一、全球鋰離子電池市場(chǎng)現(xiàn)狀

與鉛酸和鎳氫等傳統(tǒng)二次電池相比，鋰離子電池更為輕便，循環(huán)壽命較長(zhǎng)，能量密度更高。因此，鋰離子電池首先在手機(jī)、筆記本、平板電腦等便攜式數(shù)碼領(lǐng)域獲得應(yīng)用，近些年更延伸到智能穿戴、無(wú)人機(jī)、電動(dòng)工具、新能源汽車、儲(chǔ)能等新興行業(yè)。

隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)寬和市場(chǎng)需求的持續(xù)放量，全球鋰電行業(yè)在過(guò)去10年保持了20%以上的復(fù)合上升率，2017年鋰離子電池出貨量達(dá)到143.5GWh(見(jiàn)圖1)。2017年數(shù)碼產(chǎn)品用鋰離子電池占全球鋰離子電池市場(chǎng)的52%，車用占40%，儲(chǔ)能占8%。2017年動(dòng)力鋰電同比上升37%以上，預(yù)計(jì)2018年后動(dòng)力鋰電將成為最大的應(yīng)用市場(chǎng)，占比將超過(guò)50%以上，成為市場(chǎng)最大的亮點(diǎn)。

2017年全球新能源汽車銷量約為140萬(wàn)輛，我國(guó)新能源汽車銷量約為77.7萬(wàn)輛，占比超過(guò)50%(見(jiàn)圖2)。2018年前6個(gè)月，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)/銷分別完成41.3萬(wàn)輛和41.2萬(wàn)輛，比2017年同期分別上升94.9%和111.5%，預(yù)計(jì)全年可以完成100萬(wàn)輛目標(biāo)。2018年全球預(yù)計(jì)銷售新能源汽車超過(guò)180萬(wàn)輛，我國(guó)市場(chǎng)占比55%。預(yù)計(jì)到2020年全球新能源汽車銷量有望達(dá)到350萬(wàn)輛，我國(guó)成為全球最大的新能源汽車生產(chǎn)基地和銷售市場(chǎng)。

我國(guó)為了鼓勵(lì)新能源汽車的發(fā)展，相關(guān)部委和各級(jí)政府出臺(tái)了一系列新能源汽車補(bǔ)貼政策，從整車、電池、充電樁等全方位進(jìn)行支持，并對(duì)生產(chǎn)廠商提出了強(qiáng)制供給要求。2016年以來(lái)，我國(guó)政府審時(shí)度勢(shì)，逐漸減弱鼓勵(lì)需求力度，增強(qiáng)了強(qiáng)制供給端力量，采用長(zhǎng)短政策相結(jié)合的方式，對(duì)行業(yè)鏈條進(jìn)行整頓，以便扶優(yōu)抑劣。在政府直接補(bǔ)貼持續(xù)退坡的背景下，積極推進(jìn)雙積分政策的進(jìn)程。

根據(jù)《乘用車公司平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》規(guī)定，每家車企無(wú)論生產(chǎn)多少輛燃油車，都要按照一定比例生產(chǎn)新能源車型。盡管雙積分政策從2018年四月才執(zhí)行，新能源積分比例從2019年才設(shè)定，但工業(yè)和信息化部依然公布了《有關(guān)2016-2017年度乘用車公司平均燃料消耗量管理有關(guān)工作的通知》，對(duì)2016-2017年提出了明確的抵償要求，假如公司的油耗考核出現(xiàn)負(fù)積分，可以參照雙積分政策規(guī)定的關(guān)聯(lián)公司間轉(zhuǎn)讓、購(gòu)買新能源汽車正積分等方式，在年度積分考核時(shí)抵償歸零。可見(jiàn)，新能源積分已經(jīng)開(kāi)始發(fā)揮用途。從直接補(bǔ)貼到雙積分政策的轉(zhuǎn)變，標(biāo)志著我國(guó)政府對(duì)新能源汽車的態(tài)度從鼓勵(lì)向強(qiáng)制過(guò)渡，支持的力度不降反增。由于目前雙積分政策只針對(duì)乘用車領(lǐng)域，后續(xù)市場(chǎng)化程度更高的乘用車發(fā)展將會(huì)更為迅猛。由于我國(guó)是新能源汽車重要的生產(chǎn)地和銷售市場(chǎng)，我國(guó)鋰電及正極材料廠商擁有雙重地緣優(yōu)勢(shì)，獲得了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。

2。小型消費(fèi)電子鋰電進(jìn)入成熟期

電子消費(fèi)品市場(chǎng)對(duì)鋰電的需求在智能手機(jī)、平板電腦等更新?lián)Q代需求日趨平穩(wěn)。IDC數(shù)據(jù)顯示，2017年全球智能手機(jī)出貨量14.65億臺(tái)(圖3)，同比下降0.3%，預(yù)計(jì)2018年還將持續(xù)頹勢(shì)，全年出貨量約為14.62億臺(tái)，同比下降0.2%。2017年全球筆記本、平板電腦出貨量3.28億臺(tái)，同比下降2.3%，預(yù)計(jì)2018年還將進(jìn)一步萎縮，預(yù)計(jì)全球出貨量約為3.11億臺(tái)，同比下降5.3%。

與數(shù)碼消費(fèi)電子產(chǎn)品相反，由于園林和家用電動(dòng)工具的不斷普及，小型手持電動(dòng)工具出貨量增速明顯。電動(dòng)工具市場(chǎng)普遍分布在歐美日發(fā)達(dá)國(guó)家，全球最大的電動(dòng)工具生產(chǎn)商重要是美國(guó)的史丹利百得(StenleyBlack&Decker)公司，歐洲的羅伯特·博世有限公司、喜利得(Hilti)有限公司、麥太保(metabo)公司，日本的牧田(Makita)株式會(huì)社、日立可紀(jì)(HitachiKoki)工業(yè)機(jī)械株式會(huì)社、松下電器(Panasonic)產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社和TTI集團(tuán)。電池供應(yīng)商重要是索尼(Sony)公司、SDI、Panasonic等國(guó)內(nèi)外鋰電巨頭，電動(dòng)工具廠商和其電池供應(yīng)商都非常集中，這個(gè)領(lǐng)域的客戶更重視產(chǎn)品的性能而非價(jià)格；生產(chǎn)廠商為了確保技術(shù)先進(jìn)性，在產(chǎn)品研發(fā)上投注了較大的精力，這個(gè)市場(chǎng)獲得了健康的良性循環(huán)。

由于航模、無(wú)人機(jī)、玩具、智能穿戴等新興市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，高倍率鋰離子電池銷量也取得了高速上升。由于小型消費(fèi)電子產(chǎn)品的功能不斷新增，電動(dòng)工具市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，新興倍率市場(chǎng)的不斷出現(xiàn)，小型鋰電對(duì)正極材料的需求仍在平穩(wěn)低速新增。

3。儲(chǔ)能鋰離子電池即將進(jìn)入啟動(dòng)期，基數(shù)小，但出貨快速上升

從應(yīng)用領(lǐng)域看來(lái)，大型風(fēng)光儲(chǔ)能、通信基站的后備電源、家庭儲(chǔ)能等儲(chǔ)能3大領(lǐng)域中，通信基站的后備電源領(lǐng)域目前占比重較大，家庭儲(chǔ)能借著特斯拉掀起的能源家庭浪潮，有較大的進(jìn)一步發(fā)展擴(kuò)容的空間，大型風(fēng)光儲(chǔ)能短時(shí)間看來(lái)發(fā)展速度較慢。當(dāng)前，限于儲(chǔ)能政策、鋰離子電池價(jià)格、電力等因素，鋰離子電池應(yīng)用規(guī)模還比較小。

二、鋰電正極材料市場(chǎng)現(xiàn)狀

全球鋰離子電池市場(chǎng)由于應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)寬，市場(chǎng)處于成長(zhǎng)期，過(guò)去5年保持了快速上升，而正極材料使用量也不斷增大，每年上升都超過(guò)25%。預(yù)計(jì)2018年全球鋰電正極材料出貨量約為36萬(wàn)t，其中鈷酸鋰7萬(wàn)t，多元材料22萬(wàn)t。

從市場(chǎng)趨勢(shì)來(lái)看，近幾年重要的出貨量上升點(diǎn)在新能源汽車行業(yè)，其中動(dòng)力鋰電主流正極材料從磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)變?yōu)殒団掑i酸鋰(NCM)和鎳鈷鋁酸鋰(NCA)。而由于小型數(shù)碼鋰電保持平穩(wěn)，因此鈷酸鋰的使用量維持平穩(wěn)。儲(chǔ)能市場(chǎng)處于發(fā)展的初級(jí)階段，基數(shù)較小，且上升以國(guó)際儲(chǔ)能應(yīng)用為主，這類儲(chǔ)能電池重要選用了多元體系，因此磷酸鐵鋰的上升并不明顯。鋰電正極材料生產(chǎn)由中、日、韓三分天下，我國(guó)正極材料供應(yīng)商占據(jù)半壁江山，但日、韓正極材料公司產(chǎn)量重要集中于兩三個(gè)材料巨頭，而我國(guó)的材料公司力量較為均衡，以中型公司為主，但近兩三年，我國(guó)材料公司也出現(xiàn)了洗牌加劇，產(chǎn)量更集中于前幾名材料公司的狀況。2017年產(chǎn)量超過(guò)萬(wàn)噸的材料公司約有10家，除日、韓各2家外其余都是我國(guó)公司。

由于日、韓鋰電巨頭對(duì)成本的追求日益嚴(yán)苛，他們開(kāi)始在我國(guó)正極材料供應(yīng)商中篩選性價(jià)比優(yōu)秀者。我國(guó)政府也對(duì)出口鋰電正極材料采取了積極的支持態(tài)度，給予鈷酸鋰和多元材料13%的出口退稅，因此從我國(guó)出口到日韓的正極材料重要是鈷酸鋰和多元材料。從2005年至今，鋰電正極材料的出口量不斷攀升。

受到我國(guó)新能源汽車動(dòng)力鋰電需求的直接刺激，國(guó)內(nèi)外正極材料公司爭(zhēng)相公布新的產(chǎn)量擴(kuò)充計(jì)劃，國(guó)際大型廠商中優(yōu)美科外擴(kuò)產(chǎn)較為激進(jìn)，在廣東江門新建20萬(wàn)t正極材料產(chǎn)線。而住友金屬礦山由于特斯拉(Tesla)的熱賣也有相應(yīng)的匹配擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。國(guó)內(nèi)大型廠商實(shí)力較為平均，但產(chǎn)量擴(kuò)大的步伐卻更為積極，貝特瑞、巴莫、當(dāng)升科技、廈門鎢業(yè)等重要廠商都公布了積極的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，這些產(chǎn)量重要集中在2021-2025年達(dá)產(chǎn)。

遠(yuǎn)超過(guò)需求的產(chǎn)量擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃將加劇行業(yè)洗牌，無(wú)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)渠道的材料廠商將不得不退出動(dòng)力鋰電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

三、全球鋰電正極材料技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

便攜式數(shù)碼鋰離子電池中首先使用的鋰電正極材料是鈷酸鋰，它能量密度高，但安全性較差、由于戰(zhàn)略小金屬鈷占比較大，成本也比較高，因此不適合應(yīng)用于車用動(dòng)力鋰電。車用動(dòng)力鋰電池上首先得到應(yīng)用的正極材料是錳酸鋰和磷酸鐵鋰。錳酸鋰安全性較好，但是存儲(chǔ)性能差，能量密度低，因此重要應(yīng)用在大巴車，或者與多元材料摻混使用。磷酸鐵鋰安全性和循環(huán)性能相對(duì)優(yōu)異，但能量密度低、低溫性能差，在市場(chǎng)化乘用車的應(yīng)用上受到較大限制。

多元材料與其他正極材料相比，性能表現(xiàn)比較均衡，具有克比容量較高，循環(huán)性能優(yōu)異的特點(diǎn)，但多元材料從材料本征上來(lái)說(shuō)安全性較差。多元材料鎳可以調(diào)配鎳鈷錳(鋁)3種元素的比例，根據(jù)鋰離子電池實(shí)際的應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)強(qiáng)化不同的性能要求，靈活性很強(qiáng)，多元材料被眾多鋰電和材料專家認(rèn)定為未來(lái)重要的車用動(dòng)力鋰離子電池正極材料。

1。動(dòng)力鋰電正極材料集中于多元材料，向單晶化和高鎳發(fā)展

能量密度、成本、循環(huán)壽命是國(guó)際動(dòng)力鋰電池通用的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。從替代燃油車的角度來(lái)看，里程焦慮問(wèn)題不可回避。因此，如何提升能量密度以及加快充電速度是目前車用動(dòng)力鋰離子電池最大的難題。

多元材料鎳(Ni)、鈷、錳元素比例可以調(diào)整，且隨著鎳含量提高，材料克比容量提高，電池的能量密度也不斷提升。同時(shí)由于鈷原料的成本較高，鈷價(jià)波動(dòng)振幅也較大，導(dǎo)致高鈷低鎳的多元材料的成本居高不下，鋰電公司為了降低成本和尋求更高能量密度的材料，傾向于采用Ni含量比較高的NCM622，NCM811和NCA。

常規(guī)多元材料的電池工作電壓是4.2V，動(dòng)力鋰電及正極材料公司希望可以將工作電壓提升到4.35~4.4V以提高電池能量密度。未經(jīng)優(yōu)化處理的鋰電多元材料在高工作電壓條件下，由二次粒子團(tuán)聚而成的多元材料多次循環(huán)后會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在電子顯微鏡下觀察可以發(fā)現(xiàn)材料的一次粒子界面出現(xiàn)了粉化或分離，因此鋰離子電池的內(nèi)阻變大、容量迅速衰減，循環(huán)曲線出現(xiàn)跳水。高端的鋰電多元材料綜合使用摻雜和多元化包覆工藝，減小材料與電解液之間的副反應(yīng)，確保在高電壓下二次顆粒多元材料結(jié)構(gòu)亦可穩(wěn)定存在，不出現(xiàn)結(jié)構(gòu)坍塌。另外，材料廠商開(kāi)發(fā)出另一種單晶型高電壓多元材料，這種材料具有較好的層狀結(jié)構(gòu)，從而提高材料在高電壓下的循環(huán)性能。在3~4.4V工作電壓下，可以提高鋰離子傳遞效率，多元材料的放電比容量可提升15%以上。

2。小型鋰電正極材料向高電壓低鈷化方向發(fā)展

小型數(shù)碼市場(chǎng)側(cè)重鋰電能量密度和安全性。在高電壓鈷酸鋰的工作電壓持續(xù)提升至4.45V以后，高電壓多元材料也成為數(shù)碼鋰離子電池正極材料發(fā)展的重要研究方向。傳統(tǒng)的能量密度提升方法重要是通過(guò)提升鈷酸鋰離子電池的工作電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)；鈷酸鋰的充電電壓從4.2V一路攀升至4.5V.4.5V高電壓鈷酸鋰的產(chǎn)業(yè)化，是鈷酸鋰技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。[email protected]/g鈷酸鋰的工作電壓和容量發(fā)展接近極限。4.35V高電壓鈷酸鋰的改性原理重要是摻雜改性；而4.5V高電壓鈷酸鋰突破了在火法段進(jìn)行包覆和摻雜的傳統(tǒng)技術(shù)方法，開(kāi)始從體相進(jìn)行摻雜，并結(jié)合表面包覆。這樣的方法使得改性鈷酸鋰在高電壓體系下結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，循環(huán)壽命更長(zhǎng)。

近兩年來(lái)鈷價(jià)格走出了暴漲暴跌的行情，振幅高達(dá)200%，含鈷量占質(zhì)量百分比60%的鈷酸鋰承受了巨大的成本考驗(yàn)，鋰電廠商紛紛尋求低鈷和無(wú)鈷的低成本正極材料解決方法。部分可以用多元材料直接替換鈷酸鋰的領(lǐng)域，如筆記本圓柱形鋰電已基本全部替換成多元材料。而在一些智能手機(jī)和平板電腦軟包電池項(xiàng)目，鋰電廠商開(kāi)始在4.40V以下的產(chǎn)品中逐漸采取鈷酸鋰摻混多元材料的方式，達(dá)到降成本的目的。可以想見(jiàn)，多元材料替代鈷酸鋰的技術(shù)日趨成熟，多元材料的應(yīng)用將更為廣闊，而且這種低成本替換將是不可逆的。

3。儲(chǔ)能鋰電正極材料

世界范圍內(nèi)儲(chǔ)能電池目前大量使用的鉛酸電池，能量密度都在50~60Wh/kg，鋰離子電池和這些電池相比在能量密度上都可以達(dá)到100Wh/kg，所以鋰離子電池的循環(huán)壽命和成本是鋰離子電池是否可以替代鉛酸電池的關(guān)鍵。磷酸鐵鋰相對(duì)其他鋰離子電池密度較小，但是它成本低，安全性高，電池壽命較長(zhǎng)。從循環(huán)壽命和未來(lái)成本的降低空間看，磷酸鐵鋰是比較有潛力的儲(chǔ)能電池正極材料。

錳酸鋰和多元材料重要使用在UPS移動(dòng)電源和對(duì)電池的能量密度有所要求的特殊儲(chǔ)能和家庭儲(chǔ)能領(lǐng)域。如特斯拉的儲(chǔ)能墻(PowerWall)就是采用了多元材料體系。