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(chǎn)業(yè)狀況鋰電池產(chǎn)業(yè)狀況u鋰電池市場分析鋰電池市場分析u項目產(chǎn)品和工藝項目產(chǎn)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(biāo)：到政府目標(biāo)：到2012年，國內(nèi)有年，國內(nèi)有10%新生產(chǎn)的汽車是節(jié)能與新能源汽車。屆新生產(chǎn)的汽車是節(jié)能與新能源汽車。屆時汽車年產(chǎn)有可能達(dá)到時汽車年產(chǎn)有可能達(dá)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(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到3,000萬輛，新能源汽車比例達(dá)到30%，則將孕育出千萬輛

2、級的新能源汽車規(guī)?；袌?。 u電動自行車已進(jìn)入爆發(fā)增長階段，2009年我國電動兩輪車的產(chǎn)量是2,369萬輛(出口40萬輛)。預(yù)計2010年產(chǎn)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(shù)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(dǎo)。 u儲能領(lǐng)域?qū)儆谏鐣A(chǔ)設(shè)施，但其對電池的需求規(guī)模比汽車產(chǎn)業(yè)大一倍，是名副其實的“巨無霸”產(chǎn)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(lǐng)域?qū)閯恿︿囯姵禺a(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入強(qiáng)勁動力。據(jù)專業(yè)機(jī)構(gòu)估計，到2020年，我國新能源汽車領(lǐng)域市場規(guī)模有望達(dá)到2,8

3、80億元，儲能領(lǐng)域達(dá)到5,500億元，產(chǎn)業(yè)總規(guī)模將達(dá)萬億元級，比目前增長產(chǎn)業(yè)總規(guī)模將達(dá)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(chǎn)業(yè)鋰電池產(chǎn)業(yè)u我國目前有涉鋰公司幾千幾千家(包括銷售和服務(wù))，生產(chǎn)企業(yè)1,000多家(包括材料和元件)，鋰電池生產(chǎn)廠家100多個，這樣一個產(chǎn)業(yè)規(guī)模使我國的鋰電池總產(chǎn)量居于國際前列。u但是，我國有能力生產(chǎn)出動力鋰電池的企業(yè)不多，尚無一家能夠大批量生產(chǎn)合格的動力鋰電池，國內(nèi)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(chǎn)業(yè)面臨技術(shù)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(shù)門檻高技術(shù)門檻高u進(jìn)入壁壘難進(jìn)入壁壘難u產(chǎn)業(yè)升級快產(chǎn)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(shù)鋰電池技術(shù)1010鋰電池技術(shù)鋰電池技術(shù)1111鋰電池技術(shù)鋰電池技術(shù)1212鋰電池技術(shù)鋰電池技術(shù)1313u電池的安全性問題得到了特別的關(guān)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(jī)市場為主的比亞迪神話。u2、動力電池產(chǎn)業(yè)近年來在我國發(fā)展起來，國內(nèi)已建立起100余家企業(yè)，技 方 術(shù)來源多為大學(xué)和研究院所，工藝技術(shù)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(chǎn)出合格的動力電池產(chǎn)品。u3、由于鋰離子動力電池技

5、術(shù)門檻很高，難度很大，我國企業(yè)和先進(jìn)的日本 方 企業(yè)有很大的技術(shù)代差。u4、部分原材料需要進(jìn)口。1515鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢鋰電池產(chǎn)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(chǎn)業(yè)化技術(shù)突飛猛進(jìn)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)突飛猛進(jìn)。鋰電池是極為成本導(dǎo)向的市場，大容量汽車動力電池進(jìn)入產(chǎn)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(jìn)而

6、更降至3萬日元/kWh(2.4元/Wh)， 。u新的產(chǎn)業(yè)組織正在形成新的產(chǎn)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(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)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(quán)。鋰電產(chǎn)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(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到3,000萬輛，新能源汽車比例達(dá)到30%，則將孕育出千萬輛級的新能源汽車規(guī)?；袌?。產(chǎn)業(yè)總規(guī)模將達(dá)萬億元級，產(chǎn)業(yè)總規(guī)模將達(dá)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(dāng)于目前全世界手機(jī)電池總當(dāng)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(wǎng)已經(jīng)確定鋰電池為未來的主流儲能電池，將使電力儲存領(lǐng)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(dāng)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(dāng)電動汽車進(jìn)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(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大將使動力鋰電池的成本下降，刺激市場空間進(jìn)一步擴(kuò)大。1818國家對動力鋰電池的補(bǔ)貼政策國家對動力鋰電池的補(bǔ)貼政策u為鼓勵新能源汽車發(fā)展，我國相關(guān)配套

8、措施不斷完善，財政補(bǔ)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(wù)、環(huán)衛(wèi)和郵政等公共服務(wù)領(lǐng)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(bǔ)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(bǔ)助，地方財政重點對相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)及維護(hù)保養(yǎng)給予補(bǔ)助。具體政策為： 混合動力汽車按節(jié)油率分為五檔標(biāo)準(zhǔn)，最高每輛車補(bǔ)貼5萬元； 純電動汽車每輛可獲國家補(bǔ)貼6萬元、地方政府補(bǔ)貼6萬元，共計12萬元 10米以上城市公交客車另有標(biāo)準(zhǔn)，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(bǔ)

9、貼額分別為8萬元/輛和42萬元/輛；純電動汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為50萬元/輛。u上述政策體現(xiàn)了國家支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的決心和力度，彌補(bǔ)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(lǐng)域。 1919市場結(jié)構(gòu)變化趨勢市場結(jié)構(gòu)變化趨勢僅1家汽車廠商的1個20萬輛電動車型，就可產(chǎn)生超過手機(jī)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(dāng)電動汽車進(jìn)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(jīng)普及使用鋰電池的領(lǐng)域如電子數(shù)碼設(shè)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(jié)構(gòu)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(chǎn)規(guī)模世界主要鋰電池廠家生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)前五位，中國比亞迪/力神勉強(qiáng)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)規(guī)模超過中國！2121電動車市場電動車市場規(guī)模預(yù)測規(guī)模預(yù)測電動車產(chǎn)量預(yù)測電動

11、車產(chǎn)量預(yù)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(biāo)和汽車行業(yè)“十二五”規(guī)劃綱要，以2012和2020年汽車總產(chǎn)量分別達(dá)到2,000萬輛和3,000萬輛，新能源汽車比重達(dá)到10%

12、和30%為參照；u預(yù)測結(jié)果顯示，2014年新能源汽車比重方達(dá)到10%，而2020年并未達(dá)到30%。故本預(yù)測較為謹(jǐn)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(yù)測預(yù)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(zhì)量預(yù)測總質(zhì)量預(yù)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?cè)萘款A(yù)測總?cè)萘款A(yù)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(yù)測總能量預(yù)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(chǎn)品和工藝項目產(chǎn)品和工藝產(chǎn)品描述產(chǎn)品描述工藝方案工藝方案核心技術(shù)核心技術(shù)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(jié)構(gòu)層狀晶體層狀晶體尖晶石層狀結(jié)構(gòu)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(chǎn)工藝路線生產(chǎn)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(yù)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(chǎn)品的一致性產(chǎn)品的一致性u電池的一致性問題是電池組最為關(guān)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(zhì)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(dǎo)致電池質(zhì)量的一致性難以得到保障。u達(dá)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(jīng)濟(jì)型。電池平衡是一項至關(guān)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(dāng)。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(chǎn)品設(shè)計到工藝方案均把一致性問題作為重要的控制目標(biāo)，在每個細(xì)節(jié)均作了充分考慮，單體電池的一致性可以達(dá)到90%以上，而國內(nèi)企業(yè)目前的一致性水平僅為2030%。2727電池組的構(gòu)成電池組的構(gòu)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(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化核

18、心技術(shù)品質(zhì)保證系統(tǒng)品質(zhì)保證系統(tǒng)鋰電池材料技術(shù)鋰電池材料技術(shù)生產(chǎn)管理技術(shù)生產(chǎn)管理技術(shù)動力鋰電池動力鋰電池設(shè)計設(shè)計工藝技術(shù)及工藝技術(shù)及設(shè)備保證設(shè)備保證3030技術(shù)獲取途徑技術(shù)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(nèi)不具備動力電池的規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)，更不存在所謂“彎道超車”的可能。國內(nèi)的技術(shù)人員只具備小電池的生產(chǎn)經(jīng)驗，而動力電池的生產(chǎn)技術(shù)與小電池的生產(chǎn)技術(shù)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(fēng)險。u目前，全世界擁有鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的國家只有日本，在這方面日本至少領(lǐng)先世界10年。日本擁有一大批這方面的人才。當(dāng)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(quán)；日產(chǎn)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(jī)會，大量的引進(jìn)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(chǎn)體系以及質(zhì)量保證體系，并采用日本最新的鋰離子動力電池材料技術(shù)；電池設(shè)計技術(shù)；電池組裝技術(shù)等為本國的電動汽車配套。人才的引進(jìn)，不僅降低了企業(yè)低技術(shù)風(fēng)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(dá)到企業(yè)的目標(biāo)。u中國動力電池的新生企