2018年锂电池行业现状及发展趋势分析报告.pdf

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1、20182018 年锂电池行业现状及年锂电池行业现状及发展趋势分析报告发展趋势分析报告1正文目录正文目录1.消费电子领域：高端电池产品存在结构性紧缺.51.1 需求：体积密度仍为消费电子电池首要攻克技术指标.51.2 现状及问题：续航时间仍然是消费电子一大困扰.61.3 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.82.动力电池领域：万亿市场奔“池”而来.92.1 需求：动力电池创造万亿市场需求.102.1.1 纯电动和插电式混合动力乘用车爆发之势已立.112.1.2 强混和轻混 48V 系统释放高倍率电池需求.112.2 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.1

2、42.3 解决方案：电极材料和结构优化需同行.152.3.1 高镍+硅碳负极是动力电池提升能量密度的不二之选.152.3.2 A00 等部分低端车型在退补后会重新考虑磷酸铁锂.162.3.3 电池结构：铝壳电池优势在结构优化中进一步凸显.183.电池产业链对比及下一代电池.183.1 锂电池符合国家发展高端制造的规划.193.2 锂电池四大核心材料：正极、负极、电解液、隔膜.193.2.1 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.223.2.2 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.253.2.3 锂电池电解液：六氟磷酸锂已实现国产化替代 未来技术难

3、点在添加剂.303.2.4 高技术壁垒隔膜加速国产化.323.3 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.344.相关建议.355.风险提示.36图目录图目录图 1:铅酸、镍铬、镍氢到锂电电池 体积密度依次增长 66%、188%、106%62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

4、、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

5、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

6、减.29图 31:硅或非核壳结构硅碳负极仅循环 50 次容量衰减至零.293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 not

7、e7 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.3441.1.消费电子领域：高端电池产品存在结构性紧缺消费电子领域：高端电池产品存在结构

8、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1.11.1 需求：体积密度仍为消费电子电池首要攻克技术指标需求：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

9、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、3085Wh/L、635Wh/L，对

10、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%1.21.2 现状及问题：续航时间仍然是消费电子一大困扰现状及问题：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/

11、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%。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

12、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7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1.31.3 解决方案：高压钴酸锂和硅碳负极为提升电池体积密度解决方案：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

13、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。8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2.2.动力电池领域：万亿市场奔“池”而来动力电池领域：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

14、样会出现高速增长，短期内预计可创造 73142 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。9表 4:新能源汽车市场需求及未来

15、发展方向2.12.1 需求：动力电池创造万亿市场需求需求：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。102.1.

16、12.1.1 纯电动和插电式混合动力乘用车爆发之势已立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）。路线图指出未来发展总体目标之一是新能源汽车逐渐成为主流产品，汽车产业初步实现电动化转型，主要里程碑如下：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）电池的要求根据路线图规划，2017 年至 2030 年间，动力电池 CAGR 为 33%。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

17、 179万辆、446 万辆、1292 万辆；对应动力电池需求量及市值分别为 47GWh、156GWh、561GWh 和 615 亿、1704 亿、4596 亿元人民币。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 CAGR2.1.22.1.2 强混和轻混强混和轻混 48V48V 系统释放高倍率电池需求系统释放高倍率电池需求发展混合动力汽车是各大车企降低油耗的又一重要选择。根据工信部和汽车工业协会规划，2020 年、2025 年和 2030 年乘用车平均油耗分别降至115.0L/100km、4.0L/100km 和 3.2L/100km。短期内只开发纯电动汽车、插电式混合动

18、力汽车无法达到以上油耗要求。混合动力汽车节油原理：混合动力是指汽车具有汽油驱动和电力驱动两种工作模式，当车辆启停时，只靠电机带动，到达一定速度之后发动机开始介入，同时剧烈工况发动机动力不足时，电机提供辅助动力。这样可以使发动机一直保持在最佳工况状态，而且电池可以吸收制动回收能量，提高能量利用率，从而降低排放。混合动力汽车分类：根据配置电池容量大小和电压高低的不同分为中强混合动力和微轻混合动力。我国未来的发展重点在强混和轻型混合动力中的 48V 系统。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1、我国强混汽车发展状况：随着我国政府对乘用车排放要求的提高，国内各大车企也开始启动混合

19、动力汽车的开发，卡罗拉双擎、雷凌双擎等在国内取得了不错的市场成绩。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部分强混汽车仍使用镍氢电池，但随着锂电池技术的成熟，已出现切换为锂电池的趋势。2、我国 48V 系统发展状况：48V 系统：属于轻型混合动力，主要由48V 电池、助力回收电机、电子转换单元（DCDC）三部分组成。根据德尔福的测算，48V 系统成本为强混的 30%，却能达到强混系统70%的节能效果。国内外知名供应商都对48V 系统开展了深入研究，如博世、大陆、宁德时代、万向 A1233、中国动力、江森自控等。整车方面，上汽通用、长安、吉利

20、等已开始 48V 系统的量产工作。图 9:48V 系统主要部件及功能图 10:万向 A123 48V 电池主要参数及照片由于政策原因，我国目前混合动力汽车销量仍远低于日本和美国，日本已率先展开了混合动力汽车的开发，丰田混合动力汽车全球销量已破千万，其中普锐斯全球累计销售近 400 万辆。我国混动汽车未来会有巨大的发展空间。根据路线图中平均油耗要求测13算，2020 年-2025 年会有 73 亿元-142 亿元的混合动力汽车电池需求。2025 年之后，随着纯电动汽车和插电式混合动力汽车数量的上升，无需混合动力汽车即可满足油耗要求。图 11:满足路线图油耗要求需生产混合动力汽车数量图 12:混合

21、动力汽车对应电池市值预测2.22.2 现状及问题：续航里程和成本是新能源车发展道路上的现状及问题：续航里程和成本是新能源车发展道路上的绊脚石绊脚石相比于传统汽车，新能源汽车的续航里程和成本仍然较高，如何缩小与传统汽车续航里程和成本的差距是影响新能源汽车普及速度的关键。正极材料占电池成本 30%左右，且是电池能量密度提升的短板。由于安全性差、成本高，钴酸锂并未成为动力电池的首选。近年来，动力电池正极材料发展已经经历了以下几个阶段：14阶段一：美国、中国推广磷酸铁锂体系，日本推广锰酸锂掺三元体系；阶段二：三元 NCM111体系；阶段三：三元 NCM523体系；问题：目前动力电池出货量最大的为三元

22、NCM523体系，其能量密度和成本仍无法满足要求，导致新能源汽车与传统车仍有差距。同时，国家补贴与能量密度挂钩，更高的能量密度意味着更高的补贴金额。所以，动力电池未来急需解决的问题是能量密度和成本。表 6:电动车型重量、续航里程和价格相比传统车仍有差距2.32.3 解决方案：电极材料和结构优化需同行解决方案：电极材料和结构优化需同行与消费电子相同，提高电池能量密度和降低成本主要从材料和结构两个方面着手。电极材料：三元 NCM811、硅碳负极的容量高于前代产品，量产之后具有提升能量密度和降本双重效果。磷酸铁锂虽不能提高电池能量密度，但是由于其原材料资源丰富，对电池降本很有帮助。电池结构：结构优化

23、对提升能量密度和降本都有很好的效果，铝壳电池结构上仍有很大的优化空间，进一步优化会以成本取胜，在汽车和储能等大工业领域大量抢占软包、圆柱电池市场。2.3.12.3.1高镍高镍+硅碳负极是动力电池提升能量密度的不二之选硅碳负极是动力电池提升能量密度的不二之选为了提升能量密度，产业界在积极开发三元 NCM622和 NCM811。NCM811电量相比 NCM622和 NCM523分别提升 16%、22%，NCM622电量相比 NCM523仅提升 5%，且理论成本高，实际量产过程中可能会跨过NCM622，直接进入NCM811阶段。15图 13:乘用车不同代正极材料保持约 10%容量增长率正极材料由三元

24、 NCM523 切换为 NCM811 后，电池内部会发生以下变更：电解液：由于三元 NCM811 胀气等原因，对电解液添加剂提出更高的要求，需要重新进行电解液适配，建议关注电解液龙头公司新宙邦、天赐材料、江苏国泰；生产工艺：三元NCM811 镍含量高，相比NCM523 对生产过程中水份的控制具有更高要求，需要对产线进行技改，建议关注设备龙头公司先导智能、赢合科技；热管理系统：三元 NCM811 循环寿命相对较差，对热管理的需求较为强烈，伴随着 NCM811 的推广，电池热管理系统出货量会同步增加，建议关注银轮股份；2.3.2 A002.3.2 A00 等部分低端车型在退补后会重新考虑磷酸铁锂等

25、部分低端车型在退补后会重新考虑磷酸铁锂如第一章中所述，电池产业发展为强需求驱动型。基于电动汽车以下几条需求，A00 等部分低端车型在 2020 年退补之后会重新考虑磷酸铁锂：低成本要求：受原材料影响，三元材料成本一路攀升，磷酸铁锂的成本优势在退补后会得到凸显；长寿命质保要求：相比三元材料 1500-2000 次循环寿命，磷酸铁锂 3000 次的循环寿命更容易满足整车寿命质保要求；高安全要求：磷酸铁锂可通过针刺实验，安全性能更佳。建议持续关注贝特瑞、富临精工、比亚迪、国轩高科。16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表 8:不同车型切换为磷

26、酸铁锂电池降本金额和补贴差价对比以北汽 EC180 灵动版为例进行分析：若采用磷酸铁锂电池，且电池能量密度达到 120Wh/kg，可领取 15,000 元补贴。同时，磷酸铁锂电池比三元电池节约成本 3340 元；若采用三元电池，能量密度达到 160Wh/kg，可领取补贴 18,000 元；2018 年选择磷酸铁锂方案共计可以节约成本 340 元，但考虑到 2019 年财政补贴的能量密度门槛提升 1 个等级，则磷酸铁锂电池补贴金额降至9,000 元，三元电池补贴金额降至 16,500 元，这样以来磷酸铁锂电池会比三元电池少领取7,500 元补贴，所以厂家更愿意选择三元电池方案。但是，2020 年

27、退补之后，出于成本考虑，会有一部分车型重新选择磷酸铁锂方案。17表 9:磷酸铁锂具有更优良的安全性和循环稳定性尽管传统车领域 A00&A0 市场下滑严重，但由于成本优势，A00&A0 纯电动车近 3 年平均占新能源车销量的 30%左右，根据路线图中规划新能源汽车销量预估 2017 年-2030 年 A00&A0 电动车电池 CAGR 约为 29%。图 14:A00&A0 新能源汽车电池近 3 年及未来 13 年 CAGR2.3.32.3.3 电池结构：铝壳电池优势在结构优化中进一步凸显电池结构：铝壳电池优势在结构优化中进一步凸显汽车验证周期较长，通过近几年汽车领域验证开发的积累，结构优化提升电

28、池性能的方案逐渐走上快车道。铝壳电池在电芯和模组结构方面仍具有很大优化空间，随着结构的持续优化，会追齐与软包电池能量密度方面的差距，最终以成本取胜，在汽车和储能等大工业领域抢占软包、圆柱电池市场。3.3.电池产业链对比及下一代电池电池产业链对比及下一代电池锂电池符合国家发展高端制造的规划，我们对比了锂电产业链的各个环节：正极高镍三元具有较高技术壁垒且路线已定，受益于未来新能源乘用车爆发，未来发展空间巨大；硅碳负极为未来提升电池体积密度和能量密度的有效产品，看好其未来发展18空间；电解液六氟磷酸锂已基本完成国产化，后续技术难点在添加剂。新型高镍、高压、高硅正负极材料对电解液产生新的需求，看好添加

29、剂研发能力强的公司；隔膜尽管利润下滑，技术壁垒仍然存在，部分高端产品仍然需要进口，看好未来国产化及替代空间；电芯集中度进一步提升，龙头初现。其中电芯结构件和电池热管理系统受益于铝壳方案和高镍三元推广，增量确定；此外，锂电池产品更新较快，比较看重企业的研发能力，目前电池体系性能和成本都无法最终满足下游需求，下一代电池需要及早布局。3.13.1 锂电池符合国家发展高端制造的规划锂电池符合国家发展高端制造的规划锂电池因为其高端制造业的本质，对工艺制作要求极高，类似于传统铅酸电池粗放式原材料公司不能满足其制作标准，应运而生了一批直接材料公司。这些公司向上游采购原材料，通过加工，卖给电池制造公司，是在中

30、国制造业升级大环境下的产物。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3.23.2 锂电池四大核心材料：正极、负极、电解液、隔膜锂电池四大核心材料：正极、负极、电解液、隔膜锂电池材料可简单化分为 7 类，其中正极、负极、电解液、隔膜工艺难度较大，约占电池成本的 55.2%，为电池 4 大核心材料。19图 16:锂电池材料构成图 17:正极、负极、电解液、隔膜占锂电池成本经分析锂电池材料公司毛利率发现：正极材料盈利能力好转，看好高镍、高压正极材料发展空间；隔膜由于技术壁垒高，盈利能力最强；看好硅碳负极发展空间。1、正极材料：2015 年之前，我国正极材料厂商掌握核心技术有

31、限，产品同质化严重，竞争激烈，企业盈利能力很差，平均毛利率仅有7%。2015 年后，新能源汽车市场爆发，锂、钴产品价格暴涨，同时正极材料产品向中高端市场靠拢，企业盈利能力也有显著提升，平均毛利率提升至 17%。尽管正极材料盈利能力低于产业链其他环节，但基于以下两点原因，仍看好其近期的发展空间。正极材料容量提升对整个电池能量密度提升效果更明显，厂家改进正极材料性能动力较强。正极材料处于新产品迭代期，新品迭代后对降本和改善产品性能有很大帮助。2、电解液：电解液公司盈利能力比较稳定，行业近 8 年平均毛利率约为 27%。20电解液的技术难点在于纯度、水分的控制和添加剂的开发，其中，高压钴酸锂、高镍三

32、元、硅碳负极电解液是近期需要攻克的难题。3、负极：璞泰来和贝特瑞负极业务近 5 年毛利率平均值为 33%，高于正极材料和电解液，但与申万行业分类中 SW 其他电子的平均值 31%接近。长期来看，正极材料容量提升空间已比较有限，电池能量密度提升主要靠硅碳负极，看好硅碳负极技术储备较强的杉杉股份和贝特瑞（中国宝安）。4、隔膜：隔膜技术密集程度高于其他材料，国产化进程推动相对较慢，少数掌握核心技术公司的盈利能力高于其他电池材料。星源材质和沧州明珠近 6 年隔膜业务平均毛利率约为 58%，远高于申万行业分类中其他化学制品的 24%。随着技术壁垒的攻克，隔膜价格已出现下调趋势，同时由于原材料价格波动，2

33、017 年隔膜毛利出现下滑。图 18:锂电池直接原材料毛利率（%）对比参比公司：锂电池-正极：厦门钨业、杉杉能源、当升科技、贝特瑞、富临精工正极业务毛利率；锂电池-电解液：江苏国泰、新宙邦、天赐材料；锂电池-负极：璞泰来、贝特瑞的负极业务毛利率；锂电池-隔膜：星源材质、沧州明珠的隔膜业务毛利率。我们梳理锂电池正极、负极、电解液、隔膜的市场状况及发展趋势如下。213.2.13.2.1 锂电池正极材料：锂电池正极材料：三元快速放量三元快速放量 高镍三元和高压钴酸高镍三元和高压钴酸锂存在结构性紧缺锂存在结构性紧缺锂电池正极材料根据结构的不同，可以分为橄榄石结构、层状结构、尖晶石结构，具体请见下表。图

34、 19:锂电池正极材料种类图 20:量产正极材料特性参数表中国锂电池正极材料的市场状况：钴酸锂、三元、磷酸铁锂、锰酸锂为批量22出货正极产品，三元和磷酸铁锂出货量快速攀升，钴酸锂和锰酸锂出货趋于稳定。具体状况阐述如下：正极材料 2017 年共计出货 21.4 万吨，近 3 年正极材料 CAGR 为 26%；受益于新能源汽车快速发展，磷酸铁锂和三元出货量增速最高，近三年 CAGR分别为 29%、40%；磷酸铁锂安全性能高且循环寿命稳定，比较适合商用车市场。受益于新能源商用车（主要为客车）率先上量，2015 年之前磷酸铁锂增速大于三元。2016 年之后由于乘用车快速增长，三元增长速度逐渐超过磷酸铁

35、锂。但是 2020 年之后随着部分低成本车型再次选择磷酸铁锂，其增速会有明显提升；钴酸锂和锰酸锂出货趋于稳定；正极材料已基本完成国产化且增速大于全球正极材料增速，2017 年中国正极出货占全球出货量 55%。23图 21:中国正极材料产能预测图 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发展趋势：受益于新能源汽车高能量密度的要求，三元材料向高镍方向发展且短期内增速最高。未来 3 年、8 年 CAGR 分别为 28%、20%；磷酸铁锂短期内增速不如三元，但随着 2020 年退补后部分车型重选磷酸铁锂，其增速会在一定时期内超越三元。未来 3 年、8

36、 年 CAGR 分别为 5%、16%；消费电子钴酸锂增量趋于稳定，但高压钴酸锂由于较高技术壁垒，会持续存在结构性紧缺。3.2.23.2.2 锂电池负极：锂电池负极：人造石墨占比逐年增高人造石墨占比逐年增高 硅碳负极已处量硅碳负极已处量产前夕产前夕负极种类繁多，目前批量出货的主要为人造石墨、天然石墨、钛酸锂等，其中：人造石墨成本和容量略逊与天然石墨，但凭借循环性能、安全性能、大倍率充放电效率、与电解液的浸润性等方面的综合优势，在负极中出货占比逐年提升；钛酸锂循环稳定性、充放电倍率远优于人造石墨和天然石墨，但是容量约为石墨材料 50%且成本较高限制其应用范围，目前主要用于快充客车且出货量不大。25

37、图 24:锂电池负极分类图 25:人造石墨综合性能优于天然石墨和钛酸锂锂电池负极材料的市场状况：负极近3 年 CAGR 为 27%，出货主要以人造石墨和天然石墨为主，人造石墨凭借优异的综合性能出货量逐年增加。26图 26:锂电池负极近 3 年及未来 8 年 CAGR图 27:人造石墨占比逐年提高未来趋势：未来 8 年负极 CAGR 约为 10%。石墨材料容量已经接近理论上限，可满足更高容量需求的硅碳负极已处于量产前夕。硅做为锂电负极的理论容量为4200mAh/g，远高于石墨材料（372mAh/g），但是以下问题造成硅在循环过程中容量衰减过快，阻碍其商业应用。硅嵌锂后，体积会膨胀 4 倍，反复嵌

38、锂使硅颗粒破碎，造成电池容量快速衰减；硅嵌锂体积膨胀后，会挤压临近硅颗粒，使其从负极铜集流体上脱落，造成电池容量快速衰减；硅表面活性较强，反应过程中会持续形成钝化膜（SEI），钝化膜厚到一定程度会阻碍硅颗粒参加充放电反应，造成电池容量快速衰减。27图 28:硅负极容量衰减的三条原因图 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图 31:硅或非核壳结构硅碳负极仅循环 50 次容量衰减至零硅含量越高，硅碳负极的容量越高，但会造成负极循环稳定性下降。目前，低硅-硅碳负极已经完成开发验证，处于量产前夕。图 32:硅碳负极容量与硅含量成正比 市场上已有容量为 1

39、000mAh/g 的样品293.2.33.2.3 锂电池电解液：锂电池电解液：六氟磷酸锂已实现国产化替代六氟磷酸锂已实现国产化替代 未来技未来技术难点在添加剂术难点在添加剂锂电池电解液主要由锂盐、溶剂和添加剂三部分组成。锂盐提供锂离子参与充放电反应，溶剂做为锂离子迁移载体，添加剂用于改善电池某项性能，具体分类如下：图 33:电解液的组成锂电池电解液市场现状：受益于下游新能源汽车拉动，近 3 年年复合增长率为 14%；六氟磷酸锂约占电解液成本约 50%，但已完成国产化替代，进入价格竞争阶段。1）六氟磷酸锂具有较高技术壁垒，2010 年之前仅日本掌握其生产技术，六氟磷酸锂价格一直处于 30 万/吨

40、以上的高位；2）2010 年中国六氟磷酸锂取得技术突破，价格持续下跌至 2014 年的 8 万/吨，跌破日韩企业成本价，日韩企业大量关停或减产；303）2015 年受益于新能源汽车爆发，供需再次发生变化，价格上涨至 2016 年初的 42 万/吨，相关企业开始扩增产能；4）2017 年以来，随着新增产能释放，六氟磷酸锂价格再次下跌至目前 12 万/吨的水平。图 34:电解液近 3 年及未来 8 年 CAGR图 35:国产化进程和供需影响六氟磷酸锂价格走势未来趋势：电解液未来 8 年年复合增长率约为 18%，后续发展主要在于新型专用添加剂的开发和电解液纯度的提高，具体需求阐述如下：高镍三元电解液

41、：高镍三元为即将量产的正极材料，具有提高电池容量、降本的作用，但高镍三元在一般的电解液中存在过渡金属溶解和电解液分解的问题，需要开发专用电解液及添加剂。硅碳负极电解液：硅碳负极同样可以提高电池容量，为急需量产负极产品，31一般电解液中微量氢氟酸会腐蚀硅，同时很难在负极形成稳定的钝化膜，造成电池容量快速衰减，所以需要硅碳负极专用电解液及添加剂。快充技术：快充技术要求电解液具有更高的稳定性和电导率，同样需要新型添加剂改善电解液这两方面的性能。高压电解液：提升电解液耐压上限可以通过高压添加剂和提高电解液纯度两个方案。P283.2.43.2.4 高技术壁垒隔膜加速国产化高技术壁垒隔膜加速国产化锂电池隔

42、膜介于正负极之间，起到锂离子导通但电子绝缘的作用，具有较高技术壁垒，是锂电池四大材料中国产化进程最慢的产品。市场上批量出货的隔膜主要有干法隔膜和湿发隔膜，其中湿发隔膜包含基膜和涂覆隔膜两种。干法隔膜成本低，污染小，但厚度大，主要应用于低端市场；湿发隔膜设备投入大，成本高且有一定污染，但厚度小，隔膜厚度降低 25%电池能量密度可提升约 10%。湿发隔膜对提高电池能量密度有很大帮助，主要应用在对能量密度和体积密度要求较高的消费电子领域和磷酸铁锂动力电池领域；涂覆可以改善湿发隔膜的热缩性、抗穿刺性能等，已随湿发隔膜同步被广泛应用于消费电子和动力电池领域。图 36:锂电池隔膜分类锂电池隔膜的市场现状：

43、近3 年隔膜出货量 CAGR 为 23%，其中湿法隔膜占比逐年增加；中国隔膜在全球市场占比仍然不高。32图 37:隔膜近 3 年及未来 8 年 CAGR图 38:湿发隔膜占比逐年提高未来趋势：未来 8 年隔膜 CAGR 约为 21%。我国湿发隔膜占比仍低于日韩，受益于电池高能量密度的要求，湿发隔膜占比会进一步提高。3.33.3 锂电池生产环节具有工艺复杂、行业集中度高、研发投锂电池生产环节具有工艺复杂、行业集中度高、研发投入大等特点入大等特点锂电池生产环节具有以下特点：1、锂电池生产工艺复杂 制浆工艺：电池材料为微米级别颗粒，制浆过程中需要添加粘结剂，分散困难，且若分散不均对电池性能影响很大；

44、涂布工艺：锂电池涂布厚度在微米级别，且厚度精度要求高；33 组装及注液工艺：对环境要求较高，组装及注液需要在干燥房内完成（要求室内露点-40）。2、行业集中度高锂离子电池设备投入大，对生产控制过程要求高，产能比较集中，而且正向更集中的方向发展。动力锂电池行业 CR4=55.4%，CR8=68.3%。3、研发费用高锂电池产品更新换代较快，需要的研发投入也在逐年增加，尤其是龙头公司，研发支出总额占营业收入比例接近 8%。图 39:锂电池行业集中度高且向更高方向靠拢3.43.4 下一代电池需及早布局下一代电池需及早布局下一代电池发展状态如下：电池仍然是制约消费电子和新能源汽车发展的瓶颈，基于以下几条

45、现状，下一代电池发展势在必行。1）手机续航仍然不能满足要求，三星提前将高体积密度技术应用于电池中，引发爆炸惨局；2）新能源汽车电池体积、重量偏大，仍存在续航短问题。固态电池仍有未能解决的问题，及早布局者将来收益。关于下一代电池，国家四部委和汽车工程学会也分别提出了以下要求：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34三元 NCM811 体系+硅碳负极已基本可以满足单体 300Wh/kg 的要求，但要求单体达到 400-500Wh/kg，必须再次进行材料体系的变革。目前高校及科研机构研认为下一代电池的主流方向有：锂硫电池、金属空气电池、固态电池。其中，固态电池离量产最

46、近，是业界公认最有希望率先实现量产的电池。目前，固态电池量产仍需要解决的问题：Li 金属负极量产化问题（若固态电池仍使用石墨负极，则能量密度与液态电池比并无优势）；电解质与正负极材料接触阻抗较大问题。固态电池与锂电池的变化可以从两个方面对比：材料方面：负极、电解质、隔膜会有根本性的变化，正极会有小幅调整；工艺方面：Li 金属负极的应用和固态电解质与正负极材料的界面问题都会对电芯的制造工艺提出更高要求，电芯和设备研发能力较强的公司将受益。除以上公司外，松下、CATL、万向 A123、国轩高科等也积极在固态电池领域进行了布局。4.4.相关建议相关建议根据电池不同产业链发展空间不同，建议重点关注正极

47、、电芯及结构件、隔膜及负极四个环节。正极高镍三元具有较高技术壁垒且路线已定，受益于未来新能源乘用车爆发，未来发展空间巨大；电芯集中度进一步提升，龙头初现。其中电芯结构件和电池热管理系统受益于铝壳方案和高镍三元推广，增量确定；隔膜尽管利润下滑，技术壁垒仍然存在，部分高端产品仍然需要进口，看好未来国产化及替代空间；硅碳负极为未来提升电池体积密度和能量密度的有效产品，看好其未来发展空间。具体推荐公司根据应用领域不同阐述如下：1、消费电子领域：总体需求趋于饱和，但高压钴酸锂、高压电解液和硅碳负极技术壁垒较高，存在结构性短缺。推荐高压钴酸锂、高压电解液、硅碳负极研发能力较强的龙头公司：杉杉股份、35厦门

48、钨业、中国宝安（贝特瑞）、新宙邦。2、动力电池领域：受益于新能源乘用车爆发，产业链未来 8 年 CAGR 约为 30%。正极材料：高镍三元 NCM811 为乘用车领域近期重点发展产品，当升科技、杉杉股份在三元 NCM811 领域布局较早，部分已具备量产能力，建议关注；考虑到退补后部分车型会重选磷酸铁锂，推荐关注磷酸铁锂相关标的公司，中国宝安（贝特瑞）、富临精工、比亚迪、国轩高科；电解液：由于三元 NCM811 胀气等原因，对电解液添加剂提出更高的要求，需要重新进行电解液适配，建议关注新宙邦；热管理系统：三元 NCM811 循环稳定性差，会对电池冷却系统提出更高的要求，建议关注银轮股份；电芯及配件公司：受益于动力电池业务上升，结构优化带来铝壳电池增量等因素，推荐宁德时代、科达利；设备公司：受益于动力电池业务上升，新建厂房需求增强，推荐设备龙头先导智能、赢合科技、星云股份。5.5.风险提示风险提示新能源汽车增速不及预期，国家政策变动引发市场情绪变化。36