我国作为世界锂储量排名第二的国家,随着新能源汽车加快速度进行发展,锂电池作为新能源汽车的核心材料,必将迎来需求的大爆发。进入动力锂电池行业的新贵企业从锂矿物中制备锂的生产工艺,
受益于政策引导、产业规划和优惠补贴多重因素驱动,我们国家新能源汽车近年来迎来了飞速的发展。虽然因骗补行为导致补贴政策进行了较大调整,其中客车补贴平均下滑约40%~60%,乘用车及专用车下滑约20%~30%,并导致推广目录推翻重申。
2017年随着新目录的持续落地,新能源汽车产销数据呈现出逐月走强的趋势。2017年前三季度新能源汽车的总销量39.8万辆,比上年同期增长37.7%,其中纯电动汽车比上年同期增长50.1%、插电式混合动力汽车比上年同期增长0.6%,预计全年销售有望达到70万辆。从目前政策来看,2018年补贴相较2017年持平,2019-2020年相较2017年再退坡20%,然后补贴退出。后面双积分政策实施落地,新能源车销量长期无忧。
能源车快速放量带动今年前三季度动力电池产量共计32.02Gwh,同比增长42.1%。2016年全年动力电池出货量为29.39Gwh,今年前三季度的产量已超去年全年,产量的快速释放的原因是电池企业近两年的快速扩产的结果,企业均选择行业爆发时点抢占前期市场资源。
2016~2018年我国动力电池的需求为27.2Gwh、34.452Gwh和50.82Gwh,需求同比增长分别为71.07%、26.65%、47.46%。从产能的角度来看,目前产能的扩张速度高于动力锂电池的增速,但这种增速之间的剪刀差会呈现出逐步收窄走向均衡的趋势。
三元电池优势显著高端锂电市场稀缺。相较于磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂电池,三元锂电池(NCM、NCA)具备电压平台高、单位体积内的包含的能量高、振实密度高、电化学稳定、循环性能好等特性,在提升新能源汽车的续航能力、减轻用户续航里程忧虑方面有着非常明显优势,同时还具有放电电压高,输出功率比较大,低温性能好,可适应全天候气温等优点。
动力锂电池产能过剩的趋势比较明确,在动力电池的技术走向中,三元正在成为大趋势。我们大家都认为,主要有两点原因,一种原因是政策推动,如科技部要求到2015年单位体积内的包含的能量达到200wh/kg,2020年达到300wh/kg。二是客户的真实需求,小型化、长续航能力将成为电动车的未来主导方向,三元体系正式满足了这样的需求。而随着三元电池价格进一步下降,磷酸铁锂在价格上已无多少优势。专用车三元电池的解禁逐步推动了三元锂电池发展。我们大家都认为无论政策导向还是下游要求,均进一追求电池单位体积内的包含的能量的提升,我们大家都认为三元电池的推广将进一步提速,中期将是低镍NCM占优,长期看高镍三元NCM、NCA占比将不断提升。
从扩产角度来看,三元电池技术壁垒高,高端三元产能扩产更慢,扩张效果不达预期非常普遍。
2017年1月,特斯拉宣布与松下联合开发的新型21700电池开始步入量产,宣告动力电池郑重进入21700时代,这款全球首发的21700电池将在超级工厂生产。2017年年8月4日,国家标准委员会公布的GB/T34013-2017《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》中,明确地将21700规格尺寸列入其中。
2)电池系统单位体积内的包含的能量提升约20%:目前特斯拉生产的21700电池系统单位体积内的包含的能量约300wh/kg,相比较现有的18650电池系统250wh/kg提高了20%。
3)单体电池容量提升带来的数量减少,从而使结构件、导电连接件等配件数量相应减少,总系统成本下降约10%;
4)配件数量的减少使得电池系统减少10%左右的组件和重量,提升其单位体积内的包含的能量。
当前新能源汽车补贴标准与动力锂电池能量密度正比例相关。在电池材料体系没有巨大突破的情况下,21700电池是获得更高的有效容量的趋势。在今年第八批推广目录车型中,已有搭载了三元21700电池的两款纯电动厢式运输车进入目录。从供给来看,目前市场上21700的产能并不多,根本原因是国内当前21700电池的性价比还不足,装配产线配套等方面与国外企业还有差距。我们大家都认为随着国内设备企业和零配件企业的快速跟进,21700电池的成本有望逐步下降,同时21700电池在PACK成本方面的优势也会体现。根据2020年的300Wh/kg的目标,多家电池企业和研究机构都已有所布局,技术的快速迭代将使得大部分企业在加速跑中逐渐落伍,而具备整体研发实力的动力电池企业将从中胜出。根据目前的技术路线,我们大家都认为短期内三元电池仍将是提高单位体积内的包含的能量的关键,中期看富锂锰基的技术突破,远期方向是锂硫电池。
负极材料在提高电池的容量以及循环性能方面起到了及其重要的作用。通常将锂电池负极材料分为两大类:碳材料和非碳材料。其中碳材料又分为石墨和无定形碳,如天然石墨、人造石墨、中间相碳微球和软炭(如焦炭)等;非碳负极材料有氮化物、硅基材料、锡基材料、钛基材料等。从技术来讲,石墨的克容量为372mAh/g,性能逐渐趋于理论极限值。负极材料的发展是高比容量、高充放电效率、高循环性能和较低成本,其中硅碳复合材料的取得了很大的进展,特斯拉发布的Model3就采用了硅碳负极作为动力电池新材料。通过在人造石墨中加入10%的硅基材料,特斯拉让电池容量达到了550mAh/g以上,电池单位体积内的包含的能量可达300wh/kg。采用钛酸锂负极材料的动力电池具备快速充点、循环寿命长及安全性高等特点,因此该负极材料在公交领域得到了较大的关注。