全面解析｜锂电行业研究

3.消费电池

3.1消费电池发展情况

由于消费电子产品的内部空间有限，要求在有限的空间内尽量提升电池容量，所以电池的体积能量密度至关重要。能量密度由正负极材料决定，传统的铅酸蓄电池其体积能量密度最大也只能达到  150Wh/L，而磷酸铁的能量密度达到了300Wh/L左右的水平，广泛用于消费电子的钴酸锂的能量密度则进一步提升到的能量密度则进一步提升到600Wh/L以上，三元材料方面，由于其放电平台的电压下降较快，易低于手机截止电压  3.4V，所以一般用于新能源汽车，在消费电子领域仅在平板上有所应用。

3.2消费电池市场情况

消费锂电方面，2011-2014年，得益于智能终端的普及，消费锂电三年间的复合增长率达到26.00%。2015年之后，智能手机逐步进入存量替换时代，消费锂电市场的增速也开始放缓。我国是  3C  产品生产大国，过去几年受益于国内及海外市场需求的快速增长，出口与内销增速保持强劲，但是，随着3C电子产品的普及，市场已趋于成熟，市场新增量逐渐趋缓。

3.3消费电池发展趋势

1)更安全：2016年9月，三星GN7系列手机电池爆炸事件引起消费锂电池安全性讨论，所以，保证消费电池使用过程中的安全性，将成为消费电池未来发展的重要任务，而非一味提高续航能力。

2)大容量：在过去的几年内随着2G到4G的演变，智能机分辨率的不断提升，续航能力的问题也越发凸显。由于消费电池材料没有突破性进展，所以续航问题改善幅度有限。

3)新消费锂电：随着消费电子，尤其是无人机、可穿戴设备的推陈出新，新消费锂电需求随之增长。

4.电池回收

4.1电池回收发展情况

随着使用时间的增长，锂电池的容量、放电效率以及安全性等各方面性能均会出现明显下滑。对于已经不能满足当前应用需求的锂电池，回收可以有效发挥其“ 剩余价值  ”：对于应用于消费类场景的钴酸锂、三元材料锂电池，可以回收其中的锂、钴等金属元素及外壳;而对于结构和组分更加复杂的动力电池，则有梯次利用和原料回收两种模式：(1)容量无法满足新能源汽车要求，但循环寿命较长的动力电池，可通过梯次利用的模式用于储能领域;(2)对于循环寿命显著下降的电池，可提取其中的金属氧化物、有机电解液、塑料外壳等再生资源。

梯次利用是适用于废旧动力电池的一种高效节能的回收方式，通过延长利动力电池使用年限的方式实现经济性目标  。一般而言，当新能源汽车搭载的动力电池容量衰减至80%左右时，动力电池将被淘汰，但此时的动力电池仍然能用于储能设备，投放到商业住宅储能站、电动汽车充电储能站以及电信基站等场所。

资源回收可以有效收回锂电池成本，具有较强的经济性。通过原料回收，镍、钴、锰等金属元素可实现95%以上的回收率，而锂元素的回收率也在70%以上，经济效益显著。经由资源化回收，可以生产出镍、钴、锰及锂盐，甚至进一步产三元正极材料及前驱体，直接用于锂电池电芯制造，具有构建产业链闭环的重大意义。

4.2电池回收市场情况

在国家能源战略的指导规划下，2017年10月，国家发改委、财务部、科技部、工业和信息化部和国家能源局联合发布《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》，是我国出台的首个专门针对储能行业的政策文件。《意见》明确了储能在我国能源产业中的战略定位，并提出建立补偿机制，引导社会投资，推进市场改革;预计储能行业将在近年迎来政策支持高峰有望推动储能技术与相关产业加速发展。

伴随着动力电池技术的不断进步，整个产业链进入高速发展期;2013-2017年，新能源汽车的年销量由1.76万辆剧增至  77.7万辆。受到新能源汽车需求爆发的直接拉动，2014年以来动力电池出货量也呈现同步高速增长态势。业内预计2018年动力电池回收市场将迎来爆发，市场规模可达50亿元，到2023年动力电池回收市场规模将进一步发展至300亿元以上规模。

4.3电池回收发展趋势

1)磷酸铁锂-先发优势：磷酸铁锂电池是国内较早应用于新能源汽车的主要动力电池类型之一，因此也是率先退役的一批动力电池。宁德时代曾分别在  25℃、45℃、60℃的温度下进行实验，测试退役动力电池的使用寿命。综合考虑储能设备的使用条件，退役后的动力电池可继续作为储能电池使用至少五年。因此磷酸铁锂电池适用于梯次利用，可充分发挥其剩余价值，降低储能系统的建设成本。

2)三元电池的资源化回收综合效益高：相较于磷酸铁锂，三元材料电池寿命较短，且安全性存在一定风险，不适宜用于储能电站、通信基站后备电源等应用环境复杂的梯次利用领域。但三元正极材料因其成分和易还原性而具备很高的资源化回收价值  ：三元材料中主要金属镍、钴、锰的含量分别占12%、3%及5%金属总含量高达47%，含有高价金属元素，更具有直接资源化回收的价值具有较高的回收再利用价值。

4.4电池回收企业布局情况

在政策及市场的推动下，国内主要动力电池厂商及整车厂商纷纷涉足在动力电池回收领域  ，积极推动以生产者为主导锂电回收网络的构建和运维。诸如比亚迪、宁德时代、国轩高科等行业领先企业，已在动力电池回收领域较早布局，以其在储能、动力电池等应用场景的梯次利用为主的方式实现回收价值。

以专业第三方电池回收企业为主体的回收模式要求企业自建回收网络和物流渠道，将废旧动力电池统一收集到第三方处理中心进行集中处理。国内专业第三方电池回收企业有较多是从镍氢、镍铬等传统电池回收行业，以及相关的废弃资源综合再利用行业切入锂电回收领域，并已经在商业模式类似的消费类锂电池回收领域积累了一定的运营经验;以格林美、邦普集团等国内领先回收企业已经深耕锂电池回收领域多年，在行业中有较高的影响力和知名度;他们也已积累了较为成熟的回收技术，且具备危废处理资质，并在动力电池回收网络和处理技术方面率先布局，占据先发优势。

由于目前电池回收行业正处于发展前期，行业本身尚未产生激烈的竞争情况，但是，2017年5月，国家发布《车用动力电池回收利用拆解规范》，对动力电池的回收资质提出一些具体要求。未来随着相关政策的逐步落地，预期危险废物经营许可等电池回收相关资质将成为专业化处理企业的重要资产与竞争壁垒，目前已积极开展回收业务的企业未来极有可能提前拥有先发优势和资质优势，对后进企业设立较高的技术和资质壁垒，从而抢占市场份额。

第四章 锂电行业存在的问题与风险分析

一、专利技术问题

1.三元材料专利申请总体情况

三元材料全球申请量前十的申请人中有  7位为国外申请人。其中日本占据五席，丰田申请量位列第一，这与丰田在动力汽车上的投入有关;韩国占据两席，分别为LG和三星。值得一提的是，国内申请人中江苏科捷以23件位列第四，且在国内申请人排名中位列第一。国内锂电巨头比亚迪在国内申请人中排第2，申请量并不多，与其目前主要采用磷酸铁锂系动力电池有关，但比亚迪的三元材料也即将投入生产，三元材料的申请预计会逐渐增加。国内重要申请人中，高校院所江南大学、中南大学在三元材料上也具有一定的申请量。总体来看，国内三元材料申请比较分散，行业集中度差，并没有得到足够的发展，尤其是国内锂电龙头企业涉足较少，整体研究氛围不强，需要引起国内申请人的重视。

2.三元材料核心技术情况

纵观三元材料技术发展路线可知，三元材料的基础专利技术仍掌握在国外申请人手中。其中，美国3M公司、美国阿贡国家实验室(ANL)，作为国际顶尖的电池材料企业，基础研发实力雄厚，拥有目前国际市场三元材料最核心专利技术。包括  LG、SK 等国际锂电企业都开始从 3M 手中获取该核心专利的授权。

目前国内取得3M公司授权的公司主要有：湖南瑞翔、当升科技、北大先行、中信国安盟固利、厦门钨业以及常州博杰新能源。

目前国内取得ANL公司授权的公司仅有北大先行和湖南瑞翔。

可见国内三元材料生产企业出海还是面临较为严峻的专利技术门槛。针对上述现状，国内企业一方面应该继续加强研发投入，增强自身核心竞争力，另一方面国内申请人应当积极组件自己的专利团队，提升专利撰写水平，并积极进行专利布局，尤其是海外专利布局，为今后在国际市场上的发展打好基础。

二、锂电技术发展趋势问题

1.充电锂电池OR燃料电池

目前大部分专家倾向于充电锂电池，首先是动力锂电池技术目前较为成熟可靠，大规模应用较为安全，其次是因为电网是现成的，只需要建设一定数量的充电站，而且效率高，充电过程也令人觉得更可靠。而氢燃料电池的大部分基础设施必须从头建起，通过多余风能来电解水制氢，还需要一个较为复杂的装置，包括氢燃料的储存、运输，再分配到加氢站等一系列过程。氢燃料电池车虽具有稳定、高额的补贴，但事情市场化程度仍有待考验。就目前来看，通过技术创新，锂电池能量密度依然有上升空间，且基础设施布局日趋完善，所以相当一段时间内，锂电池依然是较好的新能源解决方案。

2.其他新兴技术对锂电池的替代风险

当前，锂硫电池、锂空气电池、铝-石墨双离子电池、锂陶瓷电池、新型锂氧电池等新型电池技术大多处于实验室研究阶段，按照技术成果产业化进程，要大规模应用推广至少需要10年以上时间。至于超级电容器、氢燃料电池和锌、锂金属燃料电池等，虽已经开始小规模的技术，但价格极高，配套设施极不完善，安全性也有待考验，市场接受需要相当一段时间。

而在其此期间，石墨烯、纳米材料等先进材料制备技术不断完善，与锂离子电池研发加速融合，锂离子电池产业创新速度加快，各种产品相继问世并投放市场，各类新技术持续进步，包括硅碳复合材料、固态电解质等在内的新型材料有望在锂离子电池上面广泛应用，在可穿戴设备、特殊环境等特定应用领域将有可能出现新的颠覆性锂离子电池产品。锂离子电池依然拥有巨大的成长空间和市场空间，所以一段时间内，锂离子电池仍然是理想的新能源解决方案。

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