鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制，現(xiàn)在只有少數(shù)幾個(gè)國家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。因此，我們這里主要討論的是鋰離子電池。

鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

　　根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，2017年1－10月，新能源汽車生產(chǎn)51.7萬輛，同比增長(zhǎng)45.6%；銷售49.0萬輛，同比增長(zhǎng)45.4%。其中純電動(dòng)汽車產(chǎn)銷42.7萬輛和40.2萬輛，同比增長(zhǎng)54.7%和55.8%；插電式混合動(dòng)力汽車產(chǎn)銷9.0萬輛和8.8萬輛，同比增長(zhǎng)13.9%和11.4%。新能源汽車產(chǎn)銷量仍然保持高速的增長(zhǎng)。

　　隨著新能源汽車產(chǎn)銷量爆發(fā)式增長(zhǎng)，新能源汽車在我國汽車產(chǎn)量占比不斷提升。2016年，新能源汽車產(chǎn)量占汽車總產(chǎn)量的比例為1.79%；新能源汽車銷量占汽車總銷量的比例為1.81%。2017年1-10月，新能源汽車產(chǎn)量占汽車總產(chǎn)量的比例為2.3%；新能源汽車銷量占汽車總銷量的比例為2.1%。

我國新能源汽車產(chǎn)銷量爆發(fā)式增長(zhǎng)（萬輛）

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我國汽車產(chǎn)銷量中新能源汽車占比不斷提升

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　　從應(yīng)用領(lǐng)域來看，鋰離子電池下游需求主要是3C消費(fèi)電子領(lǐng)域、動(dòng)力電池、工業(yè)及儲(chǔ)能。目前，3C消費(fèi)電子領(lǐng)域仍是鋰電池的最大需求終端，不過隨著新能源汽車產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)，刺激了對(duì)動(dòng)力電池的需求，成為鋰電池需求增長(zhǎng)的最主要的支撐點(diǎn)。

鋰離子電池內(nèi)部組件成本結(jié)構(gòu)圖

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我國鋰離子電池各消費(fèi)領(lǐng)域占比

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　　隔膜是決定鋰離子電池性能、安全性和成本的重要部分。鋰離子電池的放電原理是正極材料中的鋰離子Li+脫嵌，通過電解液移動(dòng)到負(fù)極中，電子則通過外電路從正極移動(dòng)到負(fù)極中形成電流。正負(fù)極材料一旦發(fā)生接觸就會(huì)導(dǎo)致電池發(fā)生短路，甚至發(fā)生燃燒和爆炸。而隔膜作為一種絕緣材料，其主要作用在于防止正負(fù)極材料接觸導(dǎo)致短路，成為保障電池安全的最重要部分之一。隔膜能夠浸潤(rùn)在電解液中，而且表面上有大量允許鋰離子通過的微孔。材料、厚度和微孔數(shù)量等特性都會(huì)影響鋰離子穿過隔膜的速度，進(jìn)而影響到電池的放電倍率、循環(huán)壽命等性能。在四大鋰離子電池材料中，隔膜的成本占比僅次于正極材料，約為10%-15%，在一些高端電池中，隔膜成本占比甚至超過20%，主要原因在于：四大鋰離子電池材料中，隔膜技術(shù)壁壘最高，毛利率最高。

鋰離子電池隔膜性能和技術(shù)要求

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　　鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝包括濕法工藝和干法工藝，同時(shí)干法工藝又可分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。

　　濕法工藝將液態(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，然后降溫進(jìn)行相分離，壓制得膜片，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(shí)間，用易揮發(fā)物質(zhì)洗脫殘留的溶劑，可制備出相互貫通的微孔膜材料。日本旭化成、日本東燃、韓國SK等均采用此工藝。

　　干法可細(xì)分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。干法單向拉伸工藝是通過生產(chǎn)硬彈性纖維的方法，制備出低結(jié)晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，再高溫退火獲得高結(jié)晶度的取向薄膜。這種薄膜先在低溫下進(jìn)行拉伸形成微缺陷，然后在高溫下使缺陷拉開，形成微孔。美國celgard、日本宇部興產(chǎn)等采用此工藝。干法雙向拉伸工藝是中國科學(xué)院化學(xué)研究所在20世紀(jì)90年代初開發(fā)出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝。通過在聚丙烯中加入具有成核作用的β晶型改進(jìn)劑，利用聚丙烯不同相態(tài)間密度的差異，在拉伸過程中發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變形成微孔，用于生產(chǎn)單層PP膜。

鋰離子電池隔膜干法和濕法兩種生產(chǎn)工藝比較

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　　就目前的技術(shù)工藝發(fā)展情況看，陶瓷涂覆工藝是提升隔膜品質(zhì)的一種有效方式。涂覆隔膜是指在基膜上涂布PVDF等粘黏劑或陶瓷氧化鋁。這樣帶來的直接作用是提高隔膜耐熱收縮性，防止隔膜收縮造成大面積短路；防止電池中的某些熱失控點(diǎn)擴(kuò)大形成整體熱失控。而在保障隔膜力學(xué)性能以及電化學(xué)性能的基礎(chǔ)之上，能盡可能的降低隔膜的厚度，降低隔膜的內(nèi)阻提高電池的體積容量和倍率性能。

　　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。

正極材料的性能指標(biāo)

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　　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(NCA、NCM)、錳酸鋰(LMO)和磷酸鐵鋰(LFP)等。鈷酸鋰主要用于小型鋰電，磷酸鐵鋰主要用于動(dòng)力鋰電，多元材料和錳酸鋰既可用于小型鋰電，又可用于動(dòng)力鋰電。目前在動(dòng)力鋰電正極材料方面主要有兩條路線，磷酸鐵鋰有較好的循環(huán)穩(wěn)定性能，成本也比較低，國內(nèi)技術(shù)成熟，但其能量密度較低，大概在130Wh/kg。對(duì)于高能量高性能的追求，是技術(shù)發(fā)展的必然方向，磷酸鐵鋰的先天不足，使國內(nèi)越來越多的企業(yè)開始轉(zhuǎn)向三元材料。三元材料已經(jīng)成為動(dòng)力鋰電正極材料的發(fā)展方向。