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第一篇：《储能板块卷土重来，赛道持续或超5年，市场空间超乎想象！》

锂离子电池：锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。

在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌；充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

锂离子电池的电芯主要由正极、负极、电解液和隔膜四大关键材料组成，正极材料在电芯成本中的占比为30%以上；

锂离子电池作为一种二次清洁，且可再生能源，其具有工作电压高，质量轻,能量密度大等优点。

在3C消费类、新能源汽车、储能领域得到了广泛的应用。

后来为了区分应用，锂离子电池按场景分为消费、动力和储能三种。

动力锂离子电池是主要用于电动汽车、电动自行车以及其它电动工具领域的锂离子电池。

在锂电池制造产业链中，电池包的制造核心部分就是电芯，电芯。

封装后再集成线束和PVC膜构成电池模组，再加入线束连接器、BMS电路板构成动力电池成品。

其中，锂电池电解液是锂离子电池中是作为带动锂离子流动的载体。

锂离子电池的工作原理也就是其充放电的过程，就是锂离子在正负极之间的穿梭，而电解液正是锂离子流动的介质。

而隔膜的主要作用是把电池的正负极分隔开，防止两极接触而短路，此外还有使电解质离子通过的功能。

01 锂离子产业链结构

锂离子电池产业链上游主要为锂电池四大关键原料及导电剂、分散剂、粘结剂、铜箔/铝箔等辅材；

中游为锂电芯的封装、组装等加工制造，下游为锂电池的应用及回收利用。

02 产业链上游

锂离子电池产业链的上游主要由正极、负极、电解液和隔膜四大关键材料组成，正极材料在电芯成本中的占比约为30%。

1、正极材料

当前，正极材料是锂电池的核心材料，是决定电池性能的关键因素，对产品最终的能量密度、电压、使用寿命以及安全性等有着直接影响，也是锂电池中成本最高的部分。

具体公司有当升科技、杉杉股份。

正极材料是锂电池的关键核心材料，不同正极材料差距明显，适用领域也不一样。

常见的正极材料可以分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料。

2、负极材料

锂电池负极材料由活性物质、粘结剂和添加剂制成糊状胶合剂后，涂抹在铜箔两侧，经过干燥、滚压制得。

作用是储存和释放能量，主要影响锂电池的循环性能等指标。

具体上市公司有科电气、杉杉股份等。

负极材料按照所用活性物质，可分为碳材和非碳材两大类：

碳系材料：包括石墨材料（天然石墨、人造石墨以及中间相碳位球）与其它碳系（硬碳、软碳和石墨烯）两条路线；

非碳系材料：可细分为钛基材料、硅基材料、锡基材料、氮化物和金属锂等。

负极材料虽然材料的制作方式品种繁多，但是最终占了大头的主流仍然是人造石墨。

数据显示，2020年中国人造石墨出货量约为30.7万吨，在负极材料出货总量中的占比高达84%，较2019年水平进一步提升5.5个百分点。

石墨负极最核心的问题，则是石墨负极材料能量密度的理论上限为372mAh/g，而行业头部公司的产品已可实现365mAh/g的能量密度，逼近理论极限，未来的提升空间极为有限，急需寻找下一代替代品。

新一代的负极材料中，硅基负极是热门候选者。不过与石墨负极相比，硅碳负极除了加工技术仍不成熟外，较高的成本也是障碍。

当前的硅碳负极材料市场价格超过15万元/吨，是高端人造石墨负极材料的两倍。

3、电解液

锂电池电解液是有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体，是电池中离子传输的载体,在电池正负极之间起到传导输送能量的作用。

具体上市公司有：天赐材料、新宙邦、江苏国泰等。

电解液一般由高纯度有机溶剂、电解质、添加剂等材料在一定条件下，按一定比例配制而成，溶质质、有机溶剂、添加剂分别占电解液成本的50%、30%和10%。

相较于其它三种材料，锂电池对电解液的要求最为复杂，需具备多种特性：

1) 离子电导性能好，离子迁移阻力要低；

2) 化学稳定性高，不可与电极材料、电解液、隔膜等发生有害副反应；

3) 熔点低，沸点高，在较宽的温度范围内保持液态；

4) 安全性好，制备工艺不复杂，成本低，无毒无污染。

目前，由于较好的性能与较低的成本，六氟磷酸锂（LiPF6）是主流的锂盐溶质。

新一代锂盐中，双氟磺酰亚胺锂（LiFSI），被认为有望替代六氟磷酸锂。

相较于传统锂盐，LiFSI的的热稳定性更高，而且在电导率、循环寿命、低温性能等方面均有优势。

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但受限于生产工艺与产能，LiFSI成本过高，远超六氟磷酸锂。

4、隔膜：生产技术分为干法和湿法

隔膜是锂电池四大关键材料之一,其主要作用是将锂离子电池的正、负极分隔开,只让电解质离子通过以防止两极接触而短路。

隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

大规模商品化的锂离子电池隔膜生产材料以聚烯烃为主，主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)复合材料。

聚烯烃可提供良好的机械性能、化学稳定性和高温自闭性能，是主流的锂电池隔膜品类。

当前锂电池隔膜的生产技术分为干法和湿法两大类。

干法：又称为熔融拉伸法（MSCS），可进一步细分为单向拉伸和双向拉伸两种工艺。

此技术路线的发展时间长，更加成熟，主要用于生产PP膜。

此外，双向拉伸工艺由于成品性能不佳，只用于中低端电池，已不再是主流制备工艺。

相关上市公司如星源材质。

干法工艺具有简单、成本低、环境友好的特点，但产品性能较差，更适用于小功率、低容量电池。

而在上文提到过，磷酸铁锂电池恰好存在能量密度偏低的缺陷，故采用干法工艺的隔膜多用于这一技术路线。

湿法：又称为热致相分离法（TIPS），与只对基膜进行拉伸的干法工艺不同，湿法会对基膜表面进行涂覆，以提高材料的热稳定性。

相较于干法制备产品，湿法工艺的隔膜在性能上有着比较明显的优势，其厚度更薄，拉伸强度更理想，孔隙率更高，有着更为均匀的孔径和更高的横向收缩率。

此外，湿法隔膜的穿刺强度更高，更有利于延长电池寿命，且更加适应高能量密度的锂电池发展方向，目前主要应用于三元电池。

相关上市公司有恩捷股份。

不过与干法相比，湿法工艺相对复杂、成本高、易对环境造成污染。

5、封装技术

方形电池，即方形的单体电池。

该类型电池的电芯间隙较小，内部材料更加紧密，电池在高硬度的限制下不容易膨胀，安全性比较高。

同时壳体采用了密度更小、重量更轻且强度更高的铝镁合金，进一步强化对内保护，相应的生产工艺却不复杂。

但方形电池一致性较差，且由于可以根据需求做定制化生产，市场上型号繁多，工艺不统一。

如宁德时代、比亚迪等公司均是采用该种方式。

圆形电池虽与方形电池同属硬壳封装路线，但尺寸更小，电芯一致性好，单体电芯的能量密度比较高，成组更加灵活，生产工艺成熟且成本低。

缺陷在于整体性能一般，电池包中的电芯数量比较多，重量大，圆柱此种形态对空间的利用率也不好，导致能量密度较低。

亿纬锂能、国轩高科等公司有采用该种方式封装。

软包电池的性能是三种路线中最好的，其尺寸灵活，能量密度高，重量轻。

但机械强度不高，生产工艺也更加复杂，生产成本高，性价比一般。

A股中有孚能科技、亿纬锂能、鹏辉能源等。

在方形电池前提之下，锂电池目前还衍生出来新的CPT技术，包括“刀片电池”与“CTP电池”两种新产品。

CTP（CellToPack）技术，是指电芯直接成组，跳过了电池模组这一中间环节。

这种技术一方面提升了电池包内的空间利用率，增加带电量；

另一方面又减轻了重量，整个电池组的能量密度大幅提升。

宁德时代的CTP电池，则是走将小模组整合为大模组的路线。

代表公司如宁德时代。

当前以比亚迪为代表的的刀片电池，选择的是彻底取消模组的方案。

代表公司有比亚迪。

这两种方案目前都还只处于商业化的早期，制作工艺与生产规模仍需提高，短时间内无法大规模替代传统技术。

03 主流锂电池

目前新能源汽车所使用的动力电池正极材料主要分为磷酸铁锂（LFP）与三元正极（NCM、NCA）两大类。

近年来三元材料随着工艺升级与性能提高，市场份额不断提升，2020年市占率达60%。

三元正极材料又可以根据构成元素及比例的不同分为NCA、NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等型号，数字代表不同组分占的比例。

他们的性质特点与成本也各有差异，制造工艺也略有不同，因此存在一定的差异化竞争。

其中NCM811与NCA由于镍含量较高，又被称为高镍三元材料，是未来正极材料的热点。

磷酸铁锂:材料结构稳定，热稳定性好，其循环性能和安全性优于三元材料；

三元材料能量密度高，但由于充放电过程中材料结构不稳定，易发生相转变，因此其循环性能比磷酸铁锂差；

优点：循环稳定性高，安全。

三元里电池:材料的热稳定性较差，因此三元电池安全隐患高于磷酸铁锂，国内外关于电动汽车燃烧、爆炸的事故报道中，三元电池所引发的安全事故量显著高于磷酸铁锂电池。

优点：三元电池的能量密度高于磷酸铁锂电池。

04 锂矿提锂&盐湖提锂

全球锂资源含量丰富，其中卤水型锂矿资源约占全球已探明锂资源的60%，且分布十分集中主要分布在南美洲的玻利维亚、智利、阿根廷，这三国的锂资源约占全球锂资源总量的近60%。

硬岩型锂矿资源约占全球已探明锂资源的30%，分布主要集中在澳大利亚、美国、中国，其中澳大利亚拥有世界上最大的硬岩型锂矿出口国。

单就从储量上看，卤水型锂矿资源储量大于硬岩型锂矿。

1、矿石提锂：工艺成熟，制备高端产品优势大，低端产品优势小。

矿石提锂历史悠久，技术相对成熟，该工艺的主要原料为锂辉石精矿，原料化学组成较稳定。

其工艺过程易于控制，比较容易制备高纯度锂产品。

A股上市公司中有天齐锂业、赣锋锂业等。

缺点在于用矿石制备工业级碳酸锂的成本高于盐湖提锂的成本。

2、盐湖提锂：资源规模大，制备高端产品较为困难，低端产品优势大盐湖中锂资源储量远大于矿石中锂资源储量，盐湖提锂制备工业级碳酸锂成本低，具有较大优势。

缺点在于盐湖中杂志较多尤其是镁锂因化学性质类似比较难分离，当然了不同盐湖中离子含量不一样。

一般镁含量低的盐湖被认为是高品质盐湖，高品质盐湖的提锂成本就比较低了。

现在从盐湖中提锂的方法比较多，不同方法的成本也有很大区别。

目前来看，虽然方法多种，但是由于盐湖品质差别较大，制备电池级碳酸锂成本也有较大差别。

不过平均看从盐湖中提锂制备电池级碳酸锂成本高于用矿石制备电池级碳酸锂。

我国盐湖开采进度比较慢，主要原因一是我国盐湖分布的地方自然环境较为恶劣，交通运输等非常不便利；

另一个就是我国盐湖资源禀赋较差，意思就是含锂量低，杂质多，导致生产效率不高，成本却很高。

不过，经过多年的发展我国在盐湖提锂上也取得了很多技术成果，用来弥补国内盐湖资源禀赋差的劣势。

目前，有不少企业已经在盐湖提锂有布局比如西藏矿业、藏格控股等。

随着未来产能释放，技术更加进步，有望解决我国原材料长期依赖的局面。

从储量看锂资源更多分布在盐湖中；从提锂成本看二者各有优劣；

从我国现状看，我国盐湖中含锂资源多，但开采难度也较大。

综合来看，现在矿石提锂技术成熟，不过盐湖提锂技术也在不断提高，盐湖提锂更具有发展潜力。

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