新能源汽車電池系統(tǒng)

1、新能源電池新能源電池 周佛亮周佛亮 如果說(shuō)內(nèi)燃機(jī)汽車的心臟是動(dòng)力系統(tǒng)，那么新能源汽車的心臟則是電池如果說(shuō)內(nèi)燃機(jī)汽車的心臟是動(dòng)力系統(tǒng)，那么新能源汽車的心臟則是電池系統(tǒng)，因?yàn)殡姵叵到y(tǒng)的優(yōu)劣直接關(guān)系到汽車的行駛里程、使用便利性等系統(tǒng)，因?yàn)殡姵叵到y(tǒng)的優(yōu)劣直接關(guān)系到汽車的行駛里程、使用便利性等方面，而目前新能源汽車最大的技術(shù)瓶頸也恰恰是在電池系統(tǒng)上方面，而目前新能源汽車最大的技術(shù)瓶頸也恰恰是在電池系統(tǒng)上.背景背景目前市場(chǎng)上主流新能源汽車電池一覽：目前市場(chǎng)上主流新能源汽車電池一覽：比亞迪比亞迪E6：官方售價(jià)約為：官方售價(jià)約為37萬(wàn)元萬(wàn)元,除去補(bǔ)貼實(shí)際售價(jià)約為除去補(bǔ)貼實(shí)際售價(jià)約為26萬(wàn)元。萬(wàn)元。續(xù)航里程約續(xù)

2、航里程約300公里公里 。使用電池：磷酸鐵鋰使用電池：磷酸鐵鋰目前市場(chǎng)上主流新能源汽車電池一覽：北汽北汽E150：官方售價(jià)約為：官方售價(jià)約為25萬(wàn)元萬(wàn)元,除去補(bǔ)貼實(shí)際售價(jià)約為除去補(bǔ)貼實(shí)際售價(jià)約為14萬(wàn)元，萬(wàn)元，續(xù)航里程續(xù)航里程100公里。公里。使用電池：鎳鈷錳與磷酸鐵鋁電池混使用電池：鎳鈷錳與磷酸鐵鋁電池混合合目前市場(chǎng)上主流新能源汽車電池一覽：目前市場(chǎng)上主流新能源汽車電池一覽：特斯拉特斯拉MODEL S:售價(jià)約為售價(jià)約為75-85萬(wàn)元萬(wàn)元, 續(xù)航里程約續(xù)航里程約480公里公里 。使用電池：鎳鈷鋁三元電池使用電池：鎳鈷鋁三元電池電池為何重要：電池為何重要：新能源汽車之憂慮新能源汽車之憂慮性價(jià)比性

3、價(jià)比1、與傳統(tǒng)汽車相比同等價(jià)位的續(xù)航能力弱。、與傳統(tǒng)汽車相比同等價(jià)位的續(xù)航能力弱。2、續(xù)航能力強(qiáng)、續(xù)航能力強(qiáng)電池?cái)?shù)量增加電池?cái)?shù)量增加成本增加成本增加價(jià)格價(jià)格高高3、電池的壽命及更換問題、電池的壽命及更換問題目前主流的新能源電動(dòng)車，電池成本占到整車的目前主流的新能源電動(dòng)車，電池成本占到整車的50%以以上，因此電池的性能決定著新能源汽車的上，因此電池的性能決定著新能源汽車的“性價(jià)比性價(jià)比”。目前新能源汽車所使用的動(dòng)力電池主要包括鉛酸電池、鎳氫電池、鋰電池等目前新能源汽車所使用的動(dòng)力電池主要包括鉛酸電池、鎳氫電池、鋰電池等。鉛酸電池：輕度混合動(dòng)力鉛酸電池：輕度混合動(dòng)力車使用；鎳氫電池：中度混合動(dòng)力車

4、使用，比能量較低以及成本較高，性價(jià)比相對(duì)較低；鎳氫電池：中度混合動(dòng)力車使用，比能量較低以及成本較高，性價(jià)比相對(duì)較低；氫燃料電池：雖說(shuō)在續(xù)航里程更高及沒有污染等條件被譽(yù)為新能源汽車未來(lái)的發(fā)展方向，但其氫燃料電池：雖說(shuō)在續(xù)航里程更高及沒有污染等條件被譽(yù)為新能源汽車未來(lái)的發(fā)展方向，但其使用的鉑材料價(jià)格昂貴，且加氫站建設(shè)成本高企也是制約氫燃料電池大范圍推廣的因素。使用的鉑材料價(jià)格昂貴，且加氫站建設(shè)成本高企也是制約氫燃料電池大范圍推廣的因素。 鋰電池之所以能夠在新能源汽車領(lǐng)域獲得大規(guī)模普及，主要是由于它相比其他類型的電池，鋰電池之所以能夠在新能源汽車領(lǐng)域獲得大規(guī)模普及，主要是由于它相比其他類型的電池，具

5、有比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放率低、使用溫度范圍寬、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)具有比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放率低、使用溫度范圍寬、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)各種電池各種電池鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈主要由鋰礦資源、鋰電池原材料（包括鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈主要由鋰礦資源、鋰電池原材料（包括正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液）以及電芯制正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液）以及電芯制造與封裝構(gòu)成，其中鋰電池原材料占據(jù)了鋰電池價(jià)造與封裝構(gòu)成，其中鋰電池原材料占據(jù)了鋰電池價(jià)值鏈的主要部分，約占鋰電池總成本的值鏈的主要部分，約占鋰電池總成本的75%鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈正極材料是鋰電池四大關(guān)鍵材料之一，約占電池制造成本的正極材料是鋰電池四大關(guān)鍵材料之一

6、，約占電池制造成本的3040%，是決定電池安全、性能、成本和壽命，是決定電池安全、性能、成本和壽命的關(guān)鍵材料的關(guān)鍵材料目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上鋰電池正極材料主要集中在錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰這三種材料。產(chǎn)品格局：磷酸鐵鋰由于具有另外兩種材料所不具備的循環(huán)壽命和材料成本方面的潛在優(yōu)勢(shì)，被業(yè)界普遍看好，代表著動(dòng)力電池正極材料的未來(lái)發(fā)展方向，而而三元材料則融合了鈷酸鋰和錳酸鋰的優(yōu)點(diǎn)，增長(zhǎng)甚為迅猛，但其中的鈷價(jià)格偏貴，成為其競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)，目前的格局是鋰電池正極材料已經(jīng)從單一的鈷酸鋰產(chǎn)品進(jìn)入到鈷酸鋰、三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等多種類型共同發(fā)展的階段。市場(chǎng)格局：從全球范圍的競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，目前鋰電正極材料生產(chǎn)商主要分

7、布于中國(guó)、日本、韓國(guó)這三個(gè)國(guó)家，其中韓國(guó)優(yōu)美科和日本日亞化學(xué)仍然占據(jù)了全球前二的市場(chǎng)份額，因其在整體技術(shù)水平和質(zhì)量控制能力具有較大優(yōu)勢(shì)，而且國(guó)內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)方法上參差不齊，在關(guān)鍵技術(shù)的提高上仍需較長(zhǎng)一段時(shí)期。正極材料正極材料負(fù)極材料是生產(chǎn)鋰電池過(guò)程中另一個(gè)關(guān)鍵材料，它直接影響著鋰電池在安全性能上的表現(xiàn)產(chǎn)品格局：目前無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，在負(fù)極材料的選擇主要還是以石墨（天然石墨、人工石墨、中間相碳微球、碳纖維）為主，其中天然石墨占據(jù)了全球50%以上的份額，而人造石墨和中間相碳微球在動(dòng)力電池領(lǐng)域更具競(jìng)爭(zhēng)力；盡管現(xiàn)在對(duì)非碳負(fù)極材料也有使用，但其存在生產(chǎn)路線及工藝的問題未能大規(guī)模應(yīng)用，而石墨具有導(dǎo)電性好、

8、結(jié)晶度高、充放電比容量高的優(yōu)點(diǎn)，雖存在與電解液發(fā)生能量損耗的瑕疵，但仍是廣泛使用的首選。市場(chǎng)格局：由于石墨負(fù)極材料技術(shù)含量較低，因此國(guó)內(nèi)企業(yè)在該領(lǐng)域發(fā)展極為迅速，負(fù)極材料也是國(guó)內(nèi)鋰離子電池四大關(guān)鍵組件中唯一實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的材料。目前深圳貝特瑞新能源材料、上海杉杉科技等都已經(jīng)躋身世界級(jí)公司，其中，深圳貝特瑞市場(chǎng)占有率為全球第二，客戶包括松下、三星等130多家廠商。除了國(guó)內(nèi)企業(yè)，全球負(fù)極材料生產(chǎn)企業(yè)主要來(lái)自日本，其中日立化成一直穩(wěn)居全球第一.負(fù)極材料負(fù)極材料隔膜是保證鋰離子電池安全穩(wěn)定工作的核心材料，主要難點(diǎn)在于復(fù)合材料、厚度、強(qiáng)度、孔徑等。隔膜是鋰電材料中技術(shù)壁壘最高的一種高附加值材料，毛利率一般可

9、以達(dá)到40%以上 ，由于具備較高的技術(shù)壁壘，目前世界上只有日本、美國(guó)等國(guó)擁有電池隔膜的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和相應(yīng)的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)。 市場(chǎng)格局：目前全球隔膜市場(chǎng)仍主要被日本旭化成工業(yè)、日本東燃化學(xué)、美國(guó)Polypore、韓國(guó)的SK等企業(yè)主導(dǎo)，按照市場(chǎng)份額可以分為三個(gè)梯隊(duì)：第一是旭化成、Polypore 和東燃化學(xué)，市場(chǎng)占比約64%；第二梯隊(duì)為日本宇部、SK和美國(guó)Entek，占比約28%；第三梯隊(duì)主要來(lái)自中國(guó)隔膜的“三巨頭”，包括星源科技、金輝高科和新鄉(xiāng)格瑞恩，國(guó)產(chǎn)隔膜主要集中在中低端市場(chǎng)，市場(chǎng)占比約6%，目前我國(guó)80%以上的鋰電池隔膜需求仍然依賴于美日的進(jìn)口，而動(dòng)力鋰電隔膜基本全部由國(guó)外供應(yīng)。預(yù)計(jì)到2015

10、年，國(guó)內(nèi)隔膜需求量約4億平方米，其中動(dòng)力鋰電隔膜約1億平方米，2012年國(guó)內(nèi)鋰電池隔膜企業(yè)總產(chǎn)量?jī)H為1.8億平米，隨著未來(lái)國(guó)內(nèi)隔膜尤其是動(dòng)力鋰電隔膜產(chǎn)能的進(jìn)一步擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)隔膜產(chǎn)品將有極大的進(jìn)口替代空間 。隔膜隔膜電解液是鋰電池的關(guān)鍵材料之一，被譽(yù)為鋰電池的“血液”，電解液在電池中正負(fù)極之間起到傳導(dǎo)電子的作用，是鋰電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的重要保證。產(chǎn)品格局：電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽（六氟磷酸鋰，LiPF6）、必要的添加劑等原料，在一定條件下，按一定比例配制而成，新型鋰鹽Li2B12F12由于具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性也受到廣泛關(guān)注。目前，電解液領(lǐng)域的研究重點(diǎn)仍然集中在添加劑的選型

11、與配比上。市場(chǎng)格局：近年來(lái)，全球鋰電池電解液產(chǎn)業(yè)發(fā)展平穩(wěn)，市場(chǎng)主要集中于三菱化學(xué)、韓國(guó)Panax-Etec和日本宇部，三家公司約占全球市場(chǎng)份額的70%。緊隨其后的依次為：張家港國(guó)泰榮華、富山化學(xué)、三井化學(xué)、岸田化學(xué)及國(guó)內(nèi)其他企業(yè)。國(guó)泰榮華是國(guó)內(nèi)電解液的龍頭，市場(chǎng)份額為全球第四，約15%，國(guó)內(nèi)其他主要企業(yè)包括新宙邦、東莞杉杉、天津金牛、北化所等10余家，電解液產(chǎn)能都在每年千噸級(jí)以上，覆蓋高、中、低端各個(gè)市場(chǎng)，除滿足我國(guó)鋰電池生產(chǎn)的需要外，還實(shí)現(xiàn)了部分出口。電解液電解液作為電池生產(chǎn)過(guò)程中最重要的部分，電芯的質(zhì)量直接決定整個(gè)鋰電池的質(zhì)量 ；產(chǎn)品格局：目前市場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的電芯主要有三種，傳統(tǒng)的圓

12、柱型電芯（以18650電芯為代表）和方形電芯以及近年來(lái)剛剛興起的聚合物電芯 ；聚合物電芯的單位電量?jī)r(jià)格約為傳統(tǒng)圓柱型電芯的2 倍，而方形電芯價(jià)格則介于兩者之間，隨著聚合物鋰電池逐漸成為市場(chǎng)主流，鋰電池總體價(jià)格將持續(xù)提升。目前來(lái)看，圓柱型鋰電池與方型鋰電池仍然占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。但如果價(jià)格能夠降到合理水平，聚合物鋰電池或?qū)⒅鸩教娲鷪A柱型與方型電池，成為鋰電池未來(lái)的發(fā)展方向。市場(chǎng)格局：目前的全球電芯企業(yè)主要集中在中日韓三個(gè)國(guó)家，近年來(lái)發(fā)展迅速的韓國(guó)三星SDI已經(jīng)躍居為全球最大的電芯制造商，占據(jù)了23%的市場(chǎng)份額，其次為日本三洋、松下、LG化學(xué)、SONY。國(guó)內(nèi)企業(yè)比亞迪、比克、力神經(jīng)過(guò)多年的努力，也已經(jīng)取得一定的市場(chǎng)地位。但目前國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的電芯主要應(yīng)用于消費(fèi)領(lǐng)域，最終應(yīng)用于動(dòng)力領(lǐng)域的企業(yè)比較少。