新能源汽车行业产业链分析.docx
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1、新能源汽车行业产业链分析第一节锂离子电池行业分析新能源汽车在传统汽车产业链的基础上进行延伸,形成了一条全新的产业链条。上游主要增加了电池、电机、电控系统、专用自动变速器等部件,下游充电设施、电池回收等产业也在新能源汽车的带动下获得了快速发展。(-)国际动力电池技术发展概况动力电池是新能源汽车的核心部件,高性能的动力电池是新能源汽车产业发展的强大支撑,中、美、日、韩、德等国是目前车用动力电池研发和生产的主要参与者与推动者。中、日、韩三国在消费类电子用小型离子电池方面处于技术和市场的主导地位,而且,目前锂电池的生产也主要集中于中、日、韩三国。而从产业方面看,日本在技术方面领先,韩国在产值方面最大,
2、中国则在产能方面最大。日本在新能源汽车投入最早,拥有着世界上先进的锂离子电池基础材料和装备制造研发及产业化技术;航过则在锂电池基础研发、原材料、生产装备及电池产业化技术等方面投入巨大,发展迅速,建立了相对完整的锂电池产业链;而中国目前具有众多的锂电池及关键原材料研发机构和生产企业,生产制造装备技术日益成熟,形成了全球最为完善的锂电池产业链体系,培养了众多熟练的产业技术工人,积累了丰富的锂电池生产经验。除此之外,美国和德国建立了先进的锂电池的研发条件,积极开展相关技术的研发,两国均拥有先进的锂电池集成及应用技术,开展了车用锂电池及系统集成的开发和应用。图17.主要企业动力电池产能编号企业2014
3、年产能2015年可达产能(亿Wh)容量(亿Ah)能量(亿Wh)1比亚迪12.5401002力神31016.83威能310164中航锂电2.58155国轩2.58156万向2777光宇278.58宁德时代4.2813.717.39盟固利13.63.610捷威0.61211沃特马82550(二)锂电池是未来电池发展方向锂离子电池是指分别用二种能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。充电时锂离子从正极化合物中脱出经过电解质嵌入负极,同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极,保证负极电荷平衡;放电时则相反,锂离子从负极脱出,经过电解质嵌入正极。动力锂离子电池是以锂离子电池为材料的一种高能
4、量密度电池,是专门为机动车提供动力的锂电池,具有零污染、零排放、能量密度高、体积小和循环使用寿命长等优点,是国内外动力电池发展和应用的趋势。锂离子电池包括正极、负极、隔膜及电解液等四大材料。图18.锂离子电池主要组成材料材料材料实例正极嵌锂过渡金属氧化物钻酸锂,镒酸锂,银钻镒三元材料混合材料,磷酸铁锂负极电位接近锂电位的可嵌入锂化合物人造石墨,天然石墨,石墨化碳材料,石墨化中间相碳微珠和金属氧化物电解液LiPF6的烷基碳酸脂搭配乙烯碳酸脂(Ee),丙烯碳酸脂(PC)和低粘度二乙基碳酸脂(DEC)等高分子材料隔膜聚烯微多孔膜聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烧隔膜外壳金属钢、铝()锂离子电池的成本构成锂电
5、池及其附属配件,占整车成本的30%50%。目前,动力锂电池的成本大约为每千瓦时3000元4000元。锂电池成本构成:原材料占整个电池70%,人工、水电20%,折旧10%o原材料中,正极占30%40%,隔膜占15%30%,电解液占20%-30%,负极5%15%。1 .正极材料锂离子电池的发展呈现出多方向并举的局面。发展方向的不同主要在于采用的正极材料的不同。由于正极材料在锂离子电池中占有较大比例,因此正极材料的性能将很大程度的影响电池的性能。同事,由于锂离子电池正极材料在电池成本中所占比例高达30%-40%左右,所以正极材料的成本就直接决定了电池成本的高低。目前,已批量应用于锂电池的正极材料主要
6、有钻酸锂、镁酸锂、镒酸锂以及磷酸铁锂。但由于钻金属储量少,价格高昂,因此成本很高。为了降低成本,采用金属镒代替金属钻,形成了镒酸锂,但作为新能源汽车的动力电池,其安全性也是重要考虑因素之一,而镒酸锂电池循环寿命短且在高温环境下,循环寿命更差,安全性能较低。磷酸铁锂具有前两者的优点,且原材料价格低,资源丰富,是锂电池中最有发展前景的产品。2 .负极材料负极材料主要是以石墨、固体碳粒、石墨化纤材料等为主,其生产技术壁垒较低,而且国内已经实现产业化。由于碳系负极材料的技术发展比较成熟,国内产能也比较大,其盈利能力并不强,不是发展锂电池的限制性环节。目前,新型的硅合金、钛酸粒等负极材料还基本处于实验室
7、研究阶段,在短期能还难以展开规模应用。目前国内从事锂电池负极材料生产的前三名厂商是深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司、上海杉杉科技有限公司和湖南星城石墨科技股份有限公司。目前负极材料基本能够满足国内市场需求,但随着新能源汽车行业的发展与扩大,未来负极材料市场需求也会越来越大。3 .隔膜锂离子电池隔膜是以聚烯烧薄膜为主要基体,采用单向或双向拉伸成孔工艺制备的具有离子导通功能的微孔膜,在锂离子电池中起到隔离电池正、负极,防止电池短路的作用。随着隔膜技术的不断发展,已逐渐衍生出PP/PE/PP三层复合隔膜、耐高温陶瓷涂覆隔膜、高性能PVDF涂覆隔膜等新型锂离子隔膜。隔膜的重要功能是隔离正负极并组织电
8、子穿过,同时能够允许离子的通过,从而完成在充放电过程总锂离子在正负极之间的快速传输。隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放电容量、循环使用寿命以及安全性能。隔膜越薄,孔隙率越高,电池内阻越小,高倍率放电性能越好,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。锂电池隔膜的要求:L耐腐蚀性高,电化学稳定性好;2.对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力;3.具有电子绝缘性,能让正负极良好隔离;4.有一定的孔隙率,保证低电阻和高的电导率;5.空间稳定,热能稳定,自动保护性能好。目前来说,隔膜产品基本依赖进口,国内只有很少数企业能够生产。随着未来国内隔膜,尤其是动力锂电隔膜产能的进一步扩大,国内隔
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