中国锂业德勤 POV 2.0：“时代电池”德勤咨询中国| 2022 年 4 月 电池级锂材料价格走势© 2022。有关信息，请联系德勤中国。22021年下半年以来，锂电池市场经历了巨大的增长，电池级锂特种材料价格涨幅超过5倍，远超此前市场预期。550,000500,000450,000人民币/吨电池级碳酸锂 电池级氢氧化锂自 2022Q1 以来，价格：电池级碳酸锂+82.7%电池级氢氧化锂+120.9%2022/3/31502,500491,500400,000350,000300,000250,000200,000150,000100,0002020年电池级锂材料价格保持相对稳定2021H2，价格：电池级碳酸锂+212.5%电池级氢氧化锂+136.7%2021/06/3094,0002021/12/31275,000222,50050,000088,0002020Q1 2020Q2 2020Q3 2020Q4 2021Q1 2021Q2 2021Q3 2021Q4 2022Q1资料来源：Wind，德勤分析中国电池级锂材料价格走势 关键要点© 2022。有关信息，请联系德勤中国。3在里面中期, 降本增效主要通过以下方式实现材料升级和结构改造.在里面长期,研发可不断降低电解质中的液体含量，但在通往全固态电池的道路上仍然存在关键的技术挑战。展望未来未来，锂电池的发展可能会受到锂资源短缺的制约，钠离子电池已显示出作为替代品的潜力，一旦商业化，可以补充锂电池的应用。随着全球碳中和的出现和新能源汽车渗透率的飙升，全球锂电池产业持续蓬勃发展，主要由电动汽车锂电池的需求不断增长。随着行业的成熟，电动汽车锂电池技术创新从政策导向转向市场导向，供应商积极利用不同的技术来促进锂电池的中长期增长。• 材料升级：正负极材料是决定电动汽车电池能量密度的核心因素。这正极材料的突破最有可能带来 EV 电池能量密度的革命性提升。在正极材料的中短期内，LFP将与三元材料并行发展，并在现有化学体系的基础上进行技术进步；高镍三元材料在从半固态到全固态电池的发展过程中仍然兼容，潜力巨大。• 结构改造：基于成熟的锂电池材料体系，企业创新和简化电池、模块和封装类型等.，为了提高电池的系统性能，例如比亚迪刀片电池、宁德时代CTP技术等。结构改造是除材料升级外的另一重要技术发展路线。• 固态电池发展趋势清晰：与传统的液体电池相比，固态电池在能量密度和安全性方面表现出优异的性能。因此，产业链上的锂电企业、电池制造商和主机厂都在积极投入到固态电池的研发上。目前，行业正在转型从半固态到全固态.• 全固态电池面临的关键挑战：尽管业界对固态电池的发展趋势已达成普遍共识，但全固态电池的界面电阻高等关键技术难题难以攻克，任重道远去大规模安装。随着液体含量不断降低，能量密度显着提高，液态电解质含量极低的固液混合电池可能是更商业实用的解决方案.• 钠和锂电池的互补关系：尽管钠离子电池具有资源丰富和成本优势，但受限于相对较低的能量密度，钠电池在乘用车电池领域难以替代锂电池。钠电池可能在低能量密度需求或中低端场景中替代锂电池，有望在储能、低速汽车等场景实现大规模商用。 锂电池结构概述© 2022。有关信息，请联系德勤中国。4锂离子电池结构及技术趋势目前，锂电池主要由正极、负极和电解液这几个关键部件组成。企业积极寻求各方面的技术创新和突破。阳极主要由石墨材料组成，但正在向硅基材料升级打包：• 棱柱形• 圆柱形• 小袋阴极关键材料升级：• 高镍无钴材料• 从 LFP 升级到 LMFP1新材料的开发：• 富锂锰基材料等结构改造• 电芯结构改进• 电池的简化结构体电解质逐渐减少液体含量，转向固体电解质注：1. LFP=LiFePo4; LMFP= 铁X锰1-xPO4资料来源：公开资料，德勤分析 电动汽车电池技术路线© 2022。有关信息，请联系德勤中国。5高能和高性价比是电动汽车电池技术发展的两条主要路线，其中关键是底层电池化学系统的升级。电池能量密度范围 > 700 公里范围在 400-700 公里之间 范围在 300-500 公里之间高镍三元- 石墨+高镍三元-硅基280-350Wh/Kg固态电池+高镍三元/富锂-金属锂> 400Wh/Kg> 20%无稀有金属电池> 600Wh/Kg无锂电池> 500Wh/Kg+高压三元-石墨240-280Wh/Kg15%-25%230-260Wh/Kg+无钴材料180Wh/Kg10%-20%220-260Wh/Kg+LFP10%-20%180-200Wh/Kg10%-20%220-230Wh/Kg+LMFP2016201720182019202020212022202320242025......2030资源：专家访谈、公开信息、德勤分析 6© 2022。有关信息，请联系德勤中国。德勤观察与观点：电动汽车电池的技术发展正极和负极材料的进展锂电池结构创新与包装发展锂电池03固态锂电池前景04钠离子电池及应用前景从汽车原始设备制造商的角度发展电动汽车电池06电动汽车电池趋势的商业影响010205 © 2022。有关信息，请联系德勤中国。7的进步阴极和阳极材料在锂电池 正极材料发展趋势：高镍/无钴三元材料© 2022。有关信息，请联系德勤中国。8三元材料趋势：增镍减钴实现无钴三元电池的长期障碍• 为了降低成本和提高能量密度，世界各地的电池供应商和原始设备制造商一直在努力减少钴含量，并超过三元材料中钴含量的最低限度。•NCM811是目前量产的镍含量最低的NCM电池。• 目前，大多数宣传的“无钴”电池使用不含钴的正极材料或用其他稳定剂代替钴，但其性能远不如钴。• 三元电池真正脱钴后的安全性和其他特性，如与电解质的匹配，是尚未解决的技术挑战。高镍/无钴三元电池凭借其在能量密度方面的优势，一直是电池企业和主机厂的热门发展目标。然而，无钴电池能否在概念炒作之外大幅提升电池性能仍不确定。降低成本钴是一种昂贵的稀有资源，供应不稳定。降低钴含量有助于控制三元电池的材料成本。高镍、无钴能量密度提升钴在三元电池中的主要作用是稳定其结构，不参与电化学反应。降低钴的比例，增加镍的比例，可以提高能量密度。阴极材料能量密度 资源：经济观察、公共信息、德勤分析SVOLT的“无钴”电池•2021年8月，蜂巢科技研发的“无钴”电池首次量产。在引起业界极大关注的同时，其技术方法也引发了争论。N-C-M比率趋势1:1:15:2:36:2:28:1:1• 经过有意义的脱钴后，能量密度应该会增加，但蜂巢的无钴电池能量密度为240Wh/kg，仅与早期的NCM523相近，难以与NCM811的能量密度相提并论。•SVOLT无钴电池的正极材料是LiNi0.5锰1.5○4，这在技术上不是无钴三元材料，而是一种无钴二元材料的直接应用。 阴极材料发展趋势：LMFP© 2022。有关信息，请联系德勤中国。9LMFP的优势和发展趋势四轮车应用预计将在 2022 年下半年量产鉴于越来越关注 LFP 电池的安全性和成本效益，LMFP（LiFeXMn1-xPO4）虽然不是一种新材料，但被视为 LFP 的升级版，并重新流行起来。尽管 LMFP 的工业化程度不断提高，但短期内主要预计混合应用。• 与目前主流正极材料相比，LMFP具有更高的能量密度高于LFP，在安全性和成本上具有竞争优势。LMFPLFP三元（NCM）理论能量密度697 瓦时/公斤578 瓦时/公斤1204 瓦时/公斤安全高的高的中等的理论寿命长长中等的成本低的低的高的替代品LFP 的三元材料的混合应用资料来源：招商证券、中泰证券、专家访谈、公开资料、德勤分析•LMFP 的能量密度比 LFP 高 15%-20%，价格仅上涨 5%-6%，表明其具有成本效益的潜在替代机会。•LMFP可与三元材料结合使用。具有低成本、高安全性和高能量密度等优点，因此可以作为原始设备制造商的成本控制解决方案实施。•锂电拥有2000吨LMFP生产线。 2021年9月至2022年3月，公司拟建设年产3000吨LMFP的新设备。•到2021年底，两轮车LMFP的采购量已经很大，预计2022年下半年四轮车需求量将大幅增加。天能电池• 集团旗下天能锂电于2021年推出恒泰系列电池产品，采用自主研发的LMFP电芯。•动态的2021年，公司宣布建设“生产基地曲靖经济技术开发区“年产1万吨新型磷酸盐正极材料”。• 新型 LMFP 的样品已送去测试，预计将在 1 或 2 年后大规模生产。•宁德时代2017年，宁德时代的生产方法申请专利LMFP与石墨烯混合正极材料，具备LMFP生产技术能力。整体表现不错发展途径 新型阴极材料：富锂锰基材料© 2022。有关信息，请联系德勤中国。10富锂锰基材料可能是下一代正极材料富锂锰基材料产业化仍处于起步阶段1初始库仑效率 (ICE) 低, 富锂锰基正极材料在初始放电过程中经历相对较高的不可逆容量损失，从而影响其性能和循环寿命。2严重的能量损失, 在富锂锰基正极的迭代过程中材料、表面化学反应的联合作用及其内在膨胀会导致严重的电压损失，从而影响电池寿命。富锂锰基正极材料的特性在一定程度上改变了范式，被认为是下一代电池的可能突破口。但是，工业化道路还很年轻，仍然存在不确定性。9系三元材料 富锂锰基材料额定电压(V)400比容量（mAh/g）400能量密度 (Wh/kg)• 目前，富锂锰基材料的工业应用主要受限于其材料缺点：• 宁波富力公司率先涉足富锂锰基正极材料的产业化进程，北京宜春、江西特种电机、宁波容贝、桑顿等也有相关研发计划。资料来源：专家访谈、德邦证券、中科院、公开资料、德勤分析350• 富锂锰基正极材料可视为层状氧化物与 Li2MnO3 &LiMO2（M=Ni、Co、Mn）。• 与高镍三元材料相比，富锂锰基材料具有电压高、比放电容量大等优势，有望将锂电池的能量密度从目前的状态提升至400Wh/kg。•2021年，CAAM牵头的项目表明，富锂锰基电池的成本较三元锂电池可降低30%，发展潜力巨大。宁波富力电池材料科技有限公司是由中国科学院宁波材料技术与工程研究所锂电池工程实验室团队于2016年创立的创业公司。•专注于开发用于远程电动汽车锂电池的正极材料：富锂锰基正极材料和Si/C复合负极材料。•目前已建成中试生产线，使富力成为全球首家具备规模化提供高容量富锂锰基正极材料能力的供应商。4.53.7220工业化现状应用限制 负极材料发展趋势：硅基负极材料© 2022。有关信息，请联系德勤中国。11人造石墨3702%2702%1931491%1191%740%62%67%30%68%0%27%71%26%24%78%18%81%16%86%12%2%2015-2025年中国锂电池负极材料按品种出货量主流和硅基负极的理论容量400-4000mAh/g人造石墨和天然石墨是锂电池最常用的负极材料，但为了超越目前的能量密度极限，具有更高理论容量的硅基负极材料是研发的重要方向。千吨 其他阳极 硅基阳极天然石墨1,450 2015201620172018201920202025F资料来源：GGII、开元证券、公开资料、德勤分析类别材料理论容量340-370mAh/g• 人造石墨在循环寿命、安全性、充放电比等方面优于天然石墨，成本和容量/g相似。因此成为锂电池负极的主流选择。• 天然石墨的需求主要来自松下、SDI等国外企业，而国内企业则逐渐转向人造石墨。• 目前市场上高端石墨材料的容量已达到360~365 mAh/g，这意味着锂电池能量密度的提升空间有限。因此，具有更高理论容量的硅基负极材料具有成为下一代高能量密度锂电池负极材料的潜力。碳阳极材料非碳硅基天然石墨人造石墨310-360mAh/g 硅基负极材料技术路线及产业化进展© 2022。有关信息，请联系德勤中国。12硅基负极材料技术路线中国主要企业及其产业化进展SiO负极材料SiC复合负极材料• 日本和韩国公司在这条路线上起步较早，目前处于领先地位，拥有多个相对成熟的 SiOX产品已推出。• 尽管一些中国公司已尝试引入