新能源汽車電池系統

1、新能源電池新能源電池 周佛亮周佛亮 如果說內燃機汽車的心臟是動力系統，那么新能源汽車的心臟則是電池如果說內燃機汽車的心臟是動力系統，那么新能源汽車的心臟則是電池系統，因為電池系統的優(yōu)劣直接關系到汽車的行駛里程、使用便利性等系統，因為電池系統的優(yōu)劣直接關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瓶頸也恰恰是在電池系統上方面，而目前新能源汽車最大的技術瓶頸也恰恰是在電池系統上.背景背景目前市場上主流新能源汽車電池一覽：目前市場上主流新能源汽車電池一覽：比亞迪比亞迪E6：官方售價約為：官方售價約為37萬元萬元,除去補貼實際售價約為除去補貼實際售價約為26萬元。萬元。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：磷酸鐵鋰目前市場上主流新能源汽車電池一覽：北汽北汽E150：官方售價約為：官方售價約為25萬元萬元,除去補貼實際售價約為除去補貼實際售價約為14萬元，萬元，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上主流新能源汽車電池一覽：目前市場上主流新能源汽車電池一覽：特斯拉特斯拉MODEL S:售價約為售價約為75-85萬元萬元, 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比性

3、價比1、與傳統汽車相比同等價位的續(xù)航能力弱。、與傳統汽車相比同等價位的續(xù)航能力弱。2、續(xù)航能力強、續(xù)航能力強電池數量增加電池數量增加成本增加成本增加價格價格高高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車，電池成本占到整車的目前主流的新能源電動車，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“性價比性價比”。目前新能源汽車所使用的動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：輕度混合動力鉛酸電池：輕度混合動力車使用；鎳氫電池：中度混合動力車

4、使用，比能量較低以及成本較高，性價比相對較低；鎳氫電池：中度混合動力車使用，比能量較低以及成本較高，性價比相對較低；氫燃料電池：雖說在續(xù)航里程更高及沒有污染等條件被譽為新能源汽車未來的發(fā)展方向，但其氫燃料電池：雖說在續(xù)航里程更高及沒有污染等條件被譽為新能源汽車未來的發(fā)展方向，但其使用的鉑材料價格昂貴，且加氫站建設成本高企也是制約氫燃料電池大范圍推廣的因素。使用的鉑材料價格昂貴，且加氫站建設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、自放率低、使用溫度范圍寬、無記憶效應等優(yōu)勢具有比能量高、循環(huán)壽命長、自放率低、使用溫度范圍寬、無記憶效應等優(yōu)勢各種電池各種電池鋰電池產業(yè)鏈主要由鋰礦資源、鋰電池原材料（包括鋰電池產業(yè)鏈主要由鋰礦資源、鋰電池原材料（包括正極材料、負極材料、隔膜、電解液）以及電芯制正極材料、負極材料、隔膜、電解液）以及電芯制造與封裝構成，其中鋰電池原材料占據了鋰電池價造與封裝構成，其中鋰電池原材料占據了鋰電池價值鏈的主要部分，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%鋰電池產業(yè)鏈鋰電池產業(yè)鏈正極材料是鋰電池四大關鍵材料之一，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、成本和壽命的關鍵材料的關鍵材料目前國內市場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，被業(yè)界普遍看好，代表著動力電池正極材料的未來發(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，增長甚為迅猛，但其中的鈷價格偏貴，成為其競爭劣勢，目前的格局是鋰電池正極材料已經從單一的鈷酸鋰產品進入到鈷酸鋰、三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等多種類型共同發(fā)展的階段。市場格局：從全球范圍的競爭格局來看，目前鋰電正極材料生產商主要分

7、布于中國、日本、韓國這三個國家，其中韓國優(yōu)美科和日本日亞化學仍然占據了全球前二的市場份額，因其在整體技術水平和質量控制能力具有較大優(yōu)勢，而且國內企業(yè)在生產方法上參差不齊，在關鍵技術的提高上仍需較長一段時期。正極材料正極材料負極材料是生產鋰電池過程中另一個關鍵材料，它直接影響著鋰電池在安全性能上的表現產品格局：目前無論是國內還是國外，在負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，其中天然石墨占據了全球50%以上的份額，而人造石墨和中間相碳微球在動力電池領域更具競爭力；盡管現在對非碳負極材料也有使用，但其存在生產路線及工藝的問題未能大規(guī)模應用，而石墨具有導電性好、

8、結晶度高、充放電比容量高的優(yōu)點，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。市場格局：由于石墨負極材料技術含量較低，因此國內企業(yè)在該領域發(fā)展極為迅速，負極材料也是國內鋰離子電池四大關鍵組件中唯一實現產業(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躋身世界級公司，其中，深圳貝特瑞市場占有率為全球第二，客戶包括松下、三星等130多家廠商。除了國內企業(yè)，全球負極材料生產企業(yè)主要來自日本，其中日立化成一直穩(wěn)居全球第一.負極材料負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，主要難點在于復合材料、厚度、強度、孔徑等。隔膜是鋰電材料中技術壁壘最高的一種高附加值材料，毛利率一般可

9、以達到40%以上 ，由于具備較高的技術壁壘，目前世界上只有日本、美國等國擁有電池隔膜的先進生產技術和相應的規(guī)?；a業(yè)。 市場格局：目前全球隔膜市場仍主要被日本旭化成工業(yè)、日本東燃化學、美國Polypore、韓國的SK等企業(yè)主導，按照市場份額可以分為三個梯隊：第一是旭化成、Polypore 和東燃化學，市場占比約64%；第二梯隊為日本宇部、SK和美國Entek，占比約28%；第三梯隊主要來自中國隔膜的“三巨頭”，包括星源科技、金輝高科和新鄉(xiāng)格瑞恩，國產隔膜主要集中在中低端市場，市場占比約6%，目前我國80%以上的鋰電池隔膜需求仍然依賴于美日的進口，而動力鋰電隔膜基本全部由國外供應。預計到2015

10、年，國內隔膜需求量約4億平方米，其中動力鋰電隔膜約1億平方米，2012年國內鋰電池隔膜企業(yè)總產量僅為1.8億平米，隨著未來國內隔膜尤其是動力鋰電隔膜產能的進一步擴大，國內隔膜產品將有極大的進口替代空間 。隔膜隔膜電解液是鋰電池的關鍵材料之一，被譽為鋰電池的“血液”，電解液在電池中正負極之間起到傳導電子的作用，是鋰電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的重要保證。產品格局：電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽（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)定性也受到廣泛關注。目前，電解液領域的研究重點仍然集中在添加劑的選型

11、與配比上。市場格局：近年來，全球鋰電池電解液產業(yè)發(fā)展平穩(wěn)，市場主要集中于三菱化學、韓國Panax-Etec和日本宇部，三家公司約占全球市場份額的70%。緊隨其后的依次為：張家港國泰榮華、富山化學、三井化學、岸田化學及國內其他企業(yè)。國泰榮華是國內電解液的龍頭，市場份額為全球第四，約15%，國內其他主要企業(yè)包括新宙邦、東莞杉杉、天津金牛、北化所等10余家，電解液產能都在每年千噸級以上，覆蓋高、中、低端各個市場，除滿足我國鋰電池生產的需要外，還實現了部分出口。電解液電解液作為電池生產過程中最重要的部分，電芯的質量直接決定整個鋰電池的質量 ；產品格局：目前市場上實現大規(guī)模應用的電芯主要有三種，傳統的圓

12、柱型電芯（以18650電芯為代表）和方形電芯以及近年來剛剛興起的聚合物電芯 ；聚合物電芯的單位電量價格約為傳統圓柱型電芯的2 倍，而方形電芯價格則介于兩者之間，隨著聚合物鋰電池逐漸成為市場主流，鋰電池總體價格將持續(xù)提升。目前來看，圓柱型鋰電池與方型鋰電池仍然占據市場主導地位。但如果價格能夠降到合理水平，聚合物鋰電池或將逐步替代圓柱型與方型電池，成為鋰電池未來的發(fā)展方向。市場格局：目前的全球電芯企業(yè)主要集中在中日韓三個國家，近年來發(fā)展迅速的韓國三星SDI已經躍居為全球最大的電芯制造商，占據了23%的市場份額，其次為日本三洋、松下、LG化學、SONY。國內企業(yè)比亞迪、比克、力神經過多年的努力，也已經取得一定的市場地位。但目前國內企業(yè)生產的電芯主要應用于消費領域，最終應用于動力領域的企業(yè)比較少。