解新型正極材料提高鋰電池能量密度80%
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-18 09:19
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2月27日開(kāi)幕的日本智能能源周上，日本水素株式會(huì)社技術(shù)總監(jiān)夏曉明向科技日?qǐng)?bào)記者展示了鋰電池新型正極材料“MF-18”。這種新型化合物是利用混合前體同沉積方法合成的納米級(jí)材料。目前車(chē)用鋰電池最好的三元電極材料是NCM（鎳鈷錳）和NCA（鎳鈷鋁）。而新型正極材料“MF-18”具有安全、高能量密度、低溫性能好的優(yōu)點(diǎn)，可使目前鋰電池的能量密度提高80%，在零下50攝氏度環(huán)境下充放電仍能達(dá)到75%水平。性能超過(guò)以往所有正極材料。
動(dòng)力鋰電池的產(chǎn)業(yè)鏈圖與鋰離子電池相同，上游原材料主要包括鎳鈷錳、鋰礦和石墨礦，由此構(gòu)成正負(fù)極材料、電解液、電極基材、隔膜等；中游則是將正負(fù)極材料、電解液、電極基材、隔膜組裝成電芯后進(jìn)行制造和封裝；下游是動(dòng)力鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域，主要應(yīng)用在各種車(chē)輛、船舶、飛機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)，照明、蓄能、不間斷電源、移動(dòng)通訊、便攜式電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具中。
近三年，隨著國(guó)家對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的扶持，推動(dòng)了我國(guó)動(dòng)力鋰電池迅速發(fā)展。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2018年國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量為125.6萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)61.7%。其中，2018年純電動(dòng)車(chē)的銷(xiāo)量將近98萬(wàn)輛。新能源汽車(chē)銷(xiāo)量逐年增長(zhǎng)，對(duì)于動(dòng)力鋰電池的需求量也在不斷擴(kuò)張。在國(guó)家政策的驅(qū)動(dòng)下，新能源汽車(chē)有著廣闊的發(fā)展前景，而作為核心部件的動(dòng)力鋰電池必將迎來(lái)發(fā)展的大好良機(jī)。
下游需求的擴(kuò)張利好，我國(guó)動(dòng)力鋰電池總裝機(jī)量增長(zhǎng)，根據(jù)OFweek統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2018年我國(guó)動(dòng)力鋰電池總裝機(jī)量達(dá)到56.37GWh。
細(xì)分新能源汽車(chē)具體類(lèi)型的動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量情況來(lái)看，純電動(dòng)乘用車(chē)是目前拉動(dòng)動(dòng)力鋰電池需求的主要引擎，2018年純電動(dòng)乘用車(chē)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量達(dá)到30.66GWh，同比增長(zhǎng)135.4%，占動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量整體比的53.3%；而混合動(dòng)力客車(chē)受補(bǔ)貼政策影響，2018年裝機(jī)量同比減少57.5%。隨著新能源汽車(chē)市場(chǎng)化程度提升，消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)車(chē)的認(rèn)可度不斷提高，我國(guó)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量發(fā)展良好。
行業(yè)洗牌格局激烈，進(jìn)一步向龍頭企業(yè)集中
2018年6月開(kāi)始實(shí)行的《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用財(cái)政支持政策的通知》通過(guò)補(bǔ)貼措施表明了對(duì)新能源汽車(chē)電池能量密度的更高要求，低端鋰電產(chǎn)能過(guò)剩逐步被淘汰。目前，我國(guó)動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)的集中度已非常高，2018年我國(guó)動(dòng)力鋰電池前十名企業(yè)的裝機(jī)量達(dá)到整體的83.16%，而前二十名更是高達(dá)92.1%，這意味著排名在二十名后的動(dòng)力鋰電池企業(yè)實(shí)際上已被邊緣化，行業(yè)洗牌格局劇烈，產(chǎn)業(yè)鏈公司迎來(lái)一場(chǎng)“大浪淘沙”的篩選。
從2018年我國(guó)動(dòng)力鋰電池行業(yè)裝機(jī)量企業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)看，寧德時(shí)代（300750）占了41.21%，裝機(jī)量達(dá)到23.23GWh，同比增長(zhǎng)133%；排在第二的是比亞迪（002594），占了20.33%，裝機(jī)量達(dá)到11.46GWh，同比增長(zhǎng)109%；第三名是國(guó)軒高科（002074），占5.32%，裝機(jī)量為2.99GWh。我國(guó)動(dòng)力鋰電池行業(yè)高端產(chǎn)品之間的競(jìng)爭(zhēng)主要集中在國(guó)內(nèi)僅有的幾家企業(yè)與國(guó)外企業(yè)之間，屬于壟斷競(jìng)爭(zhēng)格局。隨著我國(guó)政策對(duì)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)品提出更高的要求，市場(chǎng)份額將進(jìn)一步向頭部企業(yè)集中。
受新能源補(bǔ)貼政策影響，技術(shù)要求逐步提升
動(dòng)力鋰電池可按電解質(zhì)材料、電池外形、外包材料、正/負(fù)極材料以及性能用途進(jìn)行劃分，其中目前最主要的是以正極材料作為劃分動(dòng)力鋰電池產(chǎn)品的依據(jù)，因?yàn)檎龢O材料是電池中鋰離子之源，其性能直接關(guān)系到電池性能，是鋰電能量密度的基礎(chǔ)，是動(dòng)力鋰電池中最關(guān)鍵的功能材料。動(dòng)力鋰電池按正極材料分類(lèi)，主要有三元鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰這四種，對(duì)應(yīng)的負(fù)極材料一般都是石墨。
2018年，我國(guó)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量按正極材料分類(lèi)，三元鋰電池的裝機(jī)量占比最高，達(dá)59%，首次超越磷酸鐵鋰電池，在總裝機(jī)量中占比超過(guò)一半；其次是磷酸鐵鋰電池，占比為38%；而錳酸鋰和鈦酸鋰電池二者合計(jì)3%。
細(xì)分新能源汽車(chē)具體類(lèi)型的動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量情況來(lái)看，2018年我國(guó)新能源乘用車(chē)的裝機(jī)電池中，三元鋰電池占新能源乘用車(chē)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量的90.42%，而磷酸鐵鋰電池占9.54%，錳酸鋰電池和鈦酸鋰電池幾乎沒(méi)有占據(jù)份額；但在新能源客車(chē)的裝機(jī)電池中，磷酸鐵鋰占新能源客車(chē)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量高達(dá)93.25%，錳酸鋰電池和鈦酸鋰電池分別占3.99%和2.76%，三元鋰電池則為0，則是因?yàn)槲覈?guó)政府長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)三元鋰電池裝機(jī)新能源客車(chē)的限制，雖然目前目前我國(guó)政府已取消了這種限制，但在實(shí)踐中出于安全考慮，國(guó)內(nèi)所有的客車(chē)仍未敢使用三元鋰電池。而在專(zhuān)用車(chē)的裝機(jī)電池中，主要為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池平分。
三元鋰電池的發(fā)展勢(shì)頭之所以如此迅猛，背后靠的是國(guó)家對(duì)新能源汽車(chē)補(bǔ)貼政策的不斷調(diào)整變更的因素。對(duì)比2017年新能源汽車(chē)補(bǔ)貼政策，2018年補(bǔ)貼在乘用車(chē)方面不僅重新劃分了續(xù)駛里程區(qū)間，還對(duì)動(dòng)力電池的能量密度通過(guò)系數(shù)變化和調(diào)檔的方式提出更高的要求，對(duì)于百公里電耗量系數(shù)也分檔進(jìn)行劃分，同時(shí)，電池能量密度系數(shù)可以與百公里電耗系數(shù)疊加。
磷酸鐵鋰電池曾是中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)上的主流，雖然其充放壽命長(zhǎng)，但電池系統(tǒng)的能量密度只在100Wh/kg左右，而三元鋰電池能量密度最高能達(dá)到330Wh/kg，隨著消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的需求不斷提高，且具有電池能量密度優(yōu)勢(shì)的三元鋰電池預(yù)計(jì)將進(jìn)一步取代磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)。
