1.1、大背景推動電動汽車承載重任
電動汽車作為清潔能源的突出代表備受廣泛關(guān)注。能源安全是關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題，面對能源供需格局新變化、國際能源發(fā)展新趨勢，保障國家能源安全，需大力發(fā)展化石能源之外的清潔能源。電動汽車作為清潔能源的代表獲得重點(diǎn)關(guān)注，電動汽車特別是電動公交車能夠有效解決環(huán)境污染問題，同時發(fā)展電動汽車也是我國培育新興支柱產(chǎn)業(yè)的需求。
1.2、扶持政策加碼，電動汽車加速
?政府政策加速出臺，推動電動汽車進(jìn)入快車道。自2014年以來，政策加速出臺電動汽車產(chǎn)業(yè)的推廣計劃及補(bǔ)貼政策，2月工信部等四部委將純電動乘用車補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)于未來兩年在原政策基礎(chǔ)上調(diào)5%，7月提出免征車輛購置稅，隨后規(guī)定政府機(jī)關(guān)及公共機(jī)構(gòu)購買新能源汽車占當(dāng)年配備更新總量30%以上，按照政府每年預(yù)算100億用于配備更新，新能源汽車每年采購量達(dá)30億，隨著電動汽車的補(bǔ)貼政策以及政府的示范效應(yīng)，電動汽車即將進(jìn)入高速發(fā)展期。此外，中德兩國充電接口將完全統(tǒng)一成為電動汽車發(fā)展的又一利好因素。
1.3、特斯拉的技術(shù)突破帶動電動車高速增長
電動汽車行業(yè)成為第三次工業(yè)革命的起點(diǎn)。杰里米·里夫在暢銷書《第三次工業(yè)革命》中指出第三次工業(yè)革命通過新能源將能量轉(zhuǎn)換為電能，然后通過儲能技術(shù)包括電池技術(shù)將能量儲存起來，最后用到包括交通工具在內(nèi)的各個生活領(lǐng)域，電動汽車行業(yè)成為第三次工業(yè)革命的希望。
以特斯拉為代表的電動汽車大幅提高了續(xù)航里程，縮短了與傳統(tǒng)燃油車?yán)m(xù)航里程的差距。
特斯拉車型主要包括Roadster、ModelS、ModelX，目前在有40kwh、60kwh、80kwh三個版本，分別可以提供256公里、370公里和480公里的續(xù)航里程，較此前市場上最高電動車?yán)m(xù)航里程（比亞迪，300公里）提高了60%，且大大縮短了與傳統(tǒng)燃油車600公里續(xù)航里程的距離，彌補(bǔ)了電動車?yán)m(xù)航里程不足的缺憾。其提速性能可與保時捷媲美，最高時速可達(dá)208km/h，百公里加速時間僅需4.4s。
特斯拉至少支持3種充電模式。1）采用效率極高的高壓充電技術(shù)，半小時快充即可保證高速行駛3小時;2）直接更換電池組，僅需90秒則能完成電池組更換;3）采取便攜式充電器。
特斯拉ModelS自上市以來銷量實現(xiàn)猛增長。特斯拉第二代ModelS在2012年下半年開始銷售，2013年是特斯拉ModelS純電動車上市銷售完整的一年，ModelS電動汽車呈爆發(fā)式增長。根據(jù)特斯拉公司2013年一季報顯示，ModelS力壓奔馳S、寶馬7系、奧迪A8，成為北美豪華車銷量冠軍。2013年全球銷量達(dá)到2.23萬輛，遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破預(yù)期的2萬輛，預(yù)計今年出貨量超過3.5萬輛，與去年同比增長55%以上。
特斯拉專利開放推動電動車行業(yè)快速前進(jìn)。2014年6月，特斯拉提出開放所有專利技術(shù)，推動電動汽車的行業(yè)快速發(fā)展，我國電動汽車市場迎來高速增長期，未來可利用空間巨大。
1.4、電動汽車市場發(fā)展空間巨大
全球電動車行業(yè)滲透率不斷提高。2013年特斯拉取得突破性進(jìn)展，銷量接近2.3萬輛，大大超過了市場的預(yù)期。特斯拉汽車的迅猛發(fā)展促進(jìn)了全球電動車行業(yè)迎來新的發(fā)展契機(jī)，2013年全球電動汽車數(shù)量較上年翻了一番，總數(shù)超過40萬輛。與此同時各國政府積極制定電動車發(fā)展規(guī)劃，如果能夠?qū)崿F(xiàn)，則到2015年全球電動汽車銷量達(dá)到110萬輛，2020年將達(dá)到690萬輛，電動汽車增長率加速。
國內(nèi)多重利好因素聚集，推動電動汽車行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期，未來發(fā)展空間巨大。2013年我國汽車銷量超過2198萬輛，而純電動汽車銷量達(dá)到14604輛，僅占全國汽車總銷量的0.07%，與其他發(fā)達(dá)國家相比，差距明顯，同時基于我國龐大的汽車基數(shù)，以電動汽車滲透率10%測算，電動汽車潛在銷售量達(dá)220萬輛，隨著國家政策的支持和技術(shù)不斷提高，預(yù)計未來兩年，電動汽車行業(yè)將以5倍的速度快速發(fā)展，我國進(jìn)入高速發(fā)展期。
2、鋰電池成為電動車用電池首選
2.1、鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈
?鋰電池上游是鋰電池材料所需的礦產(chǎn)資源，中游為鋰電池生產(chǎn)廠商，包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜、導(dǎo)電劑和粘合劑的生產(chǎn)等，下游主要是鋰電配套應(yīng)用領(lǐng)域，目前已廣泛用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品、電動汽車、工業(yè)儲能。
按照鋰電池不同的組成成分、形狀及其應(yīng)用，我們可以進(jìn)行如下分類（參見圖表）。
鋰電池通過鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來完成充放電工作。在充電過程時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，此時正極處于貧鋰態(tài)，負(fù)極處于富鋰態(tài)；放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電池的電極。在鋰離子移動過程中，兩極材料結(jié)構(gòu)變化很小，因此循環(huán)性能良好，以磷酸鐵鋰為正極材料時為例：
充電時
正極反應(yīng)：LiFePO4→Li1-xFePO4+xLi++xe-，
負(fù)極反應(yīng)：xLi++xe-+6C→LixC6，
放電時
正極反應(yīng)：Li1-xFePO4+xLi++xe-→LiFePO4，
負(fù)極反應(yīng)：LixC6→xLi++xe-+6C。
2.2、未來十年鋰電池成為電動車用電池主流
縱觀發(fā)展歷程，動力電池分別經(jīng)歷了鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰電池、燃料電池的時代。鉛酸電池目前占據(jù)二次電池80%以上的市場份額，主要應(yīng)用于電動車市場和儲能市場，鎳鎘電池主要應(yīng)用于電動工具，但是鉛酸電池和鎳鎘電池均含有重金屬元素容易造成污染，因此推廣程度有限。鎳氫電池主要應(yīng)用于混合電動車（HEV），但性能不能滿足目前大力發(fā)展的純電動汽車（EV）和插電式混合動力汽車（PHEV），此類電動車需200公里以上的行駛里程，是鎳氫電池提供的純電動里程的10倍。雖然燃料電池的性能很好，但是技術(shù)難度大。
鋰電池以其優(yōu)越的性能和成熟的技術(shù)成為未來十年電動車用電池首選。1）具有更高的能量質(zhì)量比、能量體積比。目前能達(dá)到100-125Wh/kg和240-300Wh/L，是鎳鎘電池的2倍，是鎳氫電池的1.5倍;2）電壓高。單節(jié)鋰電池電壓為3.6V-3.9V，相當(dāng)于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓;3）自放電小，可長時間存放。充滿電的鋰電池儲存1個月后的自放電率為10%左右，大大低于鎳鎘電池的25-30%，鎳氫電池的30-35%，這是鋰電池最突出的優(yōu)越性;4）無記憶效應(yīng)。鋰電池不存在鎳鎘電池的所謂記憶效應(yīng)，所以鋰電池充電前無需放電;5）壽命長。正常工作條件下，鋰電池可達(dá)到500次以上的充放電循環(huán)次數(shù);6）可以快速充電。通?？梢圆捎?.5-1倍容量的電流充電，使充電時間縮短至1-2小時;7）可以并聯(lián)使用;8）由于電池中不含鎘、鉛、汞等重金屬元素，對環(huán)境無污染，是當(dāng)代最先進(jìn)的綠色電池。
電動汽車爆發(fā)式增長，促進(jìn)鋰電池行業(yè)發(fā)展。以特斯拉電動汽車為例，2013年，特斯拉ModelS全球銷量為2.23萬輛，其中30%的用戶選擇入門級的60kWh電池，70%配置80kWh電池，由此推算，2013年Tesla消耗鋰電池總量達(dá)到165萬kWh，由此推算出，特斯拉2013年全年消耗鋰電池數(shù)量達(dá)到165萬kWh，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他電動汽車對于鋰電池的需求。隨著電動汽車的飛速發(fā)展，若2014年ModelS超過3.5萬輛的出貨量目標(biāo)得以實現(xiàn)，以及特斯拉第三代ModelX的上市，僅特斯拉一家公司鋰電池的需求量已超過259萬kwh，鋰電池行業(yè)將實現(xiàn)爆發(fā)式增長。
3、鋰電池在非電動車領(lǐng)域需求仍廣闊
?除了電動車領(lǐng)域帶動鋰電池的發(fā)展，鋰電池還應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場以及儲能領(lǐng)域，需求空間廣闊。2013年全球鋰電池需求產(chǎn)量為465億Wh，與2012年382億Wh相比增長21%，其中2013年中國市場鋰電池需求總量超過111億Wh，與2012年66億Wh相比，增長66%以上。
3.1、消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場對鋰電池的需求穩(wěn)定增長
目前，消費(fèi)類電子產(chǎn)品占鋰電池需求的58%，鋰電池在消費(fèi)類電子產(chǎn)品方面的應(yīng)用主要包括：手機(jī)、個人電腦、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)、移動電源、電子煙等。
近年來，隨著智能手機(jī)不斷的更新?lián)Q代以及售價的降低，全球手機(jī)的比重不斷攀升，從而增加了鋰電池的需求量。2013年全球手機(jī)出貨量較2012年增長4%，其中智能手機(jī)出貨量為10.04億部，占全球手機(jī)出貨量的55%，較2012年增長38%。
非手機(jī)消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域：最近幾年雖然數(shù)碼相機(jī)和筆記本電腦趨于飽和，但平板電腦、電子煙出貨量一直維持著高速增長的態(tài)勢。2013年，全球平板電腦出貨量為2.2億臺，較2012年1.4億臺增長57%。全球電子煙市場規(guī)模在2013年達(dá)25億美元，占全球煙草0.1%，有報道預(yù)測至2050年電子煙占比將達(dá)到4%，帶動鋰電池行業(yè)快速發(fā)展。
3.2、工業(yè)儲能是鋰電池需求新的增長點(diǎn)
鋰電池在工業(yè)儲能中的應(yīng)用包括一般UPS儲能電源、電動工具、工業(yè)機(jī)械、移動基站電源、風(fēng)光發(fā)電配套。雖然目前鉛酸蓄電池多用于儲能設(shè)備，但隨著鋰電池技術(shù)的不斷成熟，鋰電池將慢慢取代鉛酸蓄電池。2012年全球鋰電池需求總量中，工業(yè)儲能市場消耗467.36萬kWh，占比12.25%，中國電動工具用鋰電池市場需求稍大，工業(yè)儲能市場共消耗鋰離子電池73.15萬kWh，占比15.65%，高于全球。此外，移動基站電源市場成長最快，2012年消耗5.80萬kWh的鋰電池，較2011年有大幅度攀升。
3.3、鋰電池行業(yè)日韓暫時領(lǐng)先，中國迎頭趕上
日本和韓國鋰電池市場領(lǐng)先于中國，中國的發(fā)展?jié)摿薮?。就全球鋰電池市場來看，韓國已經(jīng)超過日本成為最大的鋰電池國家，日本的松下、索尼、韓國的三星、LG鋰電池在全球鋰電池市場中遙遙領(lǐng)先，中國的比克、力神以及新能源等公司正迎頭趕上，近幾年增長迅猛，逐漸縮短與日韓的差距，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?
我國鋰電池企業(yè)逐漸呈現(xiàn)出強(qiáng)者更強(qiáng)的局面。國內(nèi)鋰電池的發(fā)展晚于發(fā)達(dá)國家，技術(shù)水平還不及美日韓，但通過近幾年的不斷努力，鋰電池走出了萌芽期，已經(jīng)步入成長期。目前我國市場上涌現(xiàn)出一批具有國際先進(jìn)水平的鋰電池企業(yè)，這些企業(yè)不斷開拓創(chuàng)新，開發(fā)出高性能的鋰電池，并加強(qiáng)與國外頂尖廠商的協(xié)同合作，進(jìn)一步提高公司的實力，形成良性循環(huán)，達(dá)到強(qiáng)者更強(qiáng)的局面。
4、應(yīng)用領(lǐng)域需求爆發(fā)，鋰電池關(guān)鍵材料飛速發(fā)展
鋰電池四大關(guān)鍵材料中技術(shù)逐漸突破，高端鋰電池材料發(fā)展空間廣闊。雖然目前我國鋰電池材料技術(shù)水平偏低，鋰電池材料多集中在中低端領(lǐng)域，但是隨著電動汽車快速發(fā)展以及國家政策的支持，鋰電材料開發(fā)動力十足，技術(shù)水平將會進(jìn)一步提高，高端產(chǎn)品發(fā)展空間巨大。
從技術(shù)壁壘上看，隔膜＞六氟磷酸鋰電解質(zhì)＞正極材料＞電解液＞負(fù)極材料。
4.1、正極材料發(fā)展迅猛，三元材料或成明日之星
正極材料是鋰電池最為關(guān)鍵的原材料。四大材料生產(chǎn)中，正極材料是鋰電池的核心，占鋰電池成本的30%以上，比重最大。正極材料的好壞直接決定了鋰電池各種性能指標(biāo)，如能量密度性能、比功率、溫度適用范圍及安全性能等等。
磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料并駕齊驅(qū)，共同發(fā)展。目前已進(jìn)入商業(yè)化的正極材料包括鈷酸鋰(LCO)、三元材料(NCM)、錳酸鋰(LMO)和磷酸鐵鋰(LFP)等。各個國家乃至各個廠商對正極材料的選擇不盡相同，日本和韓國主要開發(fā)錳酸鋰(LMO)和鎳鈷錳酸鋰三元材料(NCM)，中國更偏向磷酸鐵鋰(LFP)的發(fā)展。
正極材料的性能各有利弊，根據(jù)下游產(chǎn)品的需求，選擇的正極材料品種不盡相同：消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域鋰電正極材料的性能需求側(cè)重鋰電能量密度和安全性；動力電池正極材料的性能需求為高電壓、高能量、高功率和寬溫度范圍。
鈷酸鋰（LiCoO2），最早商業(yè)化的鋰正極材料，因鈷（Co）價格昂貴，環(huán)境污染嚴(yán)重，替代趨勢明顯。LiCoO2的研究始于二十世紀(jì)八十年代，LiCoO2的合成方法包括高溫固相反應(yīng)法、低溫共沉淀法和凝膠法。其中比較成熟的方法是高溫固相反應(yīng)法，即用碳酸鋰（Li2CO3）或氫氧化鋰（LiOH）與碳酸鈷（CoCO3）等鈷鹽按鋰與鈷摩爾比為1.0配料，在700~900℃空氣氣氛中煅燒而成。生產(chǎn)工藝簡單，電化學(xué)性能穩(wěn)定，容量達(dá)到145mAh/g，近年來高電壓（4.5V）高壓實（4.1V）LiCoO2的發(fā)展，使容量達(dá)到185mAh/g的容量。但是，LiCoO2安全性差且Co價格昂貴、資源短缺，污染大，因此急需開發(fā)比能量高、穩(wěn)定性好、成本低廉的新型正極材料。
錳酸鋰（LiMn2O4）成本較低，環(huán)境友好，但是其高溫性能不好，容量衰減明顯。自Thackeray等人1983年首次報道尖晶石型LiMn2O4以來，在鋰電池領(lǐng)域等到廣泛研究和利用，我國錳資源豐富，而且錳元素相對環(huán)境友好，降低了LiMn2O4的成本，LiMn2O4還具有電導(dǎo)率高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，環(huán)境污染小等優(yōu)勢，一直處于研究熱點(diǎn)。LiMn2O4制備方法有高溫固相合成法和低溫合成法，制造工藝相對簡單。但是目前市場上LiMn2O4仍存在各種問題，例如LiMn2O4具有較高的電極電位，容易導(dǎo)致電解液被氧化，實際工作中，LiMn2O4為正極材料的電池具有循環(huán)性能差、容量低等缺點(diǎn)。目前LiMn2O4為正極材料的鋰電池主要應(yīng)用在消費(fèi)類電子產(chǎn)品。
磷酸鐵鋰正極材料的低溫性能和倍率放電水平發(fā)展較快，應(yīng)用在動力電池領(lǐng)域前景廣闊。磷酸鐵鋰具有規(guī)則的橄欖石型結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性較好，在充放電過程中，沒有影響其電化學(xué)性能的體積效應(yīng)，因此具有良好的循環(huán)性能。目前比較成熟的合成磷酸鐵鋰的方法是高溫固相合成法和低溫液相合成法。磷酸鐵鋰在性能上也存在一定缺陷，如振實密度與壓實密度很低，低溫性能較差。我國目前是倡導(dǎo)使用磷酸鐵鋰作為動力電池的國家，希望通過未來十年的努力，能夠突破磷酸鐵鋰這項技術(shù)，從而帶動電動汽車的高速發(fā)展。中國電池工業(yè)協(xié)會認(rèn)為2012年以后磷酸鐵鋰材料成為最具潛力的鋰電池正極材料。
鎳鈷錳酸鋰材料（NCM三元材料）的高容量和高安全性是其他材料無法比擬的，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。NCM的推出源于人們?yōu)榱颂岣哜捤徜嚕↙iCoO2）的容量，改善其循環(huán)性能，降低成本，從而進(jìn)行一系列的改性研究，向鎳酸鋰（LiNiO2）中摻雜鈷和錳元素，使其表現(xiàn)鎳、鈷、錳三種元素的協(xié)同效應(yīng)，具有容量大、穩(wěn)定性好、成本較低和安全性高等優(yōu)點(diǎn)。但是三元材料也具有一些缺陷，例如電池壓實密度低，導(dǎo)電性能不如鈷元素，制作工藝復(fù)雜，目前技術(shù)還不夠成熟，集中在中低端市場，在中高端市場需要與鈷混合使用。
三元材料是未來發(fā)展的趨勢。目前市場上所述的三元材料主要是以NMC(LiNixCoyMn1-x-yO2),NCA(LiNixCoyAl1-x-yO2)為主，同時包含了鎳（Ni）、鈷（Co）、錳（Mn）三種元素的協(xié)同效應(yīng)，具有容量高、電壓高等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為電動汽車應(yīng)用主流，未來3-5年，高端的三元體系作為動力鋰電池，將會呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。目前國內(nèi)動力鋰電池仍以磷酸鐵鋰為主，國內(nèi)的鋰電池和電動汽車企業(yè)可通過對磷酸鐵鋰材料的掌握，在2-3年內(nèi)形成成熟的電池技術(shù)，然后慢慢過渡到三元材料為正極的鋰電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的道路上。
縱觀全球，鋰電池正極材料呈現(xiàn)中、日、韓“寡頭聚集”的格局。日本和韓國的鋰電正極材料產(chǎn)業(yè)起步早，整體技術(shù)水平和質(zhì)量控制能力要優(yōu)于我國鋰電正極材料產(chǎn)業(yè)，占據(jù)鋰電正極材料市場高端領(lǐng)域。在日韓鋰電池市場，主要鋰電企業(yè)的供應(yīng)商選擇本土鋰電正極材料企業(yè)。由于中國大型鋰電正極材料近十年迅速發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，并具備較強(qiáng)的成本優(yōu)勢，近年來日韓鋰電企業(yè)開始逐步從中國進(jìn)口鋰電正極材料，目前中國鋰電正極材料市場份額已占據(jù)全球的46%，未來發(fā)展空間仍廣闊。
就目前來看，國內(nèi)鋰電池正極材料產(chǎn)能過剩，產(chǎn)能利用率低，價格競爭激烈。我國正極材料生產(chǎn)廠家有200多家，從供需關(guān)系來看，我國鋰電池正極材料的總體產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，未來兩年內(nèi)，由于三元材料以及高壓鈷酸鋰的增量，正極材料產(chǎn)能仍快速增長，國內(nèi)企業(yè)競爭加劇，國內(nèi)產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，從而導(dǎo)致鋰電池正極材料價格下跌。
鋰電池正極材料的集成度不斷提高，優(yōu)勝劣汰的局勢更加明顯。隨著鋰電池市場的不斷發(fā)展，正極材料需求量也在不斷擴(kuò)大，2010年我國鋰正極材料的需求達(dá)到52000噸，比2009年增長81.7%。我國擁有豐富的資源優(yōu)勢，原材料鋰的成本低廉并且具有一定基礎(chǔ)的技術(shù)底蘊(yùn)，同時我國在下游領(lǐng)域的巨大需求推動了鋰正極材料的高速發(fā)展，鋰正極材料的產(chǎn)能正逐步向中國移動預(yù)計，未來我國鋰電池正極材料的集成度不斷提高，優(yōu)勝劣汰的局勢更加明顯。
4.2、負(fù)極材料：國內(nèi)技術(shù)成熟，鈦酸鋰發(fā)展前景廣
鋰電池負(fù)極材料國內(nèi)技術(shù)成熟，碳材料種類繁多。作為鋰電池的四大關(guān)鍵材料之一，負(fù)極材料技術(shù)與市場均較為成熟，成本比重最低，在5-10%左右?，F(xiàn)階段負(fù)極材料研究的主要方向如下：石墨化碳材料、無定型碳材料、氮化物、硅基材料、錫基材料、新型合金和其他材料。
石墨產(chǎn)品主導(dǎo)天下。負(fù)極材料主要由碳素材料為主，包括天然石墨、人造石墨、石墨化中間碳微球。據(jù)高工鋰電研究所（GBII）統(tǒng)計結(jié)果顯示，2012年中國負(fù)極材料出貨量為27650噸，其中天然石墨出貨量占比59%，人造石墨30%，石墨化中間碳微球8%。在全球，石墨類負(fù)極材料占總出貨量的90%，在負(fù)極材料中處于絕對主流的優(yōu)勢。
天然石墨具有性價比高，加工性能好等特點(diǎn)。我國石墨礦資源豐富，成本較低，但是天然石墨也有一些缺陷，吸液性差，分子中不存在交聯(lián)的sp3結(jié)構(gòu)，墨片分子容易發(fā)生平移，從而導(dǎo)致石墨負(fù)極材料的循環(huán)性能差。天然石墨負(fù)極材料主要用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品。
人造石墨因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，循環(huán)壽命長等高性能，有取代天然石墨的趨勢。人造石墨通過對原始材料進(jìn)行表面改性和結(jié)構(gòu)調(diào)整，使其部分無序化或者在各類材料中形成納米級的孔、洞和通道等結(jié)構(gòu)，加大鋰離子嵌入和脫嵌反應(yīng)，因此具有高壓實、高容量、長壽命等優(yōu)勢。人造石墨主要作為動力電池的負(fù)極材料。
中間相碳微球綜合性能好，循環(huán)壽命長。中間相碳微球是球形結(jié)構(gòu)，堆積密度高，單位體積嵌鋰容量比較大，而且小球具有片層狀結(jié)構(gòu)，有利于鋰離子的嵌入和脫嵌。700℃熱處理的中間相碳微球充電容量可達(dá)1190mA·h/g,放電容量大750mA·h/g，遠(yuǎn)超過石墨的理論放電容量（372mA·h/g）。
鈦酸鋰是安全性最高的負(fù)極材料，在充放電循環(huán)中保持“零應(yīng)變性”。零應(yīng)變性是鈦酸鋰嵌入和脫嵌鋰離子晶格常數(shù)和體積變化很小，能夠有效避免由于電極材料的來回伸縮導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞，從而大大提高電極的循環(huán)次數(shù)。另外，鈦酸鋰的電勢比純金屬鋰的高，不易產(chǎn)生晶枝，為保障鋰電池的安全提供了基礎(chǔ)，但是鈦酸鋰的比容量比其他負(fù)極材料低很多，容量為175mA·h/g，作為電池材料其振實密度比較低，單位體積容量較小。
硅碳（Si-C）復(fù)合材料適合做高容量電池的負(fù)極材料。硅具有非常高的理論比容量和較低的嵌入和脫嵌鋰電位。硅碳復(fù)合材料采用高比容量的硅為主要活性體，采用體積效應(yīng)小、循環(huán)穩(wěn)定性好的碳為載體，合成新型的硅/碳復(fù)合材料，能夠有效避免硅在充放電過程中由于體積過度膨脹而粉化，但是硅碳復(fù)合材料同時也有一些劣勢，其安全性以及倍率性能較差，當(dāng)電流密度稍大些時，容量下降很明顯。
負(fù)極材料集中度高，日本向中國產(chǎn)能轉(zhuǎn)移比較明顯。目前負(fù)極材料以碳素材料為主，占鋰電池成本較低，在國內(nèi)基本全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)集中度高，從企業(yè)來看，全球前四大企業(yè)：日立化學(xué)、深圳貝特瑞、JFE、三菱化學(xué)，市場份額合計占比為78%，負(fù)極材料表現(xiàn)出高度集中化。從區(qū)域看，中國和日本是全球主要的產(chǎn)銷國。從車用動力鋰電池企業(yè)負(fù)極供應(yīng)體系來看，目前動力電池企業(yè)采購負(fù)極主要來自于日本企業(yè)。近幾年，隨著中國生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，中國又是負(fù)極材料原料的主要產(chǎn)地，鋰電負(fù)極產(chǎn)業(yè)不斷向中國轉(zhuǎn)移，市場占有率不斷提高。
國內(nèi)負(fù)極材料行業(yè)產(chǎn)能快速增長。受平板電腦、超級本、電動自行車、新能源汽車以及儲能等終端市場需求帶動，鋰電池產(chǎn)量將保持平穩(wěn)增長，2013年上半年中國負(fù)極材料實現(xiàn)銷量16560噸，相比于2012年上半年增長19.8%。由于在鋰電池四大材料中，國內(nèi)負(fù)極材料相關(guān)技術(shù)發(fā)展最為成熟，國內(nèi)產(chǎn)能較大，但受產(chǎn)能相對過剩的影響，負(fù)極材料的價格近幾年呈現(xiàn)下降的趨勢。
負(fù)極材料未來發(fā)展的趨勢：以提高容量和循環(huán)穩(wěn)定性為目標(biāo)。作為鋰電池四大關(guān)鍵材料之一，負(fù)極材料決定了鋰電池的性能，如充放電效率、循環(huán)壽命等等。常規(guī)石墨負(fù)極材料的倍率性能已經(jīng)難以滿足鋰電池下游產(chǎn)品的需求。在動力電池方面，碳酸鋰可能是新的發(fā)展方向;在消費(fèi)類電子產(chǎn)品方面，需要提高電池的能量密度，以硅-碳（Si-C）復(fù)合材料為代表的新型高容量負(fù)極材料是未來發(fā)展趨勢。
4.3、國內(nèi)電解液產(chǎn)能釋放，聚合物電解質(zhì)受青睞
電解液對鋰電池的運(yùn)行和安全性具有舉足輕重的作用。電解液作為帶動鋰離子流動的載體，對電池的比容量、工作溫度范圍、循環(huán)效率和安全性能等至關(guān)重要，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能的保證。電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料組成，在一定條件下，按一定比例配制而成的，其中電解質(zhì)在電解液成本中比重最大，也是電解液中技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)，目前主要被日韓壟斷。
六氟磷酸鋰是目前市場上主要的鋰電池電解質(zhì)。電解質(zhì)材料中六氟磷酸鋰相對于其他鋰鹽，不僅具有良好的導(dǎo)電率、電化學(xué)穩(wěn)定性及突出的氧化穩(wěn)定性，并且后續(xù)廢電池的處理簡單，對生態(tài)環(huán)境友好，因此成為目前應(yīng)用最廣泛的電解質(zhì)。
六氟磷酸鋰實現(xiàn)國產(chǎn)化，價格趨穩(wěn)。電解質(zhì)與隔膜類似，是電池低成本和自產(chǎn)自足的關(guān)鍵，六氟磷酸鋰以其獨(dú)特的性能優(yōu)勢成為目前最廣泛的電解質(zhì)。著眼全球，2011年日本瑞星化工、森田化學(xué)和關(guān)東電化是六氟磷酸鋰的主要生產(chǎn)商，占全球產(chǎn)能的55%左右，隨著國內(nèi)廠商技術(shù)突破同時快速擴(kuò)張產(chǎn)能快速擴(kuò)張，預(yù)計到2015年六氟磷酸鋰產(chǎn)能將占全球40%。六氟磷酸鋰產(chǎn)能的快速釋放將加劇行業(yè)競爭，直接導(dǎo)致產(chǎn)品價格降低，但隨著電動汽車行業(yè)的爆發(fā)以及消費(fèi)類電子產(chǎn)品的穩(wěn)定增長，六氟磷酸鋰未來的需求將大幅提升，價格有望穩(wěn)定在10萬元/噸。
全球鋰電池電解液供應(yīng)商主要集中在中、日、韓。電解液的格局與鋰電池的分布一致，主要集中在中、日、韓三國。鋰電池的市場發(fā)展直接帶動了電解液材料產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展，2012年中國企業(yè)在全球市場份額比重突破50%，相反，日本企業(yè)電解液的市場份額有所下降，2012年的日本電解液企業(yè)在全球市場份額為22.9%，較2011年的33.4%下滑了10%以上。
電解液處于向中國產(chǎn)能轉(zhuǎn)移的過程中。過去鋰電池電解液一直都是日韓廠商的天下，隨著中國技術(shù)的提高以及國內(nèi)需求的日益增速，尤其是六氟磷酸鋰國產(chǎn)化后，電解液產(chǎn)能不斷向中國轉(zhuǎn)移。
電解液的擴(kuò)產(chǎn)速度與需求增速基本匹配，電解液價格穩(wěn)定。盡管電解液也存在擴(kuò)產(chǎn)，但電解液擴(kuò)產(chǎn)比較理性，隨著六氟磷酸鋰近年來的快速擴(kuò)產(chǎn)帶來的成本下降以及國內(nèi)市場的提升，一線廠商的電解液毛利率有望穩(wěn)定在25%，電解液的價格在3.5萬元/噸左右。
聚合物鋰電池將成為未來鋰電池的主流產(chǎn)品。根據(jù)鋰電池形狀和外包裝材料可以將鋰電池分為方形鋰電池、圓柱鋰電池和聚合物鋰電池。由于與液態(tài)鋰電池相比，聚合物鋰電池具有可薄形化（最薄0.8毫米）、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點(diǎn)，從而提高電池設(shè)計的靈活性。受益于平板電腦、智能手機(jī)等消費(fèi)類電子產(chǎn)品的快速增長，聚合物鋰電池企業(yè)正迎來巨大的市場機(jī)遇。
4.4、隔膜技術(shù)實現(xiàn)突破，進(jìn)口替代日趨明顯
鋰電池隔膜生產(chǎn)技術(shù)壁壘最高，高端產(chǎn)品需依賴進(jìn)口。隔膜在成本構(gòu)成上僅次于正極材料，占20-30%，隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能。隔膜主要作用是將電池的正、負(fù)極分隔開來，防止兩極接觸而短路。目前，市場化的隔膜材料主要是以聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）為主的聚烯烴類隔膜。
隔膜的生產(chǎn)工藝包括濕法工藝和干法工藝，同時干法工藝又可細(xì)分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。
干法工藝：將聚烯烴樹脂熔融、擠壓、吹膜制成結(jié)晶性聚合物薄膜，經(jīng)過結(jié)晶化處理、退火，得到高度取向的多層結(jié)構(gòu)，在高溫下進(jìn)一步拉伸，將結(jié)晶界面進(jìn)行剝離，形成多孔結(jié)構(gòu)。聚丙烯（PP）產(chǎn)品主要由干法工藝制得。
濕法工藝：將高沸點(diǎn)的液態(tài)烴或一些小分子物質(zhì)與聚烯烴樹脂混合，加熱熔融后，形成均勻的混合物，把熔融混合物鋪在薄片上，壓制成膜片，再將膜片加熱至接近熔點(diǎn)溫度，進(jìn)行雙向拉伸使分子鏈取向，最后保溫一定時間，用易揮發(fā)物質(zhì)洗脫殘留的溶劑，制得微孔膜材料。聚乙烯（PE）產(chǎn)品是由濕法工藝制的。
全球隔膜行業(yè)集中于美日韓，國內(nèi)發(fā)展空間大。目前世界上只有美國、日本、韓國等少數(shù)國家擁有先進(jìn)的隔膜生產(chǎn)技術(shù)，其中旭化成、Celgard和東燃化學(xué)、韓國SK明顯居于壟斷地位，四家企業(yè)2013年全球市場占有率達(dá)到76%，國際大的鋰電池廠商也由這4家企業(yè)為其供應(yīng)隔膜產(chǎn)品。就全球格局來看，高端市場被國外壟斷，80%的中端市場被國外占據(jù)，我國產(chǎn)品處于中低端，市場競爭激烈。近幾年隨著國內(nèi)廠商積極加大研發(fā)力度，國產(chǎn)鋰電池隔膜漸漸走進(jìn)鋰電圈，開始搶占國際市場份額。
全球隔膜供過于求，但形勢并不嚴(yán)峻。據(jù)中國塑料加工工業(yè)協(xié)會稱，隨著電動車和儲能等下游鋰電池產(chǎn)業(yè)的影響，未來幾年全球隔膜的年需求量將以20-25%的速度增長，同時全球隔膜產(chǎn)量保持較快的增長，2013年全球隔膜產(chǎn)量同比增長30%，供需基本平衡。
國內(nèi)隔膜產(chǎn)能不斷擴(kuò)大，隔膜價格趨于平穩(wěn)。隔膜是鋰電池四大關(guān)鍵材料中技術(shù)壁壘最高的材料，也是毛利率最高的材料。在產(chǎn)業(yè)初期，許多企業(yè)扎堆進(jìn)入隔膜行業(yè)，多數(shù)企業(yè)隔膜產(chǎn)品定位于中低端市場，造成中低端隔膜產(chǎn)能過剩。據(jù)高工鋰電統(tǒng)計，截止目前，國內(nèi)涉足隔膜的企業(yè)已接近40家，規(guī)劃的產(chǎn)能達(dá)到8億平米，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2013年全球的實際用量7.5億平米，但實際量產(chǎn)的企業(yè)不到20家，得到電池廠商認(rèn)可的不足10家，有些企業(yè)的產(chǎn)能利用率不足5%。目前干法工藝制造的隔膜價格在5元/平米左右,未來價格趨于平穩(wěn)，濕法工藝由于工藝復(fù)雜，價格穩(wěn)定在10-12元/平米。
國內(nèi)鋰電隔膜技術(shù)取得突破，進(jìn)口替代趨勢明顯。隨著鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)增，國內(nèi)部分優(yōu)秀廠商技術(shù)、裝備不斷提高，以其優(yōu)良的產(chǎn)品性能及強(qiáng)大的市場拓展能力，大幅度提高市場份額，逐步實現(xiàn)進(jìn)口替代。星源材質(zhì)、佛山金輝高科、中科科技等大陸廠商逐步實現(xiàn)隔膜產(chǎn)業(yè)化，部分企業(yè)在孔隙率、熱收縮、拉伸強(qiáng)度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)接近國際水平，進(jìn)口替代趨勢明顯。
未來隔膜行業(yè)發(fā)展趨勢：更輕薄、更安全。隨著鋰電池在消費(fèi)類電子、電動汽車等應(yīng)用領(lǐng)域的快速增長，鋰電池隔膜要為未來的市場爆發(fā)提前布備，需要在產(chǎn)品的性能和品質(zhì)上有所突破，隔膜未來發(fā)展趨勢是滿足高功率、大容量、長壽命循環(huán)和安全可靠等性能要求。
4.5、我國礦產(chǎn)資源豐富，為鋰電池提供堅實基礎(chǔ)
鋰電池上游主要是天然礦產(chǎn)資源，包括鈷、鋰、鎳、錳、磷、鐵、石墨及各種化合物，其中鋰和石墨礦石用量最大。
鋰資源在中國儲量相對豐富，僅次于智利、阿根廷。鋰鹽提取可通過鹽湖提鋰和礦石提鋰兩種方式。目前國內(nèi)90%鋰鹽通過鋰礦冶煉提取，成本較高，同時西藏、青海等地的鹽湖礦產(chǎn)也是我國提取鋰鹽的資源優(yōu)勢。目前鹽湖提工業(yè)級碳酸鋰成本占優(yōu)，而礦石提鋰用于生產(chǎn)電池級碳酸鋰及純度產(chǎn)品方面。國內(nèi)資源主要由中信國安、西部礦業(yè)掌控，主要生產(chǎn)工業(yè)級碳酸鋰，而天齊鋰業(yè)主要生產(chǎn)電池級碳酸鋰。?我國是石墨儲藏最豐富的國家，據(jù)國土資源部統(tǒng)計資料顯示，我國晶質(zhì)石墨儲量3085萬噸，基礎(chǔ)儲量5280萬噸；隱晶質(zhì)石墨儲量1358萬噸，基礎(chǔ)儲量2371萬噸。石墨礦石的豐富為負(fù)極材料成本的降低及其產(chǎn)業(yè)化提供條件。
