新能源鋰離子動力電池組的成本分析

1、動力鋰電池項目商業(yè)計劃書2 2目錄目錄u項目背景項目背景u鋰電池產業(yè)狀況鋰電池產業(yè)狀況u鋰電池市場分析鋰電池市場分析u項目產品和工藝項目產品和工藝u項目規(guī)劃和投資方案項目規(guī)劃和投資方案3 34 4項目背景項目背景新能源汽車和儲能新能源汽車和儲能u政府目標：到政府目標：到2012年，國內有年，國內有10%新生產的汽車是節(jié)能與新能源汽車。屆新生產的汽車是節(jié)能與新能源汽車。屆時汽車年產有可能達到時汽車年產有可能達到2,000萬輛，意味著將有萬輛，意味著將有200萬輛為新能源汽車。萬輛為新能源汽車。按照這種趨勢，2020年若我國汽車產業(yè)規(guī)模達到3,000萬輛，新能源汽車比例達到30%，則將孕育出千萬輛

2、級的新能源汽車規(guī)模化市場。 u電動自行車已進入爆發(fā)增長階段，2009年我國電動兩輪車的產量是2,369萬輛(出口40萬輛)。預計2010年產量將超過2,500萬輛(出口超過60萬輛)。目前電動自行車主要使用鉛酸/鎳氫電池，隨著動力鋰電池技術成熟和價格下降，將迅速實現(xiàn)替代并成為動力鋰電池的市場先導。 u儲能領域屬于社會基礎設施，但其對電池的需求規(guī)模比汽車產業(yè)大一倍，是名副其實的“巨無霸”產業(yè)，鑒于用途不同而性能要求低于汽車電池，成本相對低廉，故有可能先于汽車行業(yè)啟動。u新能源汽車和儲能領域將為動力鋰電池產業(yè)的發(fā)展注入強勁動力。據(jù)專業(yè)機構估計，到2020年，我國新能源汽車領域市場規(guī)模有望達到2,8

3、80億元，儲能領域達到5,500億元，產業(yè)總規(guī)模將達萬億元級，比目前增長產業(yè)總規(guī)模將達萬億元級，比目前增長100倍倍。5 5項目背景項目背景鋰電池產業(yè)鋰電池產業(yè)u我國目前有涉鋰公司幾千幾千家(包括銷售和服務)，生產企業(yè)1,000多家(包括材料和元件)，鋰電池生產廠家100多個，這樣一個產業(yè)規(guī)模使我國的鋰電池總產量居于國際前列。u但是，我國有能力生產出動力鋰電池的企業(yè)不多，尚無一家能夠大批量生產合格的動力鋰電池，國內動力鋰電池的有效供給能力與迅速顯現(xiàn)的現(xiàn)實需求存在23個數(shù)量級的差距，我國鋰電池產業(yè)面臨技術升級。6 6項目背景項目背景投資必要性投資必要性u市場空間大市場空間大u利潤空間大利潤空間大

4、u技術門檻高技術門檻高u進入壁壘難進入壁壘難u產業(yè)升級快產業(yè)升級快投資投資7 78 8鋰離子電池工作原理鋰離子電池工作原理9 9鋰電池技術鋰電池技術1010鋰電池技術鋰電池技術1111鋰電池技術鋰電池技術1212鋰電池技術鋰電池技術1313u電池的安全性問題得到了特別的關注1414存在的問題存在的問題u1、前些年，鈷酸鋰電池發(fā)展較快，造就了以手機市場為主的比亞迪神話。u2、動力電池產業(yè)近年來在我國發(fā)展起來，國內已建立起100余家企業(yè)，技 方 術來源多為大學和研究院所，工藝技術不成熟，實踐工藝時間短，仍在方 探索階段，至今沒有一家企業(yè)能夠大批量生產出合格的動力電池產品。u3、由于鋰離子動力電池技

5、術門檻很高，難度很大，我國企業(yè)和先進的日本 方 企業(yè)有很大的技術代差。u4、部分原材料需要進口。1515鋰電池產業(yè)發(fā)展趨勢鋰電池產業(yè)發(fā)展趨勢u動力電池成為主流。動力電池成為主流。未來新能源汽車將主要以鋰電池作為動力電池已是一個明確的方向，汽車動力鋰電池很快會超越既有市場成為市場主流。20152020年將研發(fā)出能提供兩倍于目前能量密度(200300Wh/kg)的第二代材料，開發(fā)下一代電池的全球性競爭正蓄勢待發(fā)！ u產業(yè)化技術突飛猛進產業(yè)化技術突飛猛進。鋰電池是極為成本導向的市場，大容量汽車動力電池進入產業(yè)化階段，價格將會大幅下降，從目前的20萬日元/kWh降至5萬日元/kWh(4元/Wh)，進而

6、更降至3萬日元/kWh(2.4元/Wh)， 。u新的產業(yè)組織正在形成新的產業(yè)組織正在形成。動力鋰電池是未來混合動力車和純電動車的主流電池，跨國汽車企業(yè)傾向于控制鋰電池企業(yè)，為此國際上動力鋰電池行業(yè)正在進行強強組合。同時，汽車零部件企業(yè)和傳統(tǒng)能源企業(yè)也都在積極參與，與汽車企業(yè)展開競爭，爭奪動力鋰電池的控制權。鋰電產業(yè)的整合，從沒有像現(xiàn)在這么活躍。 16161717鋰電池市場需求方向鋰電池市場需求方向u2020年若我國汽車產業(yè)規(guī)模達到3,000萬輛，新能源汽車比例達到30%，則將孕育出千萬輛級的新能源汽車規(guī)?；袌?。產業(yè)總規(guī)模將達萬億元級，產業(yè)總規(guī)模將達萬億元級，比目前增長比目前增長100倍倍。u

7、電動車的核心是電池，12萬輛電動車的動力電池相當于目前全世界手機電池總當量。傳統(tǒng)的鉛酸電池和鎳氫電池難以滿足新能源車的基本要求，鋰電池將是新能源車動力電池的主流方向。u國家電網已經確定鋰電池為未來的主流儲能電池，將使電力儲存領域成為鋰電池的需求大戶。一個50萬KW的中型電站存儲一天發(fā)出的電力即需要相當于12萬輛電動車的動力電池。u電動車對動力鋰電池存在巨大的需求彈性，當電動汽車進入普及階段，動力鋰電池市場必將呈現(xiàn)爆發(fā)式的迅猛增長。同時，產業(yè)規(guī)模的擴大將使動力鋰電池的成本下降，刺激市場空間進一步擴大。1818國家對動力鋰電池的補貼政策國家對動力鋰電池的補貼政策u為鼓勵新能源汽車發(fā)展，我國相關配套

8、措施不斷完善，財政補貼政策也相繼出臺。財政部、科技部已決定在北京、上海、重慶等13個城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點工作，以財政政策鼓勵在公交、出租、公務、環(huán)衛(wèi)和郵政等公共服務領域率先推廣使用節(jié)能與新能源汽車，對推廣使用單位購買節(jié)能新能源汽車給予補助。其中，中央財政重點對購置節(jié)能與新能源汽車給予一次性定額補助，地方財政重點對相關配套設施建設及維護保養(yǎng)給予補助。具體政策為： 混合動力汽車按節(jié)油率分為五檔標準，最高每輛車補貼5萬元； 純電動汽車每輛可獲國家補貼6萬元、地方政府補貼6萬元，共計12萬元 10米以上城市公交客車另有標準，其中混合動力汽車分為使用鉛酸電池和鎳氫/鋰離子電池兩類，最高補

9、貼額分別為8萬元/輛和42萬元/輛；純電動汽車補貼標準為50萬元/輛。u上述政策體現(xiàn)了國家支持新能源汽車產業(yè)發(fā)展的決心和力度，彌補了新能源車與同檔次同性能傳統(tǒng)汽車之間的大部分差價，由此催生了巨大的新能催生了巨大的新能源汽車市場空間，其中最大的現(xiàn)實意義是使汽車動力鋰電池從潛在的需求源汽車市場空間，其中最大的現(xiàn)實意義是使汽車動力鋰電池從潛在的需求變?yōu)楝F(xiàn)實的市場變?yōu)楝F(xiàn)實的市場，必將極大地刺激的動力鋰電池成為重點投資領域。 1919市場結構變化趨勢市場結構變化趨勢僅1家汽車廠商的1個20萬輛電動車型，就可產生超過手機電池行業(yè)規(guī)模的電池需求，顯示了電動車對鋰電池的巨大需求彈性。所以，當電動汽車進入普及階

10、段，動力鋰電池市場將呈爆發(fā)式迅猛增長。 未來十年，已經普及使用鋰電池的領域如電子數(shù)碼設備將穩(wěn)定持續(xù)增長，而動力鋰電池市場將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，從而使鋰電池市場結構發(fā)生劇烈變化，車用動力電池和儲能電池將占最大比重。 2020世界主要鋰電池廠家生產規(guī)模世界主要鋰電池廠家生產規(guī)模u日本三洋/索尼/松下和韓國三星/LG雄踞全球鋰電池產業(yè)前五位，中國比亞迪/力神勉強躋身前十位但與日韓企業(yè)已有很大差距且漸失增長勢頭。u韓國企業(yè)漲幅驚人產量已超越日本，但銷售收入尚有差距，全面超越必定以動力電池為主攻方向。u韓國兩個企業(yè)就可使其鋰電池產業(yè)規(guī)模超過中國！2121電動車市場電動車市場規(guī)模預測規(guī)模預測電動車產量預測電動

11、車產量預測(萬輛萬輛)類別類別2011年年2012年年2013年年2014年年2015年年2020年年大客車大客車EV3712151830HEV2510152040轎車轎車EV1020354560200HEV6205080120300其它其它EV820406080200EB2005001,0001,8002,2003,000合計合計(不含不含EB)2972147215298770注：注：EV為純電動車，HEV為混合動力車，EB為電動自行車。u按照國家發(fā)展新能源汽車的目標和汽車行業(yè)“十二五”規(guī)劃綱要，以2012和2020年汽車總產量分別達到2,000萬輛和3,000萬輛，新能源汽車比重達到10%

12、和30%為參照；u預測結果顯示，2014年新能源汽車比重方達到10%，而2020年并未達到30%。故本預測較為謹慎，抑或供給能力限制了需求。2222動力鋰電池動力鋰電池市場市場需求需求預測預測類別類別單車配置單車配置2011年年2012年年2013年年2014年年2015年年2020年年總質量預測總質量預測(萬噸萬噸)14336394120246大客EV1,500kg51118232745大客HEV500kg13581020轎車EV200kg24791240轎車HEV120kg126101436其它EV300kg2612182460自行車15kg3815273345總容量預測總容量預測(億億A

13、h)46110211313402824大客EV50,000Ah1535607590150大客HEV16,000Ah3816243264轎車EV7,000Ah714253242140轎車HEV4,000Ah28203248120其它EV10,000Ah820406080200自行車500Ah10255090110150總能量預測總能量預測(萬萬kWh)1,8564,4708,55012,68016,32024,600大客EV200kWh6001,4002,4003,0003,6006,000大客HEV70kWh1403507001,0501,4002,800轎車EV30kWh3006001,05

14、01,3501,8006,000轎車HEV16kWh963208001,2801,9204,800其它EV40kWh3208001,6002,4003,2008,000自行車2kWh4001,0002,0003,6004,4006,0002323四四項目產品和工藝項目產品和工藝產品描述產品描述工藝方案工藝方案核心技術核心技術2424正極材料評價正極材料評價電池成份鈷酸鋰鈷鎳酸鋰錳酸鋰三元材料磷酸鐵鋰LiCoO2Li(NiCo)O2LiMn2O4LiMnO2Li(NiCoMn)O2LiFePO4晶體結構層狀晶體層狀晶體尖晶石層狀結構層狀晶體橄欖石電壓(V)范圍3.54.52.54.23.83.9

15、3.44.334.53.23.4額定3.73.73.83.93.73.2比容量(mAh/g)理論274274148286201170實際14015519021090120200220155165130140能量密度(Wh/kg)30115123180120100(Wh/L)材料價格(元/kg)2552954348165185130180循環(huán)壽命(次)3003005001,0002,000溫度耐受性2055-2055-1050-1050-2055-4070充電0.20.5C放電(正常/峰值)0.5C/1720C充電時間34h34h34h34h34h自放電(%/月)5%5%5%5%5%5%2525

16、生產工藝路線生產工藝路線備料區(qū)備料區(qū)制片區(qū)制片區(qū)裝配區(qū)裝配區(qū)成化區(qū)成化區(qū)備料稱重配料清洗料罐檢測分條除塵輥壓干燥涂布合漿干燥噴碼氫氦試漏外殼裝配/封口TAB焊接極耳預焊接大電流分容注液化成初始分容除氣點容封膠切片短路測試電芯裝配稱重分送疊片2626產品的一致性產品的一致性u電池的一致性問題是電池組最為關鍵的問題。汽車動力電池是由很多單體電池組成，由于的原材料質地或其制造工藝不一致，則每個小電池之間就會存在差異，導致電池質量的一致性難以得到保障。u達不到一致性要求的電池組無法用作汽車動力電池，此意味著電池的一致性將直接影響汽車動力電池的經濟型。電池平衡是一項至關重要的功能，一個電池組的整體效能實

17、際上僅與其中最弱的一節(jié)電池相當。電池組中單體電池數(shù)量越多，一致性要求就越高。u本項目從產品設計到工藝方案均把一致性問題作為重要的控制目標，在每個細節(jié)均作了充分考慮，單體電池的一致性可以達到90%以上，而國內企業(yè)目前的一致性水平僅為2030%。2727電池組的構成電池組的構成電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯電芯2828電池組的集成控制電池組的集成控制2929產業(yè)化核心技術產業(yè)化核

18、心技術品質保證系統(tǒng)品質保證系統(tǒng)鋰電池材料技術鋰電池材料技術生產管理技術生產管理技術動力鋰電池動力鋰電池設計設計工藝技術及工藝技術及設備保證設備保證3030技術獲取途徑技術獲取途徑u我國動力電池發(fā)展時間短，電池企業(yè)在此方向研發(fā)投入不足，因此國內不具備動力電池的規(guī)?；a技術，更不存在所謂“彎道超車”的可能。國內的技術人員只具備小電池的生產經驗，而動力電池的生產技術與小電池的生產技術完全不同。在這樣的背景之下，投資者建廠還是具有很大的風險。u目前，全世界擁有鋰離子動力電池產業(yè)化技術的國家只有日本，在這方面日本至少領先世界10年。日本擁有一大批這方面的人才。當前，日本大企業(yè)在不斷的重組，比如松下兼并三洋；豐田汽車增持松下電池的股權；日產汽車與NEC電池合作等，造成一批動力電池人才離開原企業(yè)。美國（通用）與韓國（三星）抓住這一機會，大量的引進這方面的人才到自己的動力電池企業(yè)工作，建立成熟的動力電池生產體系以及質量保證體系，并采用日本最新的鋰離子動力電池材料技術；電池設計技術；電池組裝技術等為本國的電動汽車配套。人才的引進，不僅降低了企業(yè)低技術風險，也使企業(yè)能夠快速超越動力電池發(fā)展的某些坎坷，快速的達到企業(yè)的目標。u中國動力電池的新生企