一、全球鋰離子電池市場現(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，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)寬和市場需求的持續(xù)放量，全球鋰電行業(yè)在過去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，占比將超過50%以上，成為市場最大的亮點(diǎn)。

2017年全球新能源汽車銷量約為140萬輛，我國新能源汽車銷量約為77.7萬輛，占比超過50%(見圖2)。2018年前6個(gè)月，我國新能源汽車產(chǎn)/銷分別完成41.3萬輛和41.2萬輛，比2017年同期分別上升94.9%和111.5%，預(yù)計(jì)全年可以完成100萬輛目標(biāo)。2018年全球預(yù)計(jì)銷售新能源汽車超過180萬輛，我國市場占比55%。預(yù)計(jì)到2020年全球新能源汽車銷量有望達(dá)到350萬輛，我國成為全球最大的新能源汽車生產(chǎn)基地和銷售市場。

我國為了鼓勵(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，我國政府審時(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，新能源積分已經(jīng)開始發(fā)揮用途。從直接補(bǔ)貼到雙積分政策的轉(zhuǎn)變，標(biāo)志著我國政府對(duì)新能源汽車的態(tài)度從鼓勵(lì)向強(qiáng)制過渡，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)市場化程度更高的乘用車發(fā)展將會(huì)更為迅猛。由于我國是新能源汽車重要的生產(chǎn)地和銷售市場，我國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)工具市場普遍分布在歐美日發(fā)達(dá)國家，全球最大的電動(dòng)工具生產(chǎn)商重要是美國的史丹利百得(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)市場獲得了健康的良性循環(huán)。

由于航模、無人機(jī)、玩具、智能穿戴等新興市場的不斷擴(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)工具市場的不斷擴(kuò)大，新興倍率市場的不斷出現(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，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、鋰電正極材料市場現(xiàn)狀

全球鋰離子電池市場由于應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)寬，市場處于成長期，過去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25%。預(yù)計(jì)2018年全球鋰電正極材料出貨量約為36萬t，其中鈷酸鋰7萬t，多元材料22萬t。

從市場趨勢(shì)來看，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)能市場處于發(fā)展的初級(jí)階段，基數(shù)較小，且上升以國際儲(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)量超過萬噸的材料公司約有10家，除日、韓各2家外其余都是我國公司。

由于日、韓鋰電巨頭對(duì)成本的追求日益嚴(yán)苛，他們開始在我國正極材料供應(yīng)商中篩選性價(jià)比優(yōu)秀者。我國政府也對(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。

受到我國新能源汽車動(dòng)力鋰電需求的直接刺激，國內(nèi)外正極材料公司爭相公布新的產(chǎn)量擴(kuò)充計(jì)劃，國際大型廠商中優(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)超過需求的產(chǎn)量擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃將加劇行業(yè)洗牌，無技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場渠道的材料廠商將不得不退出動(dòng)力鋰電市場競爭。

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說安全性較差。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看，里程焦慮問題不可回避。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提升鈷酸鋰離子電池的工作電壓來實(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。

近兩年來鈷價(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，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。從循環(huán)壽命和未來成本的降低空間看，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。