动力电池行业行业深度研究：从特斯拉的选择看电动车产业链技术发展趋势-160621_116页_7mb

动力电池行业2016年日常报告总结

核心内容概述

本报告分析了动力电池行业的技术发展趋势及产业链各环节的市场格局，重点关注了锂、钴、镍、锰等基础原材料的供需变化，并探讨了特斯拉对行业的引领作用。同时，报告还涉及电池管理系统（BMS）、电机、IGBT、充电技术、电池梯次利用等关键领域，提出了投资建议与风险提示。

主要观点与关键信息

1. 行业趋势与投资建议

• 行业评级：维持“买入”评级，长期竞争力高于行业均值。
• 投资组合：推荐关注天齐锂业、赣锋锂业、杉杉股份、当升科技、沧州明珠、多氟多、天赐材料、国轩高科、南都电源、智慧能源、方正电机、九洲电气、中恒电气等企业。
• 技术趋势：特斯拉引领电池材料技术方向，包括高性能三元、硅碳负极、湿法隔膜等，推动行业向高镍低钴化发展。

2. 锂产业链

• 锂资源分布：全球锂资源主要分布于南美、中国和美国，其中76%来自盐湖，24%来自矿石。
• 锂盐需求结构：三元正极材料带动氢氧化锂需求增长，预计2018年需求量达6.3万吨，占正极材料总需求近三分之一。
• 氢氧化锂成本：国内氢氧化锂成本约为2.1万元每吨，是国外盐湖提锂成本的1.5倍。

3. 钴产业链

• 钴资源分布：全球钴资源主要集中在刚果（金），占全球产量的51%。
• 钴矿供应：全球钴矿产量集中于嘉能可、自由港、淡水河谷和欧亚资源等四大矿业集团。
• 钴需求：动力电池需求是主要驱动力，预计2018年需求量为7067吨。
• 供需平衡：2016年预计钴矿供应小幅过剩，2017年可能出现价格拐点。

4. 镍产业链

• 镍资源分布：中国镍资源稀缺，主要依赖进口。
• 镍需求：动力电池需求拉动有限，但受不锈钢产量下滑影响，镍消费减少。
• 供需预测：2018年预计动力电池消耗镍23785吨，全球镍产能过剩仍将持续。

5. 锰产业链

• 锰资源分布：全球锰资源主要集中在南非、乌克兰、澳大利亚，中国储量为4400万吨。
• 锰需求：九成用于钢铁领域，预计2018年消耗锰7061吨。
• 供需预测：2016年预计锰矿供应小幅过剩，2018年预计仍维持低位。

6. 动力电池技术与市场

• 电池类型：圆柱电芯技术最成熟，一致性好；方形及软包电池逐步批量化，成本下降迅速。
• BMS技术：BMS作为新能源汽车核心部件，技术壁垒高，增长具有持续性。
• 电机与IGBT：永磁同步电机是未来主流，但特斯拉仍采用异步电机；IGBT在新能源汽车中应用广泛，国内依赖进口。

7. 充电与无线充电

• 特斯拉超级充电站：布局有助于车辆销售，但需大量资金投入。
• 无线充电：随着标准出台，有望迎来快速发展，改善充电体验。

8. 电池梯次利用

• 政策环境：逐步形成，商业化探索以车企为主导。
• 技术挑战：锂电池拆解及原材料回收尚无成熟技术。

行业技术发展趋势

• 电池材料：三元材料成为正极材料发展方向，高镍低钴化趋势明显；硅碳负极技术有望在Model 3中应用，提升能量密度。
• 电芯封装：圆柱电芯一致性好，方形和软包电池逐步实现批量化生产。
• BMS：电量估算、均衡控制、热管理是三大核心技术，对电动车性能至关重要。
• 电机与IGBT：永磁同步电机综合性能最优，但特斯拉坚持异步电机；IGBT国产化进程加快，但目前仍依赖进口。
• 充电技术：无线充电技术有望成为未来趋势，提升用户接受度。

风险提示

• 产业链产能扩张过快：可能导致阶段性供需失衡，影响价格稳定性。

图表目录（关键图表）

• 图表1：锂产业链概述
• 图表2：矿产分布于南美、中国、美国等
• 图表3：产能分布于澳大利亚和智利
• 图表4：五大企业占75%市场
• 图表5：锂产品主要用于电池和陶瓷、玻璃
• 图表6：正极材料对锂源的要求
• 图表7：正极材料需求构成
• 图表8：氢氧化锂需求预测
• 图表9：氢氧化锂价格趋势
• 图表10：碳酸锂与氢氧化锂合成工艺与成本对比
• 图表11：特斯拉与锂矿企业的远期采购合同情况
• 图表12：中国新能源汽车产量预测
• 图表13：动力电池需求量预测
• 图表14：三元材料向高镍方向发展
• 图表15：2018年动力电池预计消耗金属镍、钴、锰
• 图表16：钴产业链概述
• 图表17：矿山钴来源占比
• 图表18：全球钴储量分布
• 图表19：矿山钴产出来源
• 图表20：刚果（金）占全球产量的51%
• 图表21：2014年全球主要矿山产量占比
• 图表22：铜价腰斩
• 图表23：镍价腰斩
• 图表24：全球钴产量增速接近停滞
• 图表25：未来三年钴矿山增产有限
• 图表26：2016年钴矿减产情况
• 图表27：全球需求主要集中在锂电池
• 图表28：中国需求主要集中在电池材料
• 图表29：2016-2018年钴供给增长预测
• 图表30：2016年预计钴矿供应小幅过剩
• 图表31：金属钴价格走势
• 图表32：锰金属产业链
• 图表33：锰的储量分布
• 图表34：锰矿产量分布
• 图表35：近年来锰矿产量持续增长
• 图表36：国内锰矿进口情况
• 图表37：全球锰需求90%用于钢铁
• 图表38：国内锰需求分布
• 图表39：锰矿需求与钢铁产量相关性高
• 图表40：钢铁产量增长趋于停滞
• 图表41：锰矿细分表观消费量
• 图表42：国内硫酸锰企业产能
• 图表43：金属锰价格下行
• 图表44：镍全产业链
• 图表45：中国镍资源稀缺
• 图表46：中国镍生铁产量占比提升
• 图表47：全球精炼镍产量减少
• 图表48：中国电解镍减产
• 图表49：中国镍生铁产量趋势性下滑
• 图表50：印尼禁矿后镍矿产量下滑
• 图表51：全球镍库存增至历史高位
• 图表52：不锈钢消耗镍82%
• 图表53：镍终端消费集中在耐用品、机械加工、交通
• 图表54：全球不锈钢产量增长停滞
• 图表55：中国不锈钢产量增长
• 图表56：特种钢产量持续下滑
• 图表57：300系不锈钢产量大幅下滑
• 图表58：供需结构改善，预计2016年过剩量减少至4万吨
• 图表59：镍板价格继续走低
• 图表60：我国新能源动力电池技术指标发展路径
• 图表61：电动汽车及其电池发展方向
• 图表62：不同电动汽车所使用的动力电池性能
• 图表63：不同动力电池性能比较
• 图表64：锂离子电池内部结构
• 图表65：尖晶石结构LiMn₂O₄
• 图表66：橄榄石结构LiFePO₄中锂离子迁移路径
• 图表67：层状三价锰酸锂LiMnO₂结构
• 图表68：不同正极材料性能比较
• 图表69：不同正极材料的工作电压与容量
• 图表70：不同正极材料成本与能量密度比较
• 图表71：磷酸铁锂正极材料工作原理
• 图表72：磷酸铁锂正极材料优缺点及解决途径
• 图表73：LFP产业化生产技术路线
• 图表74：磷酸铁锂正极材料
• 图表75：三元材料中各元素作用
• 图表76：三元材料相图
• 图表77：松下三元锂电池
• 图表78：富锂锰基材料充放电曲线
• 图表79：富锂锰基材料循环曲线
• 图表80：磷酸铁锂充放电曲线
• 图表81：NCM333充放电曲线
• 图表82：磷酸铁锂 vs 三元电池1C常温循环
• 图表83：动力锂电正极路线
• 图表84：主流正极材料性能比较
• 图表85：特斯拉Model 3采用20700电池
• 图表86：特斯拉、日韩系及比亚迪主流正极材料路线
• 图表87：市场主流电动车性能比较
• 图表88：主流车企及车型正极材料
• 图表89：主流电池企业正极材料
• 图表90：全球正极材料厂商分三个梯队
• 图表91：2015年全球正极材料市场份额
• 图表92：主要正极生产商产能投放时间
• 图表93：国内主要正极材料厂商产能
• 图表94：正极材料主要A股上市公司
• 图表95：正极材料价格走势及预测
• 图表96：新能源汽车月产量及同比增长
• 图表97：负极材料分类
• 图表98：目前负极材料以碳基材料为主
• 图表99：传统与新型负极材料性能比较
• 图表100：负极材料储锂容量与电压范围
• 图表101：硅薄膜材料电池倍率性能
• 图表102：不同负极材料能量密度及特性
• 图表103：松下18650电池
• 图表104：硅负极对电池能量密度的提升
• 图表105：硅颗粒易粉化，循环性能差
• 图表106：硅材料活性物质与导电粘结剂接触差
• 图表107：通过碳包覆约束硅体积变化
• 图表108：核-壳结构突破量产障碍
• 图表109：国内外硅碳负极厂商产能统计
• 图表110：普通功率石墨电极出厂价
• 图表111：2015年全球负极材料市场份额
• 图表112：国内负极材料厂商及其产能
• 图表113：锂电池成本结构
• 图表114：电解液成本结构
• 图表115：全球电解液销量结构
• 图表116：2013-2020年全球电解液需求
• 图表117：国内电解液厂商产能结构
• 图表118：2016-2020年我国电解液需求预测
• 图表119：电解液价格走势预测
• 图表120：电解液成分
• 图表121：中日六氟磷酸锂技术指标
• 图表122：六氟磷酸锂全球主要产出企业
• 图表123：国内电解液企业高端客户
• 图表124：国内六氟磷酸锂需求
• 图表125：六氟磷酸锂成本拆分
• 图表126：六氟磷酸锂价格走势预测
• 图表127：锂电池结构示意图
• 图表128：隔膜工作示意图
• 图表129：锂电池隔膜结构
• 图表130：干法工艺流程
• 图表131：全球天然橡胶消费量占比
• 图表132：全球天然橡胶分国家消费量
• 图表133：干法工艺流程
• 图表134：干法与湿法工艺对比
• 图表135：2009-2017年全球锂电池隔膜产值
• 图表136：我国隔膜产值情况
• 图表137：我国隔膜供需情况
• 图表138：主要隔膜企业产量占有率
• 图表139：主要隔膜企业高端电池厂商认证
• 图表140：我国隔膜价格
• 图表141：东南亚各国天胶开割与停割时间
• 图表142：三种电芯代表应用车型及其电池供应商
• 图表143：国际纯电动车电池供应商配套车型及电池类型
• 图表144：国际插电混动车电池供应商配套车型及电池类型
• 图表145：方形电池多种型号
• 图表146：软包/方形电池卷芯设计
• 图表147：锂电池制造过程示意图
• 图表148：正负极材料/添加剂自动受料及称量系统
• 图表149：混料系统（400L）
• 图表150：涂布设备示意图
• 图表151：双面涂布区域相对位置设计
• 图表152：辊压设备
• 图表153：分切设备
• 图表154：圆柱型锂电组装工序示意图
• 图表155：方形电池焊接工序
• 图表156：国际动力电池产业链
• 图表157：国际电池厂商动力电池销量
• 图表158：国内主要动力电池电芯厂商信息
• 图表159：国内电池厂商产能情况
• 图表160：BMS的9大作用
• 图表161：BMS主要任务及输入输出
• 图表162：电动车能量传递路线及混动BMS设计
• 图表163：BMS结构
• 图表164：2015年动力电池分布
• 图表165：插电式混合动力客车系统方案
• 图表166：BMS软件架构
• 图表167：国内主要BMS厂家SOC精度及专利数量
• 图表168：电池均衡技术分类
• 图表169：特斯拉集成式整车热管理系统
• 图表170：Model S中的冷却液泵
• 图表171：BTMS传热冷却方式比较
• 图表172：风冷/液冷电池通道比较
• 图表173：Roadster的电池热管理系统
• 图表174：Model S的热管理系统
• 图表175：Model S电池模块冷却系统
• 图表176：Model S冷却液管道设计
• 图表177：Model S冷却液管道壁面设计
• 图表178：GM Volt热管理系统
• 图表179：主要电机产品分类
• 图表180：永磁同步电机
• 图表181：交流异步电机
• 图表182：典型电动机性能特性
• 图表183：主流新能源汽车电机配套情况
• 图表184：国内电机主要供应商
• 图表185：汽车IGBT模块
• 图表186：IGBT模块构架示意图
• 图表187：IGBT应用领域
• 图表188：混合动力汽车电气系统
• 图表189：DM电气系统示意图
• 图表190：IGBT在电动汽车中的应用
• 图表191：电控系统原理图
• 图表192：2014-2020年全球IGBT规模
• 图表193：IGBT各应用领域市场预测
• 图表194：2008-2014年中国IGBT市场规模
• 图表195：2015-2020年中国IGBT市场规模
• 图表196：2014年中国IGBT行业竞争格局
• 图表197：中国IGBT企业分布图
• 图表198：特斯拉超级充电站
• 图表199：充电效率比较
• 图表200：充电效率图
• 图表201：2015年各地区超级充电站数量
• 图表202：超级充电站需求度调查（美国）
• 图表203：北美2015年超级充电站分布
• 图表204：北美2016年超级充电站分布
• 图表205：欧洲2015年超级充电站分布
• 图表206：欧洲2016年超级充电站分布
• 图表207：亚太2015年超级充电站分布
• 图表208：亚太2016年超级充电站分布
• 图表209：充电桩功能
• 图表210：特斯拉超级充电站换电示意图
• 图表211：特斯拉推出无线充电装置
• 图表212：特斯拉无线充电装置安装说明
• 图表213：四种无线充电原理
• 图表214：四种无线充电技术对比
• 图表215：电动汽车无线充电原理
• 图表216：无线充电的优势
• 图表217：签署新协议的汽车制造商及供应商
• 图表218：无线充电装置市场规模预测
• 图表219：英国计划推出动态无线充电系统
• 图表220：中国新能源汽车产量预测
• 图表221：中兴通讯无线充电系统组成
• 图表222：动力电池处理与梯次利用领域
• 图表223：Umicore电池回收系统
• 图表224：电池梯次利用各个环节所需技术
• 图表225：电池梯次利用代表性项目
• 图表226：我国关于电池梯次回收的主要政策
• 图表227：特斯拉产业链相关公司列表

总结

本报告系统分析了动力电池行业在2016年的市场表现和技术趋势，指出锂价长期维持高位，钴、锰、镍的供需结构受到政策和市场的影响。特斯拉作为行业引领者，其采用的NCA三元电池、硅碳负极等技术对行业产生了深远影响。报告强调了BMS、电机、IGBT等关键部件的重要性，并指出无线充电技术及电池梯次利用将成为未来发展的重点方向。同时，报告也提醒了产业链扩张过快可能带来的风险。