内最大的超级电容器专业生产厂，主要生产纽扣型和卷绕型超级电容器。2001年起承担国家科技部“十五”863计划电动汽车重大专项“电动汽车用超级电容器”项目。图表14：工信部目录车型部分电池厂商及配套企业电池企业电池类型配套整车企业中信国安盟固利锰酸锂金龙、南汽、中通、福田、申沃、安凯、常隆、天路、金华青年苏州星恒电源锰酸锂、磷酸铁锂申沃、一汽、上汽、长安、奇瑞万向电动汽车磷酸铁锂江铃、郑州日产、湖南江南、安凯、申沃、一汽海马、奇瑞比亚迪磷酸铁钴锂比亚迪安耐信储能技术磷酸铁锂金龙、江淮、常隆、安凯北大先行科技产业磷酸铁锂福田、天路咸阳威力克能源磷酸铁锂申沃、广汽、重庆恒通天津力神磷酸铁锂哈飞洛阳天空能源