2018年锂电池行业现状及发展趋势分析报告正文目录1. 消费电子领域：高端电池产品存在结构性紧缺 (5)1.1 需求：体积密度仍为消费电子电池首要攻克技术指标 (5)1.2 现状及问题：续航时间仍然是消费电子一大困扰 (6)1.3 解决方案：高压钴酸锂和硅碳负极为提升电池体积密度的良药 (8)2. 动力电池领域：万亿市场奔“池”而来 (9)2.1 需求：动力电池创造万亿市场需求 (10)2.1.1 纯电动和插电式混合动力乘用车爆发之势已立 (11)2.1.2 强混和轻混48V系统释放高倍率电池需求 (11)2.2 现状及问题：续航里程和成本是新能源车发展道路上的绊脚石 (14)2.3 解决方案：电极材料和结构优化需同行 (15)2.3.1 高镍+硅碳负极是动力电池提升能量密度的不二之选 (15)2.3.2 A00等部分低端车型在退补后会重新考虑磷酸铁锂 (16)2.3.3 电池结构：铝壳电池优势在结构优化中进一步凸显 (18)3. 电池产业链对比及下一代电池 (18)3.1 锂电池符合国家发展高端制造的规划 (19)3.2 锂电池四大核心材料：正极、负极、电解液、隔膜 (19)3.2.1 锂电池正极材料：三元快速放量高镍三元和高压钴酸锂存在结构性紧缺 (22)3.2.2 锂电池负极：人造石墨占比逐年增高硅碳负极已处量产前夕 (25)3.2.3 锂电池电解液：六氟磷酸锂已实现国产化替代未来技术难点在添加剂 (30)3.2.4 高技术壁垒隔膜加速国产化 (32)3.3 锂电池生产环节具有工艺复杂、行业集中度高、研发投入大等特点 .. 333.4 下一代电池需及早布局 (34)4. 相关建议 (35)5. 风险提示 (36)图目录图1:铅酸、镍铬、镍氢到锂电电池体积密度依次增长66%、188%、106% 6图2:钴酸锂充电截止电压每上升0.5V对应放出电量增加7%左右 (7)图3:note 7爆炸被迫停产并召回 (8)图4:IPhone X迫于无奈放置两块电池 (8)图5:消费电子电池总体增长趋缓 (9)图6:纯电动和插电式混合动力乘用车电池近3年及未来13年CAGR (11)图7:纯电动汽车、插电式混合动力汽车、混合动力汽车的区别 (12)图8:卡罗拉、雷凌当月销量及与纯电动（BEV）和插电式混合动力（PHEV）汽车之和的比值 (12)图9:48V系统主要部件及功能 (13)图10:万向A123 48V电池主要参数及照片 (13)图11:满足《路线图》油耗要求需生产混合动力汽车数量 (14)图12:混合动力汽车对应电池市值预测 (14)图13:乘用车不同代正极材料保持约10%容量增长率 (16)图14:A00&A0新能源汽车电池近3年及未来13年CAGR (18)图15:高端制造锂电池产业链比铅酸电池多衍生出来一批新型材料企业 (19)图16:锂电池材料构成 (20)图17:正极、负极、电解液、隔膜占锂电池成本 (20)图18:锂电池直接原材料毛利率（%）对比 (21)图19:锂电池正极材料种类 (22)图20:量产正极材料特性参数表 (22)图21:中国正极材料产能预测 (24)图22:全球三元及磷酸铁锂增速均低于中国 (24)图23:中国三元和磷酸铁锂在全球出货占比持续攀升 (25)图24:锂电池负极分类 (26)图25:人造石墨综合性能优于天然石墨和钛酸锂 (26)图26:锂电池负极近3年及未来8年CAGR (27)图27:人造石墨占比逐年提高 (27)图28:硅负极容量衰减的三条原因 (28)图29:硅碳核壳结构示意图 (28)图30:核壳结构硅碳循环1000次容量未见明显衰减 (29)图31:硅或非核壳结构硅碳负极仅循环50次容量衰减至零 (29)图32:硅碳负极容量与硅含量成正比市场上已有容量为1000mAh/g的样品29 图33:电解液的组成 (30)图34:电解液近3年及未来8年CAGR (31)图35:国产化进程和供需影响六氟磷酸锂价格走势 (31)图36:锂电池隔膜分类 (32)图37:隔膜近3年及未来8年CAGR (33)图38:湿发隔膜占比逐年提高 (33)图39:锂电池行业集中度高且向更高方向靠拢 (34)表目录表1:消费电子市场需求以及未来发展方向 (5)表2:不同种类电池能量密度和体积密度参数对比 (6)表3:三星提升note7电池容量引发爆炸惨局 (7)表4:新能源汽车市场需求及未来发展方向 (10)表5:《节能与新能源汽车技术路线图》对纯电动（BEV）和插电式混合动力汽车（PHEV）电池的要求 (11)表6:电动车型重量、续航里程和价格相比传统车仍有差距 (15)表7:2018年不同能量密度电池可领取的补贴金额及假设2019年能量密度门槛提升幅度 (17)表8:不同车型切换为磷酸铁锂电池降本金额和补贴差价对比 (17)表9:磷酸铁锂具有更优良的安全性和循环稳定性 (18)表10:《促进汽车动力电池产业发展行动方案》通知对新型锂离子电池的要求 (34)1. 消费电子领域：高端电池产品存在结构性紧缺以手机为代表的消费电子市场最看重电池的体积密度。
目前，电池体积密度仍然是手机产业链的瓶颈之一。
消费电子电池未来体积密度的提升仍需依靠正负极材料容量的提升，即正极材料高压化和负极材料高硅化。
表1:消费电子市场需求以及未来发展方向1.1 需求：体积密度仍为消费电子电池首要攻克技术指标消费电子的特点是小、薄、轻，要求电池具有体积小、重量轻的特点，转换为电池技术指标即为高体积密度和高能量密度（能量密度：单位重量电池可提供的电量，单位Wh/kg；体积密度：单位体积电池可提供的电量，单位：Wh/L）。
根据下游应用不同，消费电子电池出货主要集中在手机、笔记本、平板电脑三大领域。
其中：手机体积最小，对电池体积密度要求最高，属于高端市场；笔记本和平板电脑对体积密度要求相对较低，对成本比较敏感。
20世纪70年代，以手机为代表的消费电子开始兴起。
手机最初选择了镍铬电池，但是镍铬电池存在以下问题：a）体积密度过小，占据“大哥大”一半空间的镍铬电池仅支持通话30min，而充电却需10h；b）记忆效应严重，随着使用电池可用电量越来越少；c）铬为有毒重金属。
在手机工业快速发展的推动下，电池依次经历了镍铬电池时代、镍氢电池时代、锂电池时代，电池体积密度从最初铅酸的64Wh/L依次增长至107Wh/L、308Wh/L、635Wh/L，对应增长率为66%、188%、106%。
最终锂电池凭借体积密度的优势占领了大部分消费电子市场。
表2:不同种类电池能量密度和体积密度参数对比图1:铅酸、镍铬、镍氢到锂电电池体积密度依次增长66%、188%、106%1.2 现状及问题：续航时间仍然是消费电子一大困扰高压钴酸锂充电电压已开发至4.45V，但体积密度仍然无法满足手机要求，手机仍然存在电量焦虑的问题。
消费电子电池正极材料发展现状：锂电池体积密度与材料的压实密度成正比关系，钴酸锂凭借高压实密度成为高端手机市场的首选。
最初应用钴酸锂的充电截止电压和容量分别为 4.2V、140mAh/g，现量产钴酸锂充电截止电压和容量分别为4.45V、183mAh/g。
为了提升体积密度，钴酸锂经历了五代产品，单位体积钴酸锂放电量较最初产品提升了37%。
图2:钴酸锂充电截止电压每上升0.5V对应放出电量增加7%左右问题：尽管钴酸锂容量较最初有了很大提升，但体积密度仍无法满足要求，手机仍存在电量焦虑问题。
三星率先提升电池电量，将Galaxy note 7 电池容量/手机体积比提升至0.0391mAh/mm，但由于技术尚未成熟，Galaxy Note 7发布一个多月间发生三十多起因电池缺陷造成的爆炸和起火事故。
Galaxy Note 7被迫停产召回，新产品note8电池容量再次降回之前水平。
由于电池体积密度不高，苹果IPhone X为了提升手机内部空间利用率，只能通过放置2块电池来提升手机电量。
表3:三星提升note7电池容量引发爆炸惨局图3:note 7爆炸被迫停产并召回图4:IPhone X迫于无奈放置两块电池1.3 解决方案：高压钴酸锂和硅碳负极为提升电池体积密度的良药提升电池体积密度可以从以下两个方面进行：1、材料方面：提高材料容量正极：通过继续提升钴酸锂充电截止电压，提高可放出电量，以达到提升电池体积密度的目的。
目前，4.5V钴酸锂的开发已有初步实验成果。
负极：通过在石墨负极掺硅，提升负极容量，以达到提升体积密度的目的。
2、结构方面：优化结构，减少电池结构件的体积和重量。
由于结构简单，消费电子电池通过结构优化提升性能的空间不大。
总结：尽管消费电子市场已趋于饱和，但高压钴酸锂、高压电解液及硅碳负极技术壁垒较高，结构性紧缺依然存在，建议关注该领域技术实力较强公司，如杉杉股份、厦门钨业、新宙邦、贝特瑞等。
图5:消费电子电池总体增长趋缓2. 动力电池领域：万亿市场奔“池”而来受国家政策支持，乘用车领域纯电动和插电式混合动力汽车会延续高速增长，未来13年CAGR约为33%。
同时，为了满足低油耗的要求，混合动力汽车同样会出现高速增长，短期内预计可创造73~142亿/年的电池市值。
与传统汽车相比，新能源汽车的痛点在续航里程和成本两个方面，转换到电池层面即需要提升电池能量密度和降低电池成本。
我们认为未来会从电极材料和电池结构两个方面来改善以上指标。
电极材料方面：受新能源汽车提高续航里程和降本的需求，高镍三元凭借能量密度优势会在乘用车领域得到大量推广，尤其在高端乘用车市场；磷酸铁锂则在退补后凭借成本优势抢占低端乘用车市场。
电池结构方面：目前，动力电池以软包、铝壳、圆柱三种方案共存，但随着结构优化的深入，铝壳电池会以成本取胜，在汽车和储能等大工业领域大量抢占软包、圆柱电池市场。
表4:新能源汽车市场需求及未来发展方向2.1 需求：动力电池创造万亿市场需求受国家政策支持，动力电池在纯电动和插电式混合动力汽车领域爆发之势已经确立，2017-2030年间电池CAGR约为33%。
短期内，仅靠纯电动和插电式混合动力汽车仍无法满足降低油耗的要求，混合动力汽车会得到大力发展。
2020年、2025年、2030年纯电动和插电式混合动力乘用车年销量预计达179万P12 辆、446万辆、1292万辆，对应动力电池需求市值分别为615亿、1704亿、4596亿元人民币；2020年-2025年会有73亿元-142亿元的混合动力汽车电池需求。
2.1.1 纯电动和插电式混合动力乘用车爆发之势已立2017年11月，中国汽车工程学会受国家制造强国建设战略咨询委员会、工业和信息化部委托编制并发布《节能与新能源汽车技术路线图》（以下简称《路线图》）。