资源认证器件行业分析 电池案例,编写人：方力,一、电池行业概述 二、锂电池技术及电芯成本构成 三、锂电池产业链 四、锂电池行业相关企业 五、锂电池行业发展前景 六、未来手机电池新技术,目 录,1、电池分类 2、电池性能比较 3、电池产业发展的三大趋势 4、锂电池特点 5、锂电池发展瓶颈,一、电池行业概述,1、电池分类 一次电池（原电池）：活性物质只能使用一次的电池，如：一次性碱性电池 二次电池（蓄电池）：经充电后可继续使用的电池，包括：铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、锂电池。 燃料电池：将燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。 太阳能电池：通过光化学反应转化为电能，可分为：多晶硅电池、非晶硅薄膜电池，晶硅电池占据80%以上的比重，其在性能上优于薄膜电池，但薄膜电池在价格上具备一定的优势。,一、电池行业概述,2、电池性能比较,一、电池行业概述,3、电池产业发展的三大趋势 趋势一：传统铅酸电池、镍镉电池在民用领域将被逐步取代 趋势二：镍氢电池与锂离子电池快速发展 趋势三：太阳能光伏电池蓬勃发展,一、电池行业概述,4、锂电池特点 A. 高能量密度：锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的40-50%，镍氢的20-30%。B. 高电压：一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值)，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。C. 无污染：锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。D. 不含金属锂：锂离子电池不含金属锂，因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。E. 循环寿命高：在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次。F. 无记忆效应：记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。G. 快速充电：使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器可以使锂离子电池在一至两个小时内得到满充。,一、电池行业概述,5、锂电池发展瓶颈 锂离子电池目前发展瓶颈主要在于安全性和成本上面的突破： 能量密度、循环寿命等性能占优使锂离子电池成为发展趋势；而镍氢电池具有性能稳定、工艺成熟的优势，未来3-5年内仍将占有相当的市场份额。 中国锂离子电池产业的软肋：钴资源、隔离膜和笔记本电池,一、电池行业概述,1、锂电池技术 方形电池结构,二、锂电池技术及电芯成本构成,1、锂电池技术 柱形电池结构,二、锂电池技术及电芯成本构成,1、锂电池技术 锂电池生产关键工艺流程,二、锂电池技术及电芯成本构成,1、锂电池技术 锂电池原理,二、锂电池技术及电芯成本构成,2、锂电池电芯成本构成（详见成本分析报告）,二、锂电池技术及电芯成本构成,三、锂电池产业链,1.上游 锂离子电池的原材料主要包括正负极材料、电解液、电极基材、隔离膜和罐材等。 其中，正极材料是锂电池中最为关键的原材料，决定了电池的安全性能和电池能否大型化，约占锂电池电芯材料成本的三分之一左右。目前，正极材料主要是锂钴氧（LiCoO2）、锂锰氧（LiMnO2）、锂镍锰钴氧和磷酸亚铁锂等，负极材料为石墨。 锂资源,三、锂电池产业链,正级材料 正极材料质量与性能是影响电池品质的主要因素。目前国内市场上锂电池正极材料主要有钴酸锂和锰酸锂，部分厂家还开发出磷酸铁锂、镍钴酸锂和镍钴锰三元材料等，每种材料都具有不同程度的缺陷。正极材料已经从钴酸锂材料一枝度秀，到钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷铁酸锂材料齐头并进的发展趋势。,三、锂电池产业链,负级材料 负极材料一般为各种碳材料和金属氧化物。 锂离子电池广泛采用碳材料种类繁多，目前研究得较多且较为成功的碳负极材料有石墨、乙炔黑、微珠碳、石油 焦、碳纤维、裂解聚合物和裂解碳等碳负极材料。 与正极材料相比，负极材料占锂电池成本比重较低，而且国内已经实现产业化，行业前三甲企业是深圳贝特瑞、 上海杉杉、长沙海容，基本能够满足国内市场的需求。深圳贝特瑞是中国宝安控股 55%的子公司，是国内锂电池 碳负极材料标准制定者。其碳负极材料产能是6000 吨/年，价格为6 万元/吨左右，市场占有率高达80%，居全球 第二。,三、锂电池产业链,隔离膜 锂电池隔膜成本占电池成本的 1/3 左右。隔膜是保证锂离子电池安全稳定工作的核心材料，目前国内厂商基本完全依赖从日本、美国、韩国等国进口。隔膜这一高技术附加值与高利润附加值材料的国产化进程将是降低锂电池成本的主要突破领域，主要难点在于复合材料、厚度、强度、孔径等。 隔膜系锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，毛利率通常达到40%以上，占了锂电池成本的20-30%。国内能生产隔膜的企业仅有星源科技、金辉高科两家技术相对成熟，其中金辉高科隶属于上市公司佛塑股份。大部分依赖进口，市场主要被日本旭化成工业、东燃化学，及美国Celgard把持。隔膜具有典型的“高技术、高资本”特点，而且项目周期很长，投资风险较大，国内企业的投资热情并不高。 电解液 电解液占锂电池成本的12%左右，毛利率接近40%。目前国内电池生产商电解液配套也已基本实现国产化。电解液在3-5 年后依然是朝阳产业。一个软肋是，电解液主要原材料为六氟磷酸锂，占电解液成本的50%左右，其生产成本为10 万元/吨，售价为40 万元/吨，毛利率高达75%，国内却没有企业能够生产。目前市场被关东电化学工业、SUTERAKEMIFA、森田化学等几家日本企业垄断。 除杉杉股份外，国内主要生产电解液的企业还有华荣化工、珠海赛纬电子、天津金牛、汕头金光、广州天赐等10 余家。其中，华荣化工、珠海赛纬电子定位高端市场，其他企业只能做中低端市场。江苏国泰控股子公司华荣化工是全国最大的锂电池电解液生产商。2008 年实际产量3000 吨，是第二名的两倍。到2010 年产能达到5000 吨/年，有可能成为全球最大的生产企业,三、锂电池产业链,2、下游 锂离子电池应用领域占比,手机行业 我国手机出口量占生产量60%以上，外需下降将对行业带来较大的影响。而3G 建设将带动手机市场投资增加和国内市场扩大。,三、锂电池产业链,2、下游 笔记本行业 对于锂离子电池的第二大用户手提电脑而言，因具有轻薄、便利、随处可用等优点对台式机的取代效应持续，2007年全球NB渗透率（替代台式机）已达39%，未来在渐趋完善的移动网络带动下仍将保持较快发展。 NB 用电池属多串并类型电池，一般具有4 芯、6 芯、8 芯等则需要电解液几十克/台，NB 未来的持续快速发展将进一步带动锂离子电池及电解液未来需求的快速增长。,三、锂电池产业链,2、下游 电动工具 目前全球电动工具一年需要 7 亿多颗电池，其中只有略高于1 成的量是用锂电池。镍氢电池，镍镉电池仍为主要材质，但因镍镉电池的环境污染性，欧美国家已逐渐用法令限制其适用范围，其中电动手工具已开始替换，我国于2007 年3 月1 日起开始实施电子信息产品污染控制管理办法也会使镍镉电池的使用受到一定的限制。 锂电池在电动工具上的应用前景可期。如电动工具中5%的镍镉电池被锂电池替代，即可产生1.08亿美金的市场价值。,三、锂电池产业链,2、下游 电动自行车用锂电池 目前适合用于电动自行车的主要有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池，我国电动自行车用电池中铅酸电池占90%，但铅酸电池因具有体积大、质量重（13-15Kg）、循环寿命短、污染较大等缺点，在发达国家已逐步被镍氢、锂电池所替代，如日本市场已有78%转用镍氢电池，锂电池的比例也达到19.5%。 目前锂离子电池电动自行车在电动自行车中所占比例将近1%。制约瓶颈：在于价格高、品质不稳定。,三、锂电池产业链,2、下游 电动汽车锂电池 电动汽车技术可分为纯电动汽车（EV）、混合电动汽车（HEV）和燃料电池汽车技术（FCEV）三个技术流派。目前已经实现商业化生产的技术是纯电动汽车和混合电动汽车。 纯电动汽车和燃料电池汽车在汽车使用过程中能够实现零排放，并完全摆脱了对石油资源的依赖，将成为新能源汽车发展的最终目标；而在过渡路线选择上，混合动力汽车是最佳过渡路线。 目前用于驱动电动汽车的电池主要有四种：镍氢电池、铅酸蓄电池、锂离子电池以及燃料电池，暂不考虑目前实用性较低的燃料电池。,四、锂电池行业相关企业,1、锂离子电池产业链对应的公司 锂离子电池产业链对应的公司,锂离子前列企业,四、锂电池行业相关企业,1、锂离子电池产业链对应的公司 锂离子电池材料企业：,五、锂电池行业发展前景,投资环境 新能源和环保概念下，全球各国都出台相关政策，锂电池行业也从中受益： 在全球主要国家的新能源政策方面，美国，欧盟以及日本的政策力度最强，主要政策方式包括加大税收的补贴，加大对于新能源技术的研发投入和鼓励消费者使用与新能源相关的产品以增加总需求。 中国新能源产业的政策导向, 2006年先后出台了国家中长期科学和技术发展规划纲要和可再生能源法，在中长期发展规划，规划到2020 年我国可再生能源在能源结构中比例争取达到16%，在之后的2007 年，出台了能源发展“十一五”规划，2006-2010 年期间单位GDP 能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%。,五、锂电池行业发展前景,锂离子电池投资机会 新能源汽车时代即将来临，锂离子电池将成为未来车用电池的明星。发展锂电汽车我国具有得天独厚的条件 （1）资源优势，锂电汽车的最主要关键部件是锂离子动力电池和永磁同步电机，锂离子动力电池的主要原材料锂、锰、铁、钒等在我国都是富产资源。而我国更是永磁同步电机中永磁材料稀土资源的大国，为锂电汽车提供了材料保证。 （2）技术优势，我国的小功率锂离子电池早已经产业化，形成了上下游结合的完整产业链，电池产品超过世界市场的三分之一，锂离子动力电池技术已经达到国际先进水平，产业化条件也基本成熟。 （3）政策助推混合动力汽车产业化已经来临，2008 年1 月24 日，财政部、科技部发出了关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知。 （4）锂电池 2010 年将出现爆发性需求增长，2009 年，国内共有50-60 家电芯厂商即将或已经完成生产线的购置，进行产能扩张，2010 年，磷酸铁锂的需求将出现爆发性增长。到2010 年，国内混合动力汽车产业化初期，磷酸铁锂的年需求量将超过1.5 万吨。 2012 年锂电池市场预测 (1)非充电型锂电池（non-rechargeable lithium battery）在全球2006 年的市场总值为9.75 亿美元，已达到年复合增长率（CAGR）3.7%的表现，预计在2012 年全球的市场将成长到12.39 亿美元规模。 (2)充电型锂电池（rechargeable lithium battery）在2006 年的市场总值则为46.61 亿美元。预计在2012 年将成长超过63 亿美元，年复合增长率为5.6%。 不同类型锂电池前景展望 聚合物锂电池和磷酸铁锂电池发展前景被看好，未来两种锂电池会成为市场的主流： 其一，在小电池领域（如应用在手机、电脑、数码相机），目前占据主导地位的钴酸锂电池将逐渐被二元/三元聚合物锂电池取代。主要原因是目前钴酸锂电池有很大安全隐患，且钴酸锂电池居各种锂电池价格之首。使用二元/三元聚合物锂电池，虽然不能完全消除安全隐患，但较钴酸锂电池有很大进步。 其二，在动力电池（电动汽车）领域，磷酸铁锂电池是世界公认的最好的电池。,六、未来手机电池新技术,未来手机电池新技术 随着手机体积的进一步压缩以及各类新功能对能源日益增长的要求，锂离子电池的容量已接近最大。如果在电池原材料上没有大的突破，锂电池容量继续提升则极其困难；而在容量达到现有临界状态的条件下，安全系数必然降低，可开发空间非常有限，新一代电池的开发势在必行。 目前业内一致看好的未来手机电池是一种在多年前就已有研究的燃料电池。使用这种燃料电池的手机通话时间可超过13小时，待机更可达1个月。很多世界知名的手机厂商都已加入研制燃料电池的行列中。 燃料电池就是通过正常燃料（氢或甲醇）中提取