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1、二次电池行业研究报告,目录,二次电池,动力电池,分类及构成应用现状性能比较及发展趋势,动力汽车工作原理优缺点使用标准动力电池产业链利润率业内企业,二次电池,应用现状发展趋势,应用现状,应用现状,不同的下游需求，对电池性能要求的强调方面不同，总体而言，能量密度、功率密度、使用寿命、安全性越高越好,应用现状,性能指标方面，锂离子电池能量密度是镍氢的近2倍，凭借其快速充电、高功率放电、能量密度高、循环寿命长以及无记忆性的优点近年来得到快速发展，现已牢牢占据二次电池的高端市场。安全性和成本问题制约了锂离子电池的产业化发展安全性：指锂离子电池使用过程中发生的爆炸或起火事故。汽车应用中，由于汽车用锂离子电
2、池体积大，其散热性变差，安全性大幅下降；成本：同体积锂离子电池成本是铅酸电池3-4倍。对于同类电池，高功率与高能量的性能不易兼得。,应用现状,不同种类电池的应用领域,铅酸电池应用领域,全球市场容量及增速,应用现状,用量最大的是锂电池，主要得益于下游手机和笔记本电脑需求。手机和笔记本电脑主要使用小型锂电池，技术门槛低，中国是主要生产国之一，大量中小型参与者的涌入导致行业利润率下降。混合动力汽车领域，锂电池应用很少，主要使用镍氢电池。混合动力汽车镍氢电池需求量占到整个镍氢电池销量的10%左右。各类电池的应用之间存在一定的替代性，不同下游的需求增长注定了各类电池的销量增速。除动力汽车外，其他下游行业
3、的短期需求增速都不容乐观，但动力汽车的应用规模尚小，因而对各电池产品的短期销售增长应该是谨慎的。长期来看，最有前景的是混合动力汽车领域。,发展趋势,铅酸电池和镍镉电池：走向没落的传统二次电池铅酸电池：从市场份额看，短期中仍会占据二次电池市场的半壁江山，但是由于其能量密度低，且含有污染环境的重金属铅，在当今环保主题下长期将逐渐被性能更好的绿色电池所取代。镍镉电池：镍镉电池目前主要靠价格优势占据低端市场，但是存在能量密度不高，有记忆效应等缺陷，并且含有毒金属镉。欧盟国家已经自2005年12月31日起，禁止镍镉电池的进口。因此从长期来看将逐渐被性能更好的绿色电池取代。镍氢电池：中短期内持续发展的绿色
4、二次电池镍氢电池：镍氢电池是近些年开发出来并投入大规模应用的一类新型绿色环保二次电池，市场份额的逐步扩大显示出较为强劲的上升势头。中短期内将延续对镍镉电池的替代攻势，并在新能源汽车领域得到重要应用。但是由于存在记忆性的缺陷，长期来看发展前景受到制约。燃料电池：大规模商业化应用还需要很长时间燃料电池：反应产物为水，可实现零污染。目前其面临的最大问题是成本偏高，短期内不会成为二次电池的主流。锂离子电池：长期中最有发展前途的绿色二次电池锂离子电池：短期中成本和安全性问题制约其在动力汽车等领域的发展，长期中由于其性能的优越性以及不同正极材料性能的差别，预测会达到广泛应用。,动力电池,动力汽车政策拉动经
5、济性动力电池产业链利润率业内企业,动力汽车,动力汽车,目前，主要汽车生产厂家包括一汽、上汽、北汽、长安、奇瑞、吉利、力帆、众泰、青年莲花等都在从事新能源汽车的研制和生产，上海通用汽车生产的混合动力君越轿车是目前国内销量最大的混合动力国产轿车，其销量约每月200到300台。预计到2012年，我国新能源汽车年产量将达到100万辆,动力汽车,13个试点城市公共服务乘用车和轻型商用车推广补助标准,十米以上城市公交车示范推广补助标准,国内混合动力汽车价格,财政补贴后，新能源车的经济性提高,动力汽车,根据规划：2012年新能源汽车产能将达到100万辆，根据各省市09年各项政策，目前主要发展的种类是电动汽车
6、，预期到2012年电动汽车占新能源汽车的比例将达到10%以上。,动力汽车,在政策拉动和经济性提升的双重作用下，国内动力汽车市场有开拓空间。动力汽车的核心是动力电池，占汽车成本40%-60%，毛利率35%以上，在动力汽车的发展下动力电池因此受益。,动力电池,动力电池是高技术、高管理含量的系统工程中国是全球小型二次电池的最大生产国之一，具备小型镍氢/镍镉电池、锂离子电池等产业的技术实力、生产成本和产能规模。然而，从技术实现层次，从小型二次电池向动力电池的技术升级，绝非简单“加法”可以轻易实现。国内传统电池粗犷型生产模式已难以满足需要，这也是制约国内企业技术升级的关键所在。,动力电池系统的重点和难点
7、之一是电池管理系（BMS），这是动力电池的神经网络与控制中枢，负责实时监测反馈电池容量、温度状态，保证单体电池协同稳定工作，保证电池均匀充放电，保证电池组的安全性和使用寿命。动力电池的高要求体现在一致性要求：材料一致性、产品一致性。小型电池中单体差异并无大碍；而在经过串并联的电池组中，单体的细微差异成为整个系统的软肋，从而严重影响整体的性能和使用寿命，甚至成为安全隐患。,动力电池,镍氢电池优点：充电快速、使用寿命长、安全性好、成本低缺点：能量密度只有锂电池的一半，在同样续航能力情况下，体积是锂电池的两倍；记忆效应大，寿命短,锂电池优点：能量密度大、基本无记忆效应缺点：成本高、安全性能差,动力电
8、池,工信部新能源汽车生产企业及产品准入管理规则（2010年12月31日）,成熟期产品与常规汽车产品适用同样管理方式；发展期产品允许进行批量生产，只能在批准的区域下销售；起步期产品只能进行小批量生产，且只能进行示范运行。,动力电池,国际新上市的新能源汽车基本以锂电池技术为主,镍氢混合动力汽车销量,镍氢2012年，占比80%，达8万辆,锂电2012年，占比20%，达2万辆,至少五年,镍氢电池,镍氢电池,镍矿资源比较丰富，电池仅占镍消费的5%；氢氧化镍受镍价波动影响较大，作为下游加工的氢氧化镍盈利能力仅7%15%之间；稀土类公司国内稀土资源分散，小稀土企业众多，提价能力有限镍氢动力电池供需缺口大，目
9、前全国产能仅为5000万Ah，规划2011年动力电池产能扩到10亿Ah，按比较保守50%计算，届时镍氢动力电池产能要达到5亿Ah，上升空间巨大。,镍氢电池,镍氢电池,国外高性能材料质量有显著优势，如贮氢合金配方，性能参数优于国内企业；电池组的一致性、稳定性好；自动化设备，电池组高度产业化；电池管理系统好国内国内主要企业已掌握镍氢动力电池技术，产品性能不及国外厂商，具备产业化条件,锂离子电池,锂离子电池,锂电池,全球动力锂电池主要供应商,电解液六氟磷酸锂（LiPF6）,目前国内电池生产商电解液配套已基本实现国产化，只有少部分使用进口电解液。国内定位高端的厂商主要有国泰荣华、珠海赛纬电子、天津金牛
10、、东莞杉杉等等，可满足我国锂离子电池生产的需要，并有部分出口。,电解液六氟磷酸锂（LiPF6）,核心材料LiPF6亟待突破电解液主要原材料为六氟磷酸锂（LiPF6），占成本50%左右，售价约40万元/吨，毛利率约60%。由于生产技术难度非常高，目前被关东电化学工业、SUTERAKEMIFA、森田化学等几家日本企业垄断。其中，关东电化学工业每年生产LiPF6达到 950 吨（主要用于宇部），SUTERAKEMIFA 年产800 吨（主要用于ECOPRO），森田化学年产960 吨（主要用于三菱），该公司在江苏扬子江化工园有年产600 吨的生产线，其中300 多吨供给森田。,LiPF6主要生产企业,
11、国内电解液生产厂家所用LiPF6 基本都从日本企业采购，只有天津金牛拥有80吨产能，全部自用。其他厂商如金光高科、天津化工设计研究院、山东肥城兴泰化工厂也有较少产能。亚源高新（江苏国泰持股71.5%），在试做300 吨LiPF6，河南多氟多化工也开始试制LiPF6。如试做成功，将打破日本垄断，产业链延伸带来盈利能力进一步提升。,电池隔膜,隔膜的重要功能是隔离正负极并阻止电子穿过，同时能够允许离子通过，从而完成在充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放电容量、循环使用寿命以及安全性能。隔膜越薄，孔隙率越高，电池内阻越小，高倍率放电性能越好，性能优异的隔膜对提
12、高电池的综合性能具有重要的作用。锂离子电池隔膜的要求包括：（1）具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离；（2）有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子电导率，对锂离子有很好的透过性；（3）耐电解液腐蚀，电化学稳定性好；（4）对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力；（5）具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等，但厚度尽可能小；（6）空间稳定性和平整性好；（7）热稳定性和自动关断保护性能好。,电池隔膜,电池隔膜,我国2007 年进口隔膜约6080 万平米，进口额约1.8 亿美元。目前国内10亿只数码电子产品，约需要隔膜5000 万平米到1 亿平米。我国高品质隔膜尚待突破 目前国内佛塑金
13、辉高科、东莞星源科技、河南新乡格瑞恩、中科来方等厂商已可提供小型锂电池用隔膜，价格只有进口隔膜的1/31/2，但国产隔膜的厚度、强度、孔吸率不能得到整体兼顾，且量产批次均匀性、稳定性较差。金辉高科：佛塑股份与比亚迪的合资公司，生产常规锂电池用离子渗析微孔薄膜，是国内隔膜技术最为领先的厂商，08年薄膜业务贡献净利润3435万元，单项业务ROE达59%。目前来看，所产隔膜用于动力电池较少。金辉高科是国家863新能源汽车项目的承担单位之一，主要任务是到2010年，把手机电池隔膜升级为汽车电池隔膜。,磷酸铁锂,磷酸铁锂（LiFePO4）在安全性和成本方面具有先天优势，但致命弱点是“导电性”不好，目前解
14、决这一问题的主流技术包括：1）用导电碳包覆颗粒；2）用金属氧化物包覆颗粒；3）以纳米制程让颗粒微粒化。A123 的技术属于第三者,磷酸铁锂,假设：1、2012年电动汽车占新能源汽车的比例将达到10%以上，其中镍氢动力汽车占80%，即8万辆；锂电池动力汽车占20%，即2万辆；2、混合动力车以不插电的普通HEV为主。,磷酸铁锂,磷酸铁锂,磷酸铁锂,投资要点,中短期内看好六氟磷酸锂国产化。中短期内，我国镍氢动力电池占据动力汽车领域主导地位，由动力汽车热潮带来的动力锂电池需求量上升有限；锂电池用量远大于镍氢电池，上游六氟磷酸锂的需求有保证，看好突破技术瓶颈自行生产以替代进口品的公司，国泰亚源和河南多氟
15、多化工长期中看好动力锂电池用高品质隔膜国产化。我国目前可生产小型锂电池隔膜，尚未掌握动力电池高品质隔膜技术，所用产品依赖进口，看好突破技术瓶颈自行生产替代进口的公司，金辉科技长期中看好正极材料磷酸铁锂。由于磷酸铁锂的优越性能，长期中将逐渐替代镍氢电池成为主要的动力电池,电动自行车,我国电动自行车近年来产量逐年上升，2007年达到2200万辆。电动自行车，与汽车相比，购买和使用费用低；与自行车相比，省力省时，预期在我国会逐渐替代自行车，市场空间广阔。,电动自行车发展趋势：“锂”性之路,铅酸电池：主要优势在于价格，缺陷：体积大，污染严重（废电池酸液中含有大量的铅，随意排放不但严重污染土壤和水源，对
16、空气、生态平衡造成破坏，还会引发人体代谢、生殖及神经等方面的疾病），需要每年更换（电池寿命短）。锂电：轻巧，同等容量下重量是铅酸的1/3到1/4，电池寿命长；价格较高，市场售价在3000元左右，且快速启动性能不及铅酸电池。考虑到环境污染以及锂电池量产后价格的下降2005年，电动自行车市场铅酸电池占90%，镍氢和锂电占10%；至2008年，铅酸电池市场份额下降到70%，镍氢和锂电上升到30%。长期中，铅酸份额将会逐步下降。根据镍氢和锂电前述性能比较，锂电池更适合作为动力来源，预期成本较低的磷酸铁锂在长期中会逐渐占据电动自行车市场。整个重量在40kg以下时速在20公里之下假如这标准出台，无疑是对铅
17、酸蓄电池是“重锤击顶”，现单只12V10Ah铅酸电池约4.2kg，一组电池36V为12.6kg、48V为16.8kg，电动自行车的超重问题不容回避，迫使生产电动自行车的企业寻求更轻的电池配套 超重超速,电动自行车,铅酸电池：主要优势在于价格，缺陷：体积大，污染严重（废电池酸液中含有大量的铅，随意排放不但严重污染土壤和水源，对空气、生态平衡造成破坏，还会引发人体代谢、生殖及神经等方面的疾病），需要每年更换（电池寿命短）。锂电：轻巧，同等容量下重量是铅酸的1/3到1/4，电池寿命长；价格较高，市场售价在3000元左右，且快速启动性能不及铅酸电池。考虑到环境污染以及锂电池量产后价格的下降2005年，电动自行车市场铅酸电池占90%，镍氢和锂电占10%；至2008年，铅酸电池市场份额下降到70%，镍氢和锂电上升到30%。长期中，铅酸份额将会逐步下降。根据镍氢和锂电前述性能比较，锂电池更适合作为动力来源，预期成本较低的磷酸铁锂在长期中会逐渐占据电动自行车市场。整个重量在40kg以下时速在20公里之下假如这标准出台，无疑是对铅酸蓄电池是“重锤击顶”，现单只12V10Ah铅酸电池约4.2kg，一组电池36V为12.6kg、48V为16.8kg，电动自行车的超重问题不容回避，迫使生产电动自行车的企业寻求更轻的电池配套 超重超速,
