鋰電池產業鏈發展研究

鄭阿美

(中興通訊股份有限公司，廣東 深圳 518000)

鋰電池作為新興的清潔能源，已被我國列為戰略產業之一。我國鋰電池產業鏈是否完善，決定著我國鋰電池行業的發展前景。本文主要研究全球及我國鋰電池產業鏈的現狀，并對未來發展趨勢做出預測。

1 鋰電池產業鏈構成

鋰電池由正極材料、負極材料、隔膜、電解液和精密結構件等組成。目前，正極材料、負極材料和精密結構件技術相對成熟，國內基本實現產業化。鋰電池材料產業鏈中技術壁壘最高的環節為隔膜和電解液中的溶質六氟磷酸鋰，這兩種材料主要依靠進口，特別是在高端市場尤其突出，如圖1所示。

從鋰電池的成本構成來看，正極材料占比例最高，約占制造成本的35%，負極材料約占10%，隔膜約占20%，電解液約占10%，精密結構件約占10%，其他約占15%，如圖2所示。

2 正極材料

據中國電池工業協會的統計，2011年全球鋰電池正極材料產銷量約為69 500 t，較2009年增長70%，年復合增長率達到30%。從正極材料的市場份額看，鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料基本形成三足鼎立的局面，市場份額分別為40.29%、31.35%和23.31%，磷酸鐵鋰等其他正極材料由于應用范圍的限制，市場份額較低[1]。

從全球范圍來看，鋰電企業主要集中在日本、中國和韓國，相應的鋰電正極材料的生產也主要集中在以上國家。日本和韓國的鋰電正極材料企業整體技術水平和質量控制能力要優于我國多數鋰電正極材料企業，在高端鋰電正極材料的競爭中有一定優勢。在國外市場，日本和韓國主要鋰電企業的供應商主要還是本土鋰電正極材料企業。

由于我國部分鋰電正極材料企業近年的產品質量和一致性水平迅速提高，并且具備較大的成本優勢，日本和韓國鋰電企業近年開始逐步加大從我國采購鋰電正極材料的力度。近年來，我國鋰電正極材料市場發展迅速，正極材料的產銷量已占據全球的40%以上。據行業協會統計，2009—2011年，我國鋰電正極材料的產量分別為18 600、23 800 t和30 800 t，保持年均30%左右的增長速度[1]。

目前，按正極材料的不同類型，國內外正極材料供應商情況如表1所示。

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3 負極材料

負極材料對鋰電池的安全性、循環壽命和比能量有重要影響。便攜式電子設備和新能源汽車增長驅動了對鋰電池和負極材料的強勁需求。2011年全球鋰電池負極材料市場規模約5億美元，生產企業主要集中于日本和中國。目前，行業內領先企業主要包括日立化成、貝特瑞、日本炭黑、JFE化學、三菱化學和杉杉科技等，其中日立化成和日本碳黑（Nippon Carbon）占有全球50%以上的市場份額。

4 隔膜

隔離膜連接并隔開電池正負極材料，是電子的絕緣體，以防止出現短路，但允許鋰離子通過，還可以在電池過熱時，通過閉孔功能來阻隔電池中的電流傳導。隔離膜性能的優劣決定著電池的界面結構和內阻，進而影響著電池的容量、循環壽命、充放電電流密度等關鍵特性，因此隔離膜性能的優劣對于提高電池的綜合性能起重要作用。

根據臺灣拓撲產業研究所的統計，2011年全球鋰電池隔膜出貨量為4.66億平方米。隨著鋰電池產業向我國的轉移，國內對鋰電池隔膜的需求與日俱增。據與物理電源行業協會統計，2009年我國隔膜需求量超過1.2億平方米；2010年全球產量3.51億平方米，同比大幅增長。而隨著電動車市場的啟動，這一增長率未來將有大幅度提升的空間。據臺灣工研院數據統計，預計到2013年，全球隔膜需求量可達5.63億平方米，為2009年市場容量的1.76倍[2]。

從隔膜市場競爭格局來看，日美廠商目前占據壟斷地位。日本旭化成、東燃化學和美國Celgard公司是隔離膜市場三大壟斷巨頭，全球市場份額各占約20%。國內目前能夠批量生產隔離膜的廠商有金輝高科、星源材質和格瑞恩。其產品品質與日美進口產品還有一些差距，產品多用于中低端鋰電池。國內高端隔離膜和動力電池隔離膜幾乎全部依靠進口。

5 電解液

電解液在電池中正負極之間起到傳導電子的作用，是鋰電池獲得高電壓、高比能量等優點的保證。電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽（六氟磷酸鋰，LiPF6）、必要的添加劑等原料，在一定條件下，按一定比例配制而成的。目前電解質有高氯酸鋰（LiClO4）、六氟磷酸鋰（LiPF6）、四氟硼酸鋰（LIBF4）等，其中六氟磷酸鋰具有良好的導電性和電化學穩定性，是目前主流的電解質。

2011年全球電解液產量約為4.3萬噸，按照一般鋰電池電解液中六氟磷酸鋰與有機溶劑1∶7的體積比關系，2011年全球六氟磷酸鋰產量約5 400 t[3]。六氟磷酸鋰的技術主要被日本三家企業壟斷，分別是關東電化、SUTERAKEM IFA、森田化學，市場供不應求。目前，國內只有天津金牛能真正實現六氟磷酸鋰的產業化生產，產品處于低端，六氟磷酸鋰主要依賴進口。

6 精密結構件

6.1 全球鋰電池精密結構件生產逐漸向中國轉移

鋰電池精密結構件屬于多技術交叉、工藝品質要求高、設備投入較大的資金密集型高技術行業。鋰電池精密結構件的品質和技術手段，對鋰電池的安全性、密閉性、能源使用效率具有較大的影響。鋰電池精密結構件主要為鋁/鋼殼、蓋板、連接片等。根據日本IIT統計及預測的全球鋰電池市場規模數據推測，2011年全球鋰離子精密結構件的市場規模約為88億元，預計2012年可達119億元，2015年將超過215億元，如圖3所示。

隨著全球鋰電池產業向中國轉移，未來中國鋰電池行業將保持快速增長。為確保交貨的及時性，一般的鋰電池生產企業會選擇國內的供應商。我國鋰電池的主要生產企業如比亞迪、新能源科技、天津力神、深圳比克等通常會對供應商的生產能力、技術水平、質量控制體系、交貨及時性等因素進行嚴格審核，同時為確保質量的穩定性，一般不會輕易更換供應商。因此，上述企業的合格供應商將能夠分享大客戶規模增長帶來的巨額市場需求。根據我國歷年鋰電池市場規模統計數據及對未來的預測，2011年我國鋰電池精密結構件市場規模為21億元，預計2015年將達到55億元，如圖4所示。

6.2 中國鋰電池精密結構件產業兩極分化趨勢明顯

我國鋰電池精密結構件產業兩級分化趨勢明顯：絕大多數企業處于技術和工藝品質較低的水平，企業規模較小，區域性明顯，生存能力相對較弱；少數優質企業憑借早期的積極研發積累，先期占領中高端市場，并憑借與國際廠商的合作，實現了技術和生產工藝的突破，達到國際品質標準，具備較強的生存能力。

隨著國際精密結構件產業巨頭業務逐漸向中國轉移，中高端精密結構件市場將顯著增長，市場將進一步向少數技術先進、工藝優良的高品質企業傾斜。

6.3 新能源汽車動力鋰電池結構件發展狀況

隨著全球節能環保意識的提升，以鋰電池汽車為代表的清潔能源逐漸成為未來新能源汽車的主要發展方向，德國、中國、美國等全球主要的汽車生產和消費國均大力推進新能源汽車的發展。鋰電池汽車已經成為未來全球新能源汽車的重要的發展趨勢。

汽車動力鋰電池結構件不同于傳統鋰電池結構件，需要滿足汽車使用的一些特殊技術要求；因此，需要結合部分汽車結構件的技術和標準要求進行設計和生產。其市場價格亦是傳統鋰電池結構件的150~200倍以上。因此，僅有少數同時擁有鋰電池結構件和汽車結構件核心技術的廠商方能與國際汽車廠商進行相應產品的聯合開發。

由于電動汽車需要的是大功率電能，因此實際使用過程中，往往使用上千個電芯串聯成電池組以保證能量的供應。以日本尼桑公司2010年推出純電動車型LEAF為例，鋰電池能量為24 kWh，是標準手機電池容量的12 000倍。因此，電動汽車的應用和推廣將帶來巨大的鋰電池需求量，為鋰電池精密結構件行業提供廣闊市場空間。根據日本IIT對全球動力類鋰電池市場規模的統計和預測，預計2012年全球新能源汽車用鋰電池結構件市場規模約31億元，2020年將達到209億元。2012—2020年全球新能源汽車用鋰電池精密結構件市場規模如圖5所示。

在《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020）》等國家政策的驅動下，未來幾年內，我國新能源汽車的發展將拉動鋰電池精密結構件行業的快速增長。根據臺灣拓撲產業研究所對我國動力鋰電池市場規模的預測，預計2012年我國新能源汽車用鋰電池結構件市場規模約2.57億元，2015年將達到16.81億元。2012—2015年我國新能源汽車用鋰電池精密結構件市場規模如圖6所示。

[1]中國電池工業協會.鋰離子電池正極材料市場發展狀況[EB/OL].[2012-01-13].http://www.chinabattery.org/index.php/archives/14395.

[2]中國電池網.國內鋰離子電池隔膜發展及生產投資狀況[EB/OL].[2012-07-29].http://www.itdcw.com/archives/65907.

[3]耿翠玉.全球及中國鋰離子電池及電解液行業發展分析[J].新材料產業，2010，10：42-48.