三元材料成锂电池发展趋势 ，相关公司有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-03-18 11:19
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新能源汽车板块成为市场的焦点板块，连续大涨两天，后半周跟随大盘小幅回调，锂电池板块作为子板块，走势比之新能源汽车板块整体走势更为强劲。
锂电池板块指数突破了重要压力线，强势特征非常明显。
对于纯电动汽车来说，电池成本占总成本的42%左右，是占比最高的部分。电池由正极、负极、隔膜和电解液四部分组成。放电时锂离子与电子从负极脱出，电子经由外部电路到达正极，而锂离子则通过电解液进入正极。锂离子、正极材料以及电子在正极重新结合完成电流传导，隔膜则主要是将正极和负极隔离从而防止短路。
※图片来自Vsat资讯-新能源汽车专题
纯电动汽车的短板在于续航里程，未来提升竞争力的关键也就在于降低成本和提高里程。而正极材料决定着电池的容量（续航里程）、寿命等多方面核心性能，故而正极材料是电池最为重要的环节，成本占比高达30%-40%。隔膜技术壁垒和成本都比较高，难点在于微孔结构成型技术与基底材料，目前占比约20%。负极材料主要以石墨为主，电解液主要以六氟磷酸锂为主，成本占比相对较低，分别为15%和10%左右。
正极材料种类较多，主要包括磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂以及三元锂，其中三元锂分为镍钴锰NCM以及镍钴铝NCA,，由于三元材料使用了钴等贵金属，故而成本相对较高。
磷酸铁锂是锂电池初期主导路线，主要由于其原材料价格低、寿命长、安全性能高，但其缺点恰恰在于能量密度最低，位于100-120Wh/kg区间，上限160Wh/kg，严重制约了续航里程。2017年工信部发布《汽车产业中长期发展规划》指出在2020年动力电池单体比能量需达到300Wh/kg，力争350Wh/kg，系统比能量力争260Wh/kg、2025年力争350Wh/kg,而现在技术水平下的磷酸铁锂相去甚远。
而三元锂电池比能量较高，位于150-200Wh/kg区间，故而市场占比逐年上升。但三元材料热稳定性相对较差，在200摄氏度下易分解氧气为电池高温助燃，而磷酸铁锂分解温度在700摄氏度并且不产生氧气。
目前基于安全性，商用车仍然较多使用磷酸铁锂，而乘用车逐步切换到三元锂路线。目前能量密度是最大的瓶颈，而三元锂路线的热稳定性短板则可以通过配套使用效率较高的热管理系统加以弥补。故而使得三元锂路线有望逐步成为后期技术主流路线。
从汽车厂商来看，比亚迪、上汽、北汽等厂商逐步从磷酸铁锂向三元锂过渡，并已有相应车型落地，而吉利、众泰以及奇瑞则直接切入三元锂电池。而国际主流厂商特斯拉Model S、宝马i3、日产Leaf均采用三元锂电池。而就目前来看，磷酸铁锂依然占据主流，2016年出货量高达20.33GWh,占比高达72.49%，而三元锂出货量为6.29GWh,占比22.44%仍然比较低。
所以，从上游金属资源角度，镍钴锰锂值得关注，对于各锂电池厂商的主导技术路线以及发展方向、技术水平也都值得更进一步研究。在此我们谨抛砖引玉、启迪思考。
对磷酸铁锂材料厂而言，最大困境在于客车市场销售增速放缓，而储能领域难以短期上量。同时，受制于磷酸铁锂电池本身能量密度的短板，无法抓住乘用车这一高速增长的市场。
真锂研究的数据显示，2018年前三季度，在29.5GWh的动力电池总装机量中，EV乘用车市场前3季度累计装机16.1GWh，占比达54.4％，排名第一。单看今年9月的数据，电动乘用车实现装机3.31GWh，比去年的总和还多，同比增长高达165.6％。
“以前是得电动客车者得天下，现在是得电动乘用车者得天下。”墨柯说。
今年前三季度，在电动乘用车16.06GWh的总装机量中，13.98GWh采用三元电池，占比约为87％；而磷酸铁锂电池占比仅12％。“还有少数乘用车在用磷酸铁锂电池。比如，不追求高续航、用于城市通勤的乘用车，或者低速车。”天风证券分析师杨藻指出。
磷酸铁锂电池和三元电池能量密度差距有多大？“目前磷酸铁锂单体电芯能量密度约在140-150Wh/kg，电池系统能量密度约为110－120Wh/kg。而常见的三元电池单体电芯为200Wh/kg，系统能量密度约在140Wh/kg。”罗焕塔告诉中国证券报记者。
为何高能量密度成为电池厂、车企竞逐的目标？一方面受补贴政策引导。根据2018年6月实施的补贴新政，电池系统能量密度补贴门槛由2017年的90Wh/kg提升105Wh/kg，105（含）-120Wh/kg的车型按0.6倍补贴，120（含）-140Wh/kg的车型按1倍补贴，140（含）-160Wh/kg的车型按1.1倍补贴，160Wh/kg及以上的车型按1.2倍补贴。换言之，搭载磷酸铁锂电池的乘用车只能拿到0.6倍或1倍的补贴，而三元电池一般而言至少能拿到1倍以上补贴。
另一方面，对于乘用车而言，系统能量密度高低至关重要。电池的能量密度指的是电池平均单位体积或质量所释放出的电能，会影响到车辆的续航里程。“举个例子，200公斤电池包，如果能量密度是140Wh/kg，200KG可以装28度电。如果能量密度是120Wh/kg，200KG可以装24度电。这对乘用车而言很要命，因为乘用车内部空间有限，整体结构设计中只有200公斤左右的重量留给电池包，装28度电当然比24度电跑得更远。”墨柯告诉记者。
头部磷酸铁锂电池厂正在努力补足这一短板。比亚迪相关人士向中国证券报记者透露，目前公司磷酸铁锂电池系统层面能量密度最高可以做到140wh/kg。
国轩高科今年9月接受机构调研时表示，已完成了磷酸铁锂单体能量密度由170Wh/kg向180Wh/kg产线升级改造。接近三元523的性能指标，且能满足新能源汽车300公里以上的续航里程。同时计划2019年将磷酸铁锂单体电芯能量密度最高提升至接近200Wh/kg。
头部企业尤其是早期技术路线偏向磷酸铁锂的企业多在进行两手准备，提升磷酸铁锂技术路线的同时，蓄力发展三元电池。
上述比亚迪相关人士指出，目前比亚迪商用车和E6仍然在使用磷酸铁锂电池，乘用车今年已经全部换装三元电池。2018年，比亚迪在青海新增了24GWh的三元电池产能，加上截至2017年底16Gwh的总产能（其中6Gwh是三元电池，10Gwh是磷酸铁锂电池），预计2019年年底动力电池总产能达40Gwh。
国轩高科表示，正全力推进三元电池开发及投产，已完成原有两条111产线升级为三元622产线的改造，并已稳定、批量向客户供货。同时新建的4GWH升级版三元产线，已经完成一条产线的打通，预计四季度供货。
“以前走磷酸铁锂路线的中小电池厂要转换三元路线就没那么容易。一来原来上游供应商的关系都在磷酸电池体系上，要重新建立三元体系比较困难；二来还要与现有电池厂在客户资源上展开竞争。
