亿纬锂能等多家锂电头企布局大圆柱电池三元高镍材料市占有望加速提升

2021-11-10 08:13

手机浏览

近日，亿纬锂能发布公告称，公司子公司亿纬动力拟与荆门高新区管委会签订《合同书》，分别在荆门高新区投资建设20GWh乘用车用大圆柱电池生产线及辅助设施项目、16GWh方形磷酸铁锂电池生产线及辅助设施项目，投资项目固定资产投资总额约为62亿元。自去年特斯拉推出了全新的4680电池方案之后，各家头部锂电企业积极布局技术研发，加速推进产品量产下线。除了亿纬锂能之外，国内外企业包括特斯拉、松下、LG新能源、三星SDI、宁德时代、比克电池、蜂巢能源等中日韩电池企业都已经涉足大圆柱/4680电芯开发，加快跟进4680电池布局。

根据观研报告网发布的《2021年中国锂电池行业分析报告-市场深度分析与盈利前景预测》显示，在动力电池领域，三元正极和磷酸铁锂正极是当前两种主流应用材料。三元材料因相同锂离子数量下更低的分子质量，因而其比容量高于铁锂，组成电池后能量密度也更高。无论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池都是各有千秋难分优劣，但随着技术的不断进步，三元锂电池的安全、寿命以及成本与磷酸铁锂的差异逐渐缩小，仍有成为主流的趋势。

三元材料电池与磷酸铁锂电池主要区别

区别	三元材料	磷酸铁锂
材料	主流三元正极材料有镍、钴、锰/铝	磷酸铁锂锂电池因正极采用磷酸铁锂材料命名
典型电压	典型电压3.7V	单体典型电压3.2V
电压过造成景程	过放到2.6V时就会产生不可逆损坏	耐过充过放，短时过放到0能恢复80%以上
充电过压安全	超过4.35V就会析气鼓胀	过充到100%都不会起火爆炸
工作高温	过60度就不安全	耐高温，200多度恢复后还能用
工作低温	低温下限值-30°C	温度使用下限值-20°C
分解温度	约为200℃会发生分解	约为800℃会发生分解
使用寿命	充放电循环次数则仅为2000次，意味着其使用寿命仅为6年	充放电循环次数约3500次后才会开始衰减，其使用寿命可长达10年
能量密度	当前能量密度平均达到了160wh/kg	当前能量密度平均达到了140wh/kg
生产成本	以镍钴锰酸锂为正极材料、石墨为负极材料，其中钴元素在我国储量较少，大部分靠海外进口，受到市场波动影响非常大，整体成本会比磷酸铁锂电池贵	不含有贵重金属材料，原材料成本可以适当压缩

资料来源：观研天下整理

近年来，国内三元材料产量增长势头略显不佳。2015-2020年，中国三元正极材料产量呈逐年上升趋势。2020年国内三元材料累计产量约为21万吨，同比增长6.6%，增速下滑明显，并且受磷酸铁锂挤压，其市占率在2020年也略有降低。

2015-2021年我国三元正极材料产量

数据来源：公开资料整理

2019-2020年中国锂电池正极材料细分类型占比（按出货量）

数据来源：公开资料整理

镍含量决定着三元材料锂电能量密度，在充放电过程中，Li+在 MO6（Mn=Ni、Mn、Co）层间结构中脱嵌，随着镍含量提高，可脱嵌 Li+增加，三元材料的理论容量和电池能量密度随之提高。4680等大尺寸圆柱电池，有望降低壳体在单位电池容量上的占比，结构件和焊接数量也显著减少，生产组装效率也更高，将最终体现为电池重量能量密度提升与成本的下降。随着大圆柱电池的应用，三元材料需求将有所增长，封装工艺、极耳工艺的变化，预计会加快高镍材料的发展，我国三元材料高镍市占率有望从2021年的33%增至2025年的50%。

2021-2025年我国三元材料高镍市占率变化预测