预计未来电池对三元电池需求量将会呈现快速增长态势

2016-10-28 05:06

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导读：预计未来电池对三元电池需求量将会呈现快速增长态势。目前，我国以及台湾地区主推磷酸铁锂，而电动汽车较发达的日本则以锰酸锂和三元材料为主。但从行业格局来看，正极材料由于产品同质化较为严重，差异化产品较少，厂商之间的竞争非常激烈，导致其盈利能力在整个锂电池关键材料环节中居于末端。

参考《2016-2022年中国锂电池产业深度调查及十三五发展商机研究报告》

由于正极材料在锂离子电池中占有较大比例（正、负极材料的质量比例为 3:1～4:1），因此，正极材料是锂离子电池中最为关键的原材料，直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化。目前情况看，传统小电池主要正极材料为钴酸锂，虽电压较高，但由于抗过充性能差，安全性不足，并且钴资源较为稀缺，污染较大，并不适合作为动力锂离子电池正极材料。而目前电动汽车主流的正极材料为磷酸铁锂、三元材料和锰酸锂，三种材料各有千秋，均有需要提高之处。其中，磷酸铁锂资源易得，循环及安全性较好，但导电性不足；三元材料各方面性能较好，但制造工艺条件较苛刻，成本较高；锰酸锂成本较低，安全性好，但电池寿命较低。

目前，我国以及台湾地区主推磷酸铁锂，而电动汽车较发达的日本则以锰酸锂和三元材料为主。但从行业格局来看，正极材料由于产品同质化较为严重，差异化产品较少，厂商之间的竞争非常激烈，导致其盈利能力在整个锂电池关键材料环节中居于末端。

从行业发展趋势看，如何提升产品性能才是产业盈利的关键，产业竞争的核心力也将从低价格转向追求高性能下的性价比。从产品结构的需求和供给来看，高电压材料（如高电压锰酸锂）和三元材料的需求有望快速增加。而从电池性能看，三元电池优势突出，在新能源汽车锂电体系中有望领跑。

三元锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂（Li（NixCoyMnz）O2）或镍钴铝酸锂（Li（Ni0.8Co0.15Al0.05）O2）材料的锂电池，相较于磷酸铁锂电池和锰酸锂，三元电池的最大优势在于高能量密度，能够更好地满足电动汽车的动力需求，而在安全性和循环寿命方面，三元电池与磷酸铁锂电池的差距也在逐步缩小。

其中，NCM 因具有与 Li Co O2较为类似的层状结构，故结合了 Li Co O2、Li Ni O2以及 Li Mn O2三种传统正极材料的优势，由于 Ni、Co、Mn 之间相互协同，NCM体现出比容量高、循环性能好、价格便宜等明显高于单一正极材料的性能，此外这三种元素对整体材料性能的影响不尽相同，材料间的不同配比能满足不同的应用需求。目前主流的 NCM 型号（镍钴锰摩尔比）包括 333 型、523 型、622 型和有待开发的 811 型，随着镍含量递增，电池能量密度也相应得到提升。

而 NCA 也称作 Li Ni O2的 Co 和 Al 的深度掺杂型，类似 NCM811 型，压实密度则接近 523 型，对水分环境非常敏感。其中 Al 作为掺杂，目的在于稳定晶格结构，减少塌陷。由于 NCA 的合成难度较高，目前市场还是主要被日韩等外企所垄断，国内仅有少数几家企业在试生产。

具体来看，电池的能量密度由工作电压和材料克容量共同决定，三元电池的工作电压普遍在 3.7V 左右，部分高电压产品能够达到 4.2V，而磷酸铁锂电池的工作电压维持在 3.2V。从材料克容量角度看，电极材料的克容量主要由材料分子量决定，铁锂材料的理论电容量为 170m Ah/g，而三元材料的理论电容量在 280 m Ah/g左右。

目前来看，由于三元电池突出的能量比优势，在乘用车和专用车上装配较多，而更加强调安全性能的客用车目前还是以磷酸铁锂为主，按照《节能与新能源汽车产业发展规划》，到 2020 年，动力电池模块比能量达到 300Wh/kg 以上，三元电池是最有潜力达到要求的技术路线。

因此，目前整车厂越来越青睐以三元材料作为正极材料的动力锂电池，传统的磷酸铁锂动力电池市场逐渐被替代。出现这种改变的原因，是因为磷酸铁锂甴池能量密度低，低温性能较差，导致新能源汽车续航能力差，而消费者需要更高的续驶里程，消费者在选择购买纯电动汽车时，首先要考虑的是汽车的续驶里程，因此厂商也就需要电池有更高的能量密度。

可以预见，一旦三元电池安全性得到解决，三元材料势必会占据正极材料主流市场。虽然经过 2016 年以来的骗补调查，新能源汽车市场火热程度有所降低，但是，作为国家乃至全球的新能源汽车行业的大布局，新能源汽车市场仍有广阔的空间。

因此，可以预见，随着国内动力锂电池新产能的逐步释放，三元材料的市场空间是可期的。从乘用车和商用车动力源配臵情况看，目前乘用车三元电池渗透率较高，15 年数据显示，三元电池在乘用车电源配臵中占比达到 58.48%；而在商用车中主要磷酸铁锂电池为主，起在商用车电源配臵中占比达到 83.90%，而三元电池占比仅为 12.92%，这主要与工信部限制商用车使用三元电池有关；专用车主要以三元电池为主，2015 年，三元电池在专用车电源配臵中占比达到 59.14%。因此，从锂电池产品结构性上，三元电池供给仍不足，磷酸铁锂电池将饱和。

综上，预计未来对三元电池的需求量，将会呈现快速增长态势。根据上述乘用车和专用车产量的预测，假设 EV 和 PHEV 乘用车平均每辆需要电池 22Kwh，平均每辆电动物流车是 18Kwh，则预计 2018 年将需要三元电池将超 49Gwh。而从2015 年动力锂电池产量构成看，磷酸铁锂电池占比高达 69%以上。根据预测，虽然到 2018 年，三元电池产量占比将会反超铁系，达到 36.50Gwh，仍难满足下游需求。因此，目前三元电池的产量缺口仍较大，尤其是高端三元电池国内供应仍然严重不足，核心企业早在去年就着手扩产。而三元锂电池的扩产，将进一步增进对三元正极材料的需求。