三元電池?zé)o論長(zhǎng)期成長(zhǎng)空間還是短期彈性均優(yōu)于鐵鋰，同時(shí)動(dòng)力電池準(zhǔn)入目錄的實(shí)現(xiàn)，大幅降低供給增速。預(yù)計(jì) 2016 年三元需求為 9.5-10Gwh，全行業(yè)有效產(chǎn)能 12Gwh 左右，三星、LG 等合資廠(chǎng)商合計(jì)超 4Gwh，但未進(jìn)目錄將致放量滯后。同時(shí)三季度后物流車(chē)重現(xiàn) 2015 年下半年新能源客車(chē)搶裝行情，下游需求爆發(fā)增長(zhǎng)將打破供需平衡，電芯環(huán)節(jié)四季度漲價(jià)將是大概率時(shí)間。電芯漲價(jià)10%，利潤(rùn)將翻倍。

　　根據(jù)對(duì)動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)的理解，雖然鐵鋰電池在安全性與循環(huán)性能方面相較于于三元電池具備一定的優(yōu)勢(shì)，但隨著三元材料體系及電池管理系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，目前三元電池在安全性及循環(huán)性能上與鐵鋰電池的差距正在逐漸縮小，目前三元電池循環(huán)次數(shù)基本能達(dá)到 2000 次以上，雖然仍低于鐵鋰電池，但已能滿(mǎn)足車(chē)用動(dòng)力電池的需要。而鐵鋰電池能量密度過(guò)低的問(wèn)題難以得到解決，未來(lái)隨著三元電池能量密度的逐漸提升，鐵鋰短板效應(yīng)愈加明顯。

　　從技術(shù)層面來(lái)看，目前負(fù)極材料即使較為低端的天然石墨其材料容量普遍達(dá)到 350mAh〃g-1 以上，而正極材料普遍低于 160mAh〃g-1，鋰電池能量密度的高低由能量密度更低的材料決定，因此，目前制約電池能量密度提升的關(guān)鍵在正極材料能量密度過(guò)低。

正極材料是制約鋰電性能提升的關(guān)鍵因素

　　不同正極材料對(duì)于電池能量密度的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：工作電壓與材料容量，相同的材料容量，如果電池電壓越高則其能量密度也越高（Wh/g=V* Ah/g），反之亦然。

工作電壓與材料克容量是電池能量密度的決定因素

　　目前動(dòng)力電池負(fù)極材料基本以人造石墨為主，正極材料不同的氧化還原電位，使得不同正極材料體系的電池具有不同的工作電壓。鐵鋰電池目前工作電壓為3.2V，繼續(xù)提升難度極高。而三元電池工作電壓普遍在 3.7V左右，且部分高電壓產(chǎn)品已經(jīng)能夠達(dá)到 4.2V的工作電壓，相較于鐵鋰電池優(yōu)勢(shì)明顯。

三元電池工作電壓較鐵鋰高 15%以上

　　1mol正極材料 Li離子完全脫嵌時(shí)轉(zhuǎn)移的電量為 96485.33C， mAh/g 指每克電極材料理論上放出的電量為 3.6C（1×（10－3）A×3600S）。而電極材料理論電池材料克容量主要由材料分子量決定，鐵鋰正極材料 LiFePO4 分子量為157.756g/mol， 由此折算出來(lái)的理論電容量為 170 mAh/g （ 96485.33/157.756/3.6）同理可以算出三元材料 NCA與 NCM 材料的理論電容量分別為 279 mAh/g、278mAh/g（按照 811 配比計(jì)算） ，較鐵鋰材料高 64%。

三元材料理論克容量較鐵鋰高 64%

　　目前產(chǎn)業(yè)界鐵鋰材料實(shí)際電容量已達(dá)到 140 mAh/g 左右，接近理論材料極限水平，而三元材料目前實(shí)際電容量在 160-180 mAh/g，距離 279 mAh/g 的理論極限，仍然具有 60%左右的提升空間，因此三元材料克容量未來(lái)提升潛力也更大。

三元材料未來(lái)電容量提升潛力更大

　　考慮到電芯中負(fù)極材料、電解液、隔膜、極耳等材料對(duì)于提高電池能量密度并未有直接貢獻(xiàn)，但對(duì)于完成鋰離子循環(huán)必不可少，其在電芯中總質(zhì)量中占比達(dá)到 60%左右，使得電芯實(shí)際能夠達(dá)到的能量密度只有材料能量密度的 40%左右。

負(fù)極材料、電解液及隔膜質(zhì)量占電芯比重達(dá)到 60%左右

　　在電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展路線(xiàn)圖中，明確提出了 2020 年電池單體 300Wh/kg 的發(fā)展目標(biāo)。目前業(yè)界領(lǐng)先的鐵鋰電池單體能量密度約 130Wh/Kg 左右，三元電池普遍達(dá)到 160-180Wh/Kg，LG、三星等能夠做到 200Wh/Kg 以上。從未來(lái)發(fā)展?jié)摿��?lái)看，即使按照鐵鋰材料 170 mAh/g 的極限電容量計(jì)算，對(duì)應(yīng)的電池的能量密度也僅能達(dá)到 216Wh/Kg（3.2×170×40%） ，無(wú)法實(shí)現(xiàn) 300Wh/Kg 的既定發(fā)展目標(biāo)。對(duì)于三元材料來(lái)看， 在 3.7V電壓等級(jí)下， 組成電池后極限能量密度達(dá)到 412Wh/Kg （3.7×279×40%）左右，如果電壓等級(jí)進(jìn)一步提高，其能量密度將進(jìn)一步提高。因此認(rèn)為，隨著三元材料的持續(xù)進(jìn)步以及電壓等級(jí)的進(jìn)一步提高，2020 年能量密度達(dá)到 300Wh/Kg 的發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)概率較高。

鐵鋰電池?zé)o法實(shí)現(xiàn) 2020 年300Wh/Kg 的發(fā)展目標(biāo)

　　從技術(shù)層面對(duì)三元與鐵鋰電池未來(lái)發(fā)展?jié)摿ψ隽嗽敿?xì)分析，得出結(jié)論三元電池未來(lái)發(fā)展?jié)摿Ω�大。回歸當(dāng)前動(dòng)力電池市場(chǎng)，從 2015 年不同車(chē)型動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)選擇來(lái)看，純電動(dòng)乘用車(chē)市場(chǎng)上，磷酸鐵鋰、三元及其它材料電池搭載量分別為 1.33、1.93、0.04Gwh；純電動(dòng)專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)上三種電池搭載量分別為 0.67、1.1、0.09Gwh；純電動(dòng)客車(chē)市場(chǎng)上三種電池搭載量分別為 7.66、1.18、0.29Gwh。從不同車(chē)型對(duì)電池的選擇來(lái)看，在對(duì)能量密度要求更高的乘用車(chē)與專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)三元電池占比已經(jīng)過(guò)半，而客車(chē)市場(chǎng)磷酸鐵鋰電池主流地位穩(wěn)固。

2015 年客車(chē)以磷酸鐵鋰為主，乘用車(chē)與專(zhuān)用車(chē)更偏好三元電池

　　安全至上，客車(chē)上磷酸鐵鋰仍將是主流。鐵鋰電池在安全與循環(huán)性能上相較于三元電池優(yōu)勢(shì)明顯，2016 年初出于安全因素考慮，工信部暫停三元電池在客車(chē)市場(chǎng)的使用。即使后續(xù)政策層面對(duì)三元電池在客車(chē)領(lǐng)域使用逐漸放開(kāi)后，但考慮到客車(chē)本身對(duì)電池能量密度敏感性低以及對(duì)安全的高要求，磷酸鐵鋰電池仍將占據(jù)主流地位。

　　參考各種車(chē)型電池搭載量以及各類(lèi)車(chē)型產(chǎn)量，可測(cè)算出 2015 年純電動(dòng)客車(chē)、插電式混動(dòng)客車(chē)、純電動(dòng)專(zhuān)用車(chē)、純電動(dòng)乘用車(chē)以及插電式混動(dòng)乘用車(chē)單車(chē)平均帶電量分別為 105、20、40、22、14Kwh。

2015 年各類(lèi)車(chē)型單車(chē)平均帶電量

　　在 2015 年各類(lèi)車(chē)型單車(chē)平均帶電量的基礎(chǔ)上，參考補(bǔ)貼變化趨勢(shì)以及電池能量密度提升趨勢(shì)（每年 10%），合理假設(shè)了相應(yīng)車(chē)型未來(lái)單車(chē)帶電量的變化趨勢(shì)，并結(jié)合上文中對(duì)于各類(lèi)車(chē)型未來(lái)產(chǎn)量預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到 2020 年動(dòng)力電池需求量將超過(guò) 90Gwh，“十三五”期間年均復(fù)合增速 40%。

2020 年動(dòng)力電池需求量將超 90Gwh，未來(lái) 5年年均復(fù)合增速超40%

　　未來(lái)鐵鋰電池在客車(chē)市場(chǎng)仍將占據(jù)主導(dǎo)地位，三元電池在乘用與專(zhuān)用車(chē)高速增長(zhǎng)帶動(dòng)下，空間更大。經(jīng)過(guò)測(cè)算，預(yù)計(jì) 2016 年三元電池需求量將達(dá)到9.55Gwh，同比將實(shí)現(xiàn)翻倍以上增長(zhǎng)，到 2020 年將接近 60Gwh，年均復(fù)合增速超過(guò) 60%。鐵鋰電池 2016年需求量約 16Gwh，同比增長(zhǎng) 45%左右，到 2020年將進(jìn)一步增長(zhǎng)到 30Gwh 左右，未來(lái) 5年鐵鋰電池市場(chǎng)需求仍將保持 21%的年均復(fù)合增速，增速超出市場(chǎng)預(yù)期。

三元電池空間彈性均更大，鐵鋰電池年均復(fù)合增速仍有 20%

　　近期政策層面對(duì)動(dòng)力電池規(guī)范力度明顯加大，電池廠(chǎng)商目錄制的出臺(tái)使得整車(chē)廠(chǎng)商對(duì)電池質(zhì)量重視度將進(jìn)一步提升，緩沖期至 2017 年7 月1 日，考慮到整車(chē)廠(chǎng)商更換電池后，技術(shù)測(cè)試及重新申請(qǐng)目錄時(shí)間周期長(zhǎng)達(dá)半年以上，意味著年內(nèi)無(wú)法進(jìn)入目錄的電池廠(chǎng)商 2017 年內(nèi)難以獲得車(chē)廠(chǎng)訂單， 動(dòng)力電池準(zhǔn)入目錄的推行將大幅降低供給增速。

電池規(guī)范目錄流程圖