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全球动力锂电池企业竞争分析
一、全球动力锂电池产业
统计全球主流电动汽车,就电池单体容量发展方向看,除
Tesla
p>
使用小容量
18650
电池单体
(单体容量)
外,
更多的公司专注于较大
容量锂电单体的研发,如为日产
Leaf
提供配
套电池的
AESC
公司,
PHEV
p>
、
EV
用锂电池多为单体容量的锂电单体。
p>
通过对单体电池进行串并联,
提升动力电池组容量,
需要通过
BMS
对单体电池进行安全监测。
汽车厂商在电池单体容量和串并联个数上
寻求平衡。
2013
年全球主要电动汽车搭载动力电芯情况
p>
目前普遍采用的锰系(包括
LMO
和三元系
)单体工作电压均在以上;
LFP
的工作电压在
电芯容量
HEV
车型在全球范围内推出最多,由于对电池容量需求不高,多以
10Ah<
/p>
以
下的单体电芯为主;
PHEV
和
BEV
车型,多采用
20Ah
及以上单
体电芯,高于
40Ah
的大容量单体
电
芯在中国应用较为普遍,
尤其比亚迪应用于
E6
和
K9
等车型上的
LFP
p>
单体电芯
容量达到
200Ah
,工作电压;
p>
2013
年全球主流电动汽车单体电池容量分布
电芯结构
全球动力电池厂商主要采用
了方形电芯结构,
全球
150
款电动汽
车,
方形电
池占比超过一半,代表车型包括三菱
iMiEV
,宝马
i3
,丰田
Pruis
等;而特斯拉
Model S
采用的松下
18650
型电池则是圆柱形动力电池的代表;铝塑膜软包电池
的代表则是日产
Leaf
和通用
V
olt
。
全球主流电动汽车电池封装结构
铝塑膜
软包电池(
Enerdel
,
LGC<
/p>
,
A123
,
A
ESC
,万向,中信国安等)
其优
点包括:
(
1
)安全
性能好:软包电池在结构上采用铝塑膜包装,在发生安全隐患的
情况下软包电池最多只会
鼓气裂开,而不像钢壳铝壳电芯那样会发生爆炸。
(
2
)重量轻:软包电池重量较同等容量的钢壳
锂电池轻
40%
,较铝壳锂电
池轻
p>
20%
。
p>
(
3
)容量大:采用软包装节约体积
20%
以上,比容量提高
50%
。
(
< br>4
)
内阻小:
软包电池的内阻较
锂电池小,
可以极大的降低电池的自耗电。
(
p>
5
)设计灵活:外形可变任意形状,可以做更薄,可根据客户的需求
定制,
开发新的电芯型号。
目前主流电池封装主要采用三种结构
圆柱形(代表厂商,江森自控,
A1
23
,三洋,索尼等)
主要特征:
(
1
)自动化生产工艺成熟,产品良率高,
< br>pack
成本较低;
(
2
p>
)采用圆柱形的电池组一致性强,电池组能量密度较高;
(
3
)电池
组直径较大,电芯内部积累的热量难以释放,存在安全问题。
方型硬壳(代表厂商,
SDI
,
AESC
,力神,
ATL
,日立,
LEJ
等)
主要特征:
(
1
)壳体采用铝合金、不锈钢等,内部采用卷绕式或者叠片式;
(
2
)
对电芯的保护作用强于铝塑膜电池,电芯安全性相对圆柱型电池有较
大改善;
(
3
)
壳体较重导致电池组能量密度有限,
自动化生产程度
低,
产品良率低,
一致性较差;
电芯供应链
动力电池上游原材料仍然被外国企业垄断
正极材料,特斯拉采用的松下
p>
NCA
电池,其配套的高镍系
NCA
材料被日韩
企业如住友金属、户田工业和日亚化学所垄断;
负极材料,
石墨材料
仍然是动力电池使用量最大的负极材料,
目前已出现其
他的新型负极材料取代石墨材料的技术动向,新型碳系材料(
MCMB
,硬炭,软
炭)、
LTO
、硅基合金材料:
动力电池上游原材料仍然被外国企业垄断
p>
以往动力电池大多采用干法工艺生产的
PP/PE/PP
三层复合隔膜,目前已大
量使用涂覆有机或无机涂层的湿法
PE
隔膜:此外,新进入的厂商注重于研发无
纺布隔膜
。目前全球动力电池隔膜主要由全球最大的几家隔膜厂商,旭化成、
Celgard
p>
、
宇部兴产供应,
已经开始大量采用陶瓷涂
层隔膜技术,
以更加适应动力
电池的性能需求。
国际动力电池电解液大多被外国厂商所垄断,
尤其在
高电压电解液领域,
如
专注于动力锂离子电池电解液业务的富山
药业产品
80%
供应
AESC
,宇部兴产大
客户是三洋电机(被松下收购)。传统电解液工作电压在以
下,在以上就会发生
解体,为适应高电压正极材料的需求,高电压电解液是未来的技术趋
势。
国内动力电池原材料产业链配套不完善
杉杉股份中间相碳微球(
MCMB<
/p>
)产品获得德国赢创(
Evonik
)的
认可,实
现批量供货。
国内隔膜厂商技术相对落后,
主要面
向本土动力电芯企业,
沧州明珠、
星源
材质进入了比亚迪、中航锂电、苏州星恒等动力电芯厂商的供应链。
< br>国内电解液厂商技术水平距离国外还有一定差距,
主要面向本土动力电芯厂
商,如广州天赐主要客户有合肥
GuoXuan
、沃特玛等车用动力锂离子电池厂商,
东莞杉杉主要客户是比克、力神、
ATL
等。
动力锂电池产业结构分解,中国恐沦为代工厂
电池材料环节:
高端材料主要被日韩
垄断,
中低端的主要在中国生产,
电池
材料毛利下滑明显,材料成本与基础原材料价格直接相关;
电芯环节:低端电池陷入价格战泥沼,
18650
电池价格下跌空间有限,软包
和方形电池成品率低、设备成本高,另外还有高
昂的售后成本;
Pack
、
BMS
、测试及认证环节:欧美等国电池及材
料生产能力较弱,为此欧
美国家主要切入
Pack
、
BMS
、以及动力电池测试和认证等环节,向全球
推行电池
安全、
测试和认证标准锂电池测试环节成本高昂,
p>
一条测试线造价在
500
万以上
电芯
/<
/p>
电池包成本
新能源汽车电池储能成本居高不下
三元系价格最高,改性
LMO
由于混合高镍三元材料成本也较高,
LMO
和
磷
酸铁锂储能成本较低。
特斯拉所使用的
NCA
电池用于沿用了卷绕式的
18650
< br>型,
技术工艺成熟,便于机械化生产,成本远低于其他电池;
混合动力汽车电池组成本占比较低,一般在
10-15%
;插电式电池组成本一
般
35%-40%
,而纯电动汽车电池组成本一般高达
50%
。除汽车电池储能成本外,
配套的
BMS
、
ECU
等也是一笔高昂的
支出;
技术路线
目前全球动力电池主要有三个技术路线
注:
*
满分为
5
分,价格越高评分越高,安全性越高评分越高
(
1
)锰系
,主要采用
LMO
作为正极材料,但一般经过改性处理,并混合
少
量
NCM
或
LNO
提高电池能量密度,主要代表厂商是
LGC
、
AESC
、
LEJ
等,在中
国主要是中信国安盟固利,目前已成为全球电动汽车领域的主
流技术路线。
(
< br>2
)
三元系,
主要采用
NCA
和
NCM
作为正
极材料,
NCM
电池能量密度高,
但成
本高于
LMO
电池,主要代表厂商是
S
DI
、
SKI
,在中国主要是力神、万
向等;
NCA
采用
18650
型电池,主要应用于特斯拉,能量密度在目前是最高的,但由
于安全性
能较差,需要先进的
BMS
以监控电池工作状态,并未被广泛采
用。
(
3
)
LFP
,美国和加拿大最先开始研发
的动力电池技术,主要专利主要拥有
者包括,美国
Valenc
e
、
A123
、德州大学、加拿大
p>
Phostech
和魁北克水电公司;
目前
中国众多的动力电池厂商均采用
LFP
技术,但由于
LFP
电池存在诸多问题,
并未被全球广泛采用。
高压、高能量密度正极材料是未来主要发展趋势
资料来源:台湾工研院
钴酸锂→三元
材料→高镍三元材料→层状富锂锰基高电压材料,
LGC
通过在
LMO
混合
NCM622
/
811
等高镍三元材料;
层状锰基高压材料工作电压平台在,
能
量密度达
220Wh/Kg
,但目前尚没有与之匹配的电解液,常规的六氟磷酸锂和碳<
/p>
酸酯基溶剂在以上会发生分解;
p>
磷酸铁锂、
锰酸锂→橄榄石结构
LMP
p>
(磷酸锰锂)
/LMFP
→尖晶石高压材料
,
工作电压高达
5V
,能量密度达
p>
200-250Wh/kg
,包括(锂镍锰)和
LiCoMnO4
(锂
镍钴)
两种
,
尖晶石材料每千克
Li
可实现电池容
量为
16KWh
,
高于锰酸锂的
11KWh
和三元的
10KWh
;
市场份额
2014
< br>年国内新能源汽车销量出现井喷式增长
p>
以比亚迪秦为代表的插电式混合动力汽车销量大增,
尤其上海、
p>
北京还有大
量预定订单未实现交付,
驱动因
素在于北京、
上海实行汽车限购,
新能源汽车补
贴政策、充换电站基础设施相对完善;
众泰、
康迪是纯电动汽车的后起之秀,
主要是受杭
州需求的拉动,
杭州也是
汽车限购城市,并且开创了电动微公交
的创新模式;
康迪科
技集团的全资子公司浙江康迪车业有限公司与中国最大的锂电池生
产企业——天津力神电
池股份有限公司(以下简称“天津力神”)签订了供销合
同,天津力神将从
2014
年
5
月起在未来一
年为康迪车业提供不低于
25000
箱的
80V/70AH
的锂电池,合同总价超过亿元人民币(约
5
850
万美元)。
在杭州试点项目中,
康迪与运营商中航锂电有限公司签订了
2
万辆纯电动汽
车合同,首批
50
00
辆交货日截止到
2012
年
12
月
31
日,总价
亿元,创造了我
国电动车采购最大订单。
2014
年全球新能源汽车销量继续
大幅攀升
资料来源:真理研究
从全球范围来看
,佐思纳入监控的全球新能源乘用车销量,
2014
年
1-7
月
累计达到万辆,而
2013
年全年数据位万辆;
具有竞争力的新车型不断涌现,
康迪电动、
比亚迪已经成为中国新能源乘用
车领域的代表企业。
全球畅销车型主要以纯电动为主
少数几家电池厂商垄断了大部分市场
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