2016年中国电芯行业发展概况分析

　　三元电池无论长期成长空间还是短期弹性均优于铁锂，同时动力电池准入目录的实现，大幅降低供给增速。预计 2016 年三元需求为 9.5-10Gwh，全行业有效产能 12Gwh 左右，三星、LG 等合资厂商合计超 4Gwh，但未进目录将致放量滞后。同时三季度后物流车重现 2015 年下半年新能源客车抢装行情，下游需求爆发增长将打破供需平衡，电芯环节四季度涨价将是大概率时间。电芯涨价10%，利润将翻倍。

　　根据对动力电池技术路线的理解，虽然铁锂电池在安全性与循环性能方面相较于于三元电池具备一定的优势，但随着三元材料体系及电池管理系统的不断改进，目前三元电池在安全性及循环性能上与铁锂电池的差距正在逐渐缩小，目前三元电池循环次数基本能达到 2000 次以上，虽然仍低于铁锂电池，但已能满足车用动力电池的需要。而铁锂电池能量密度过低的问题难以得到解决，未来随着三元电池能量密度的逐渐提升，铁锂短板效应愈加明显。

　　从技术层面来看，目前负极材料即使较为低端的天然石墨其材料容量普遍达到 350mAh〃g-1 以上，而正极材料普遍低于 160mAh〃g-1，锂电池能量密度的高低由能量密度更低的材料决定，因此，目前制约电池能量密度提升的关键在正极材料能量密度过低。

正极材料是制约锂电性能提升的关键因素

　　不同正极材料对于电池能量密度的影响主要体现在两个方面：工作电压与材料容量，相同的材料容量，如果电池电压越高则其能量密度也越高（Wh/g=V* Ah/g），反之亦然。

工作电压与材料克容量是电池能量密度的决定因素

　　目前动力电池负极材料基本以人造石墨为主，正极材料不同的氧化还原电位，使得不同正极材料体系的电池具有不同的工作电压。铁锂电池目前工作电压为3.2V，继续提升难度极高。而三元电池工作电压普遍在 3.7V左右，且部分高电压产品已经能够达到 4.2V的工作电压，相较于铁锂电池优势明显。

三元电池工作电压较铁锂高 15%以上

　　1mol正极材料 Li离子完全脱嵌时转移的电量为 96485.33C， mAh/g 指每克电极材料理论上放出的电量为 3.6C（1×（10－3）A×3600S）。而电极材料理论电池材料克容量主要由材料分子量决定，铁锂正极材料 LiFePO4 分子量为157.756g/mol， 由此折算出来的理论电容量为 170 mAh/g （ 96485.33/157.756/3.6）同理可以算出三元材料 NCA与 NCM 材料的理论电容量分别为 279 mAh/g、278mAh/g（按照 811 配比计算） ，较铁锂材料高 64%。

三元材料理论克容量较铁锂高 64%

　　目前产业界铁锂材料实际电容量已达到 140 mAh/g 左右，接近理论材料极限水平，而三元材料目前实际电容量在 160-180 mAh/g，距离 279 mAh/g 的理论极限，仍然具有 60%左右的提升空间，因此三元材料克容量未来提升潜力也更大。

三元材料未来电容量提升潜力更大

　　考虑到电芯中负极材料、电解液、隔膜、极耳等材料对于提高电池能量密度并未有直接贡献，但对于完成锂离子循环必不可少，其在电芯中总质量中占比达到 60%左右，使得电芯实际能够达到的能量密度只有材料能量密度的 40%左右。

负极材料、电解液及隔膜质量占电芯比重达到 60%左右

　　在电动汽车发展路线图中，明确提出了 2020 年电池单体 300Wh/kg 的发展目标。目前业界领先的铁锂电池单体能量密度约 130Wh/Kg 左右，三元电池普遍达到 160-180Wh/Kg，LG、三星等能够做到 200Wh/Kg 以上。从未来发展潜力来看，即使按照铁锂材料 170 mAh/g 的极限电容量计算，对应的电池的能量密度也仅能达到 216Wh/Kg（3.2×170×40%） ，无法实现 300Wh/Kg 的既定发展目标。对于三元材料来看， 在 3.7V电压等级下， 组成电池后极限能量密度达到 412Wh/Kg （3.7×279×40%）左右，如果电压等级进一步提高，其能量密度将进一步提高。因此认为，随着三元材料的持续进步以及电压等级的进一步提高，2020 年能量密度达到 300Wh/Kg 的发展目标实现概率较高。

铁锂电池无法实现 2020 年300Wh/Kg 的发展目标

　　从技术层面对三元与铁锂电池未来发展潜力做了详细分析，得出结论三元电池未来发展潜力更大。回归当前动力电池市场，从 2015 年不同车型动力电池技术路线选择来看，纯电动乘用车市场上，磷酸铁锂、三元及其它材料电池搭载量分别为 1.33、1.93、0.04Gwh；纯电动专用车市场上三种电池搭载量分别为 0.67、1.1、0.09Gwh；纯电动客车市场上三种电池搭载量分别为 7.66、1.18、0.29Gwh。从不同车型对电池的选择来看，在对能量密度要求更高的乘用车与专用车市场三元电池占比已经过半，而客车市场磷酸铁锂电池主流地位稳固。

2015 年客车以磷酸铁锂为主，乘用车与专用车更偏好三元电池

　　安全至上，客车上磷酸铁锂仍将是主流。铁锂电池在安全与循环性能上相较于三元电池优势明显，2016 年初出于安全因素考虑，工信部暂停三元电池在客车市场的使用。即使后续政策层面对三元电池在客车领域使用逐渐放开后，但考虑到客车本身对电池能量密度敏感性低以及对安全的高要求，磷酸铁锂电池仍将占据主流地位。

　　参考各种车型电池搭载量以及各类车型产量，可测算出 2015 年纯电动客车、插电式混动客车、纯电动专用车、纯电动乘用车以及插电式混动乘用车单车平均带电量分别为 105、20、40、22、14Kwh。

2015 年各类车型单车平均带电量

　　在 2015 年各类车型单车平均带电量的基础上，参考补贴变化趋势以及电池能量密度提升趋势（每年 10%），合理假设了相应车型未来单车带电量的变化趋势，并结合上文中对于各类车型未来产量预测，预计到 2020 年动力电池需求量将超过 90Gwh，“十三五”期间年均复合增速 40%。

2020 年动力电池需求量将超 90Gwh，未来 5年年均复合增速超40%

　　未来铁锂电池在客车市场仍将占据主导地位，三元电池在乘用与专用车高速增长带动下，空间更大。经过测算，预计 2016 年三元电池需求量将达到9.55Gwh，同比将实现翻倍以上增长，到 2020 年将接近 60Gwh，年均复合增速超过 60%。铁锂电池 2016年需求量约 16Gwh，同比增长 45%左右，到 2020年将进一步增长到 30Gwh 左右，未来 5年铁锂电池市场需求仍将保持 21%的年均复合增速，增速超出市场预期。

三元电池空间弹性均更大，铁锂电池年均复合增速仍有 20%

　　近期政策层面对动力电池规范力度明显加大，电池厂商目录制的出台使得整车厂商对电池质量重视度将进一步提升，缓冲期至 2017 年7 月1 日，考虑到整车厂商更换电池后，技术测试及重新申请目录时间周期长达半年以上，意味着年内无法进入目录的电池厂商 2017 年内难以获得车厂订单， 动力电池准入目录的推行将大幅降低供给增速。

电池规范目录流程图