2017年我国锂电池行业上、下游消费领域占比【图】

    锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。因此，我们这里主要讨论的是锂离子电池。

锂离子电池产业链

数据来源：公开资料整理

    根据中国汽车工业协会的数据，2017年1－10月，新能源汽车生产51.7万辆，同比增长45.6%；销售49.0万辆，同比增长45.4%。其中纯电动汽车产销42.7万辆和40.2万辆，同比增长54.7%和55.8%；插电式混合动力汽车产销9.0万辆和8.8万辆，同比增长13.9%和11.4%。新能源汽车产销量仍然保持高速的增长。

    随着新能源汽车产销量爆发式增长，新能源汽车在我国汽车产量占比不断提升。2016年，新能源汽车产量占汽车总产量的比例为1.79%；新能源汽车销量占汽车总销量的比例为1.81%。2017年1-10月，新能源汽车产量占汽车总产量的比例为2.3%；新能源汽车销量占汽车总销量的比例为2.1%。

我国新能源汽车产销量爆发式增长（万辆）

数据来源：公开资料整理

我国汽车产销量中新能源汽车占比不断提升

数据来源：公开资料整理

    从应用领域来看，锂离子电池下游需求主要是3C消费电子领域、动力电池、工业及储能。目前，3C消费电子领域仍是锂电池的最大需求终端，不过随着新能源汽车产量的快速增长，刺激了对动力电池的需求，成为锂电池需求增长的最主要的支撑点。

锂离子电池内部组件成本结构图

数据来源：公开资料整理

我国锂离子电池各消费领域占比

数据来源：公开资料整理

    隔膜是决定锂离子电池性能、安全性和成本的重要部分。锂离子电池的放电原理是正极材料中的锂离子Li+脱嵌，通过电解液移动到负极中，电子则通过外电路从正极移动到负极中形成电流。正负极材料一旦发生接触就会导致电池发生短路，甚至发生燃烧和爆炸。而隔膜作为一种绝缘材料，其主要作用在于防止正负极材料接触导致短路，成为保障电池安全的最重要部分之一。隔膜能够浸润在电解液中，而且表面上有大量允许锂离子通过的微孔。材料、厚度和微孔数量等特性都会影响锂离子穿过隔膜的速度，进而影响到电池的放电倍率、循环寿命等性能。在四大锂离子电池材料中，隔膜的成本占比仅次于正极材料，约为10%-15%，在一些高端电池中，隔膜成本占比甚至超过20%，主要原因在于：四大锂离子电池材料中，隔膜技术壁垒最高，毛利率最高。

锂离子电池隔膜性能和技术要求

数据来源：公开资料整理

    锂电池隔膜的生产工艺包括湿法工艺和干法工艺，同时干法工艺又可分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。

    湿法工艺将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。日本旭化成、日本东燃、韩国SK等均采用此工艺。

    干法可细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。干法单向拉伸工艺是通过生产硬弹性纤维的方法，制备出低结晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，再高温退火获得高结晶度的取向薄膜。这种薄膜先在低温下进行拉伸形成微缺陷，然后在高温下使缺陷拉开，形成微孔。美国celgard、日本宇部兴产等采用此工艺。干法双向拉伸工艺是中国科学院化学研究所在20世纪90年代初开发出的具有自主知识产权的工艺。通过在聚丙烯中加入具有成核作用的β晶型改进剂，利用聚丙烯不同相态间密度的差异，在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔，用于生产单层PP膜。

锂离子电池隔膜干法和湿法两种生产工艺比较

数据来源：公开资料整理

    就目前的技术工艺发展情况看，陶瓷涂覆工艺是提升隔膜品质的一种有效方式。涂覆隔膜是指在基膜上涂布PVDF等粘黏剂或陶瓷氧化铝。这样带来的直接作用是提高隔膜耐热收缩性，防止隔膜收缩造成大面积短路；防止电池中的某些热失控点扩大形成整体热失控。而在保障隔膜力学性能以及电化学性能的基础之上，能尽可能的降低隔膜的厚度，降低隔膜的内阻提高电池的体积容量和倍率性能。

    正极材料是锂电池最为关键的原材料。四大材料生产中，正极材料是锂电池的核心，占锂电池成本的30%以上，比重最大。正极材料的好坏直接决定了锂电池各种性能指标，如能量密度性能、比功率、温度适用范围及安全性能等等。

正极材料的性能指标

数据来源：公开资料整理

    目前已进入商业化的正极材料包括钴酸锂(LCO)、三元材料(NCA、NCM)、锰酸锂(LMO)和磷酸铁锂(LFP)等。钴酸锂主要用于小型锂电，磷酸铁锂主要用于动力锂电，多元材料和锰酸锂既可用于小型锂电，又可用于动力锂电。目前在动力锂电正极材料方面主要有两条路线，磷酸铁锂有较好的循环稳定性能，成本也比较低，国内技术成熟，但其能量密度较低，大概在130Wh/kg。对于高能量高性能的追求，是技术发展的必然方向，磷酸铁锂的先天不足，使国内越来越多的企业开始转向三元材料。三元材料已经成为动力锂电正极材料的发展方向。