纳米锂离子电池材料实施方案.pdf

纳米锂离子电池材料实施方案泓域咨询/规划设计/投资分析报告说明铅酸蓄电池自1859年发明以来，具有成熟的生产技术，可以大批 量生产，生产成本是三种动力电池类型中最低的，被广泛应用于内燃 机汽车内部各种电器和电子设备的电源，但由于金属铅密度较大，导 致铅酸蓄电池的比能量和比功率较低，难以满足电动汽车的长距离行 驶。本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨 慎财务估算，项目总投资6097 6.21万元，其中：建设投资5087 4.83 万元，占项目总投资的83.43%；建设期利息1200.51万元，占项目总 投资的1.97%；流动资金8900.87万元，占项目总投资的14.60虬根据谨慎财务测算，项目正常运营每年营业收入17 17 00.00万元,综合总成本费用137 144.78万元，净利润21204.85万元，财务内部收 益率21.98%,财务净现值1591.41万元，全部投资回收期5.04年。本 期项目具有较强的财务盈利能力，其财务净现值良好，投资回收期合 理。本期项目技术上可行、经济上合理，投资方向正确，资本结构合 理，技术方案设计优良。本期项目的投资建设和实施无论是经济效益、社会效益等方面都是积极可行的。综合判断，在经济发展新常态下，我区发展机遇与挑战并存，机 遇大于挑战，发展形势总体向好有利，将通过全面的调整、转型、升 级，步入发展的新阶段。知识经济、服务经济、消费经济将成为经济 增长的主要特征，中心城区的集聚、辐射和创新功能不断强化，产业 发展进入新阶段。报告深入进行项目建设方案设计，包括：项目的建设规模与产品 方案、工程选址、工艺技术方案和主要设备方案、主要材料辅助材料、环境影响问题、项目建成投产及生产经营的组织机构与人力资源配置、项目进度计划、所需投资进行详细估算、融资分析、财务分析、国民 经济评价、社会评价、项目不确定性分析、风险分析、综合评价等。本期项目是基于公开的产业信息、市场分析、技术方案等信息，并依托行业分析模型而进行的模板化设计，其数据参数符合行业基本 情况。本报告仅作为投资参考或作为学习参考模板用途。目录第一章项目绪论第二章项目背景、必要性第三章行业发展及市场分析第四章产品方案与建设规划第五章项目选址方案第六章建筑工程技术方案第七章原辅材料供应及成品管理第八章工艺技术说明第九章环保分析第十章劳动安全生产分析第十一章节能说明第十二章人力资源配置第十三章进度计划第十四章投资计划第十五章经济效益及财务分析第十六章招标、投标第十七章风险评估分析第十八章总结评价说明第十九章附表第一章项目绪论一、概述（一）项目基本情况1、项目名称：纳米锂离子电池材料2、承办单位名称：xx集团有限公司3、项目性质：新建4、项目建设地点：xx（以最终选址方案为准）5、项目联系人：孙xx（二）主办单位基本情况面对宏观经济增速放缓、结构调整的新常态，公司在企业法人治 理机构、企业文化、质量管理体系等方面着力探索，提升企业综合实 力，配合产业供给侧结构改革。同时，公司注重履行社会责任所带来 的发展机遇，积极践行“责任、人本、和谐、感恩”的核心价值观。多年来，公司一直坚持坚持以诚信经营来赢得信任。（三）项目建设选址及用地规模本期项目选址位于XX（以最终选址方案为准），占地面积约134.28亩。项目拟定建设区域地理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，非常适宜本期项目建设。（四）产品规划方案根据项目建设规划，达产年产品规划设计方案为：纳米锂离子电 池材料10000吨/年。二、项目提出的理由钻酸锂自从锂离子电池商业化以来，一直作为正极材料的主流被 应用，其主要技术发展发生在2000年前后的高密度化合成工艺，通过 提高烧结温度和增加烧结次数，合成出十几微米以上的单晶一次晶粒,将钻酸锂电极的压实密度提高到4.0g/m3以上。根据工信部2016年发布的第1-5批新能源汽车推广应用推荐车型 目录，共有347款插电式混合动力商用车入选，其中搭载磷酸铁锂电 池的车型占比约为33.14%,镒酸锂占比41.50%,三元材料占比8.36%,银氢电池占比2.02%,未披露电池型号占比14.72%；2017年发布的第 1-9批新能源汽车推广应用推荐车型目录，共有403款插电式混合动力 商用车入选，其中搭载磷酸铁锂电池的车型占比约为33.00%,镒酸锂 占比63.28%,三元材料占比2.23%,未披露电池型号占比1.24%。综合判断，在经济发展新常态下，我区发展机遇与挑战并存，机 遇大于挑战，发展形势总体向好有利，将通过全面的调整、转型、升 级，步入发展的新阶段。知识经济、服务经济、消费经济将成为经济 增长的主要特征，中心城区的集聚、辐射和创新功能不断强化，产业 发展进入新阶段。三、项目总投资及资金构成本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨 慎财务估算，项目总投资6097 6.21万元，其中：建设投资5087 4.83 万元，占项目总投资的83.43%；建设期利息1200.51万元，占项目总 投资的1.97%；流动资金8900.87万元,占项目总投资的14.60%。四、资金筹措方案（一）项目资本金筹措方案项目总投资6097 6.21万元，根据资金筹措方案，xx集团有限公司 计划自筹资金（资本金）3647 6.21万元。（二）申请银行借款方案根据谨慎财务测算，本期工程项目申请银行借款总额24500.00万 yc o五、项目预期经济效益规划目标1、项目达产年预期营业收入（SP）：17 17 00.00万元（含税）。2、年综合总成本费用（TC）：137 144.78万元。3、项目达产年净利润（NP）：21204.85万元。4、财务内部收益率（FIRR）：21.98%o5、全部投资回收期（Pt）：5.04年（含建设期24个月）。6、达产年盈亏平衡点（BE P）：23540.51万元（产值）。六、项目建设进度规划项目计划从可行性研究报告的编制到工程竣工验收、投产运营共 需24个月的时间。七、报告编制依据和原则（一）编制依据1、中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲 要；2、中国制造2025；3、建设项目经济评价方法与参数及使用手册（第三版）；4、项目公司提供的发展规划、有关资料及相关数据等。（二）编制原则1、严格遵守国家和地方的有关政策、法规，认真执行国家、行业 和地方的有关规范、标准规定；2、选择成熟、可靠、略带前瞻性的工艺技术路线，提高项目的竞 争力和市场适应性;3、设备的布置根据现场实际情况，合理用地；4、严格执行“三同时”原则，积极推进“安全文明清洁“生产工 艺，做到环境保护、劳动安全卫生、消防设施和工程建设同步规划、同步实施、同步运行，注意可持续发展要求，具有可操作弹性；5、形成以人为本、美观的生产环境，体现企业文化和企业形象；6、满足项目业主对项目功能、盈利性等投资方面的要求；7、充分估计工程各类风险，采取规避措施，满足工程可靠性要求。八、研究范围报告是以该项目建设单位提供的基础资料和国家有关法令、政策、规程等以及该项目相关内外部条件、城市总体规划为基础，针对项目的 特点、任务与要求，对该项目建设工程的建设背景及必要性、建设内 容及规模、市场需求、建设内外部条件、项目工程方案及环境保护、项目实施进度计划、投资估算及资金筹措、经济效益及社会效益、项 目风险等方面进行全面分析、测算和论证，以确定该项目建设的可行 性、效益的合理性。九、研究结论项目建设符合国家产业政策，具有前瞻性；项目产品技术及工艺 成熟，达到大批量生产的条件，且项目产品性能优越，是推广型产品；项目产品采用了目前国内最先进的工艺技术方案；项目设施对环境的 影响经评价分析是可行的；根据项目财务评价分析，经济效益好，在 财务方面是充分可行的。十、主要经济指标一览表主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积m289519.91约134.28亩1.1总建筑面积m2107 423.89容积率1.201.2基底面积m2537 11.95建筑系数60.00%1.3投资强度万元/亩362.301.4基底面积m2537 11.952总投资万元6097 6.212.1建设投资万元5087 4.832.1.1工程费用万元43859.422.1.2工程建设其他费用万元5900.502.1.3预备费万元1114.912.2建设期利息万元1200.512.3流动资金8900.873资金筹措万元6097 6.213.1自筹资金万元3647 6.213.2银行贷款万元24500.004营业收入万元17 17 00.00正常运营年份5总成本费用万元137 144.78W If6利润总额万元2827 3.14w II7净利润万元21204.85ir ii8所得税万元7 068.28ir II9增值税万元6248.76ir ii10税金及附加万元6282.08ir ii11纳税总额万元19599.12tr ii12工业增加值万元47 905.64ir ii13盈亏平衡点万元23540.51产值14回收期年5.04含建设期24个月15财务内部收益率21.98%所得税后16财务净现值万元1591.41所得税后第二章项目背景、必要性一、产业发展情况1、政府机关及公共机构购买新能源汽车实施方案指出中央国家机关以及纳入财政部、科技部、工信部、国家发改 委备案范围的新能源汽车推广应用城市的政府机关及公共机构购买的 新能源汽车占当年配备更新总量的比例不低于30%,以后逐年提高。除 上述政府机关及公共机构外，各省（区、市）其他政府机关及公共机 构，2014年购买的新能源汽车占当年配备更新总量的比例不低于10%（其中京津冀、长三角、珠三角细微颗粒物治理任务较重区域的政府 机关及公共机构购买比例不低于15%）；2015年不低于20%；2016年 不低于30%,以后逐年提高。2、关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知提出京津冀、长三角和珠三角地区等大气污染治理重点区域中的 城市或城市群，2013年度新能源汽车推广数量不低于2500辆（标准车,下同），2014年度不低于5000辆，2015年度不低于10000辆；其他 地区的城市或城市群，2013年度推广数量不低于1,500辆，2014年度 不低于3,000辆，2015年度不低于5,000辆。推广数量以纯电动乘用 车为标准进行计算，其他类型新能源汽车按照相应比例进行折算。3、中国制造2025重点领域技术路线图（2015版）提出2020年中国新能源汽车的年销量达到汽车市场需求总量的5%以上，2025年增至20%左右，形成自主可控完整的产业链。4、“十三五”国家战略性新兴产业发展规划提出实现新能源汽车规模应用的目标，到2020年，实现当年产销 200万辆以上，累计产销超过500万辆，整体技术水平保持与国际同步,形成一批具有国际竞争力的新能源汽车整车和关键零部件企业。5、“十三五”节能减排综合工作方案提出公共机构率先淘汰老旧车，率先采购使用节能和新能源汽车,中央国家机关、新能源汽车推广应用城市的政府部门及公共机构购买 新能源汽车占当年配备更新车辆总量的比例提高到50%以上。6、锂离子电池从1937年Davidson于阿伯丁制造了世界上第1辆以电池为动力 源的车辆以来，电动汽车用动力电池经过了近80年的发展，目前主要 有铅酸蓄电池、银氢电池及锂离子电池等三种类型。铅酸蓄电池自1859年发明以来，具有成熟的生产技术，可以大批 量生产，生产成本是三种动力电池类型中最低的，被广泛应用于内燃 机汽车内部各种电器和电子设备的电源，但由于金属铅密度较大，导致铅酸蓄电池的比能量和比功率较低，难以满足电动汽车的长距离行 驶。锲氢电池是碱性电池的一种，碱性电池是由锲基和碱性溶液电解 液构成，主要有银镉电池、银锌电池和银氢电池3种，其中凭借较好 的环保性和较高的能量密度，银氢电池被广泛应用于电动汽车，但其 在低温时容量减小和高温时充电耐受性较差，同时金属镶较为昂贵，其单位千瓦时的价格约是锂离子电池的2倍，且其价格下降幅度有限,制约了它在电动汽车进一步推广应用。锂离子电池是目前应用最为广泛的锂电池，也是上述三种动力电 池类型中性能最好的，同质量的锂离子电池其能量是铅酸电池的4-6 倍，是银氢电池的2-3倍，同能量的锂离子电池其生产成本上虽高于 铅酸蓄电池，但低于锲氢电池，使得其在电动汽车领域得到最为广泛 的运用。二、区域产业环境分析“十三五”时期，我区发展面临诸多机遇和有利条件。我国经济 长期向好的基本面没有改变，发展仍然处于重要战略机遇期的重大判 断没有改变，但战略机遇期的内涵发生深刻变化，正在由原来加快发 展速度的机遇转变为加快经济发展方式转变的机遇，正在由原来规模快速扩张的机遇转变为提高发展质量和效益的机遇，我区推动转型发 展契合发展大势。“十三五”时期，我区发展也面临一些困难和挑战。从宏观形势 看，世界经济仍然处于复苏期，发展形势复杂多变，国内经济下行压 力加大，传统产业面临重大变革，区域竞争更加激烈，要素成本不断 提高，我区发展将不断面临新形势、新情况和新挑战。从自身来看，我区仍处于产业培育的“关键期”、社会稳定的“敏感期”和转型发 展的“攻坚期”，有很多经济社会发展问题需要解决，特别是经济总 量不够大、产业结构不够优、重构支柱产业体系任重道远，资源瓶颈 制约依然突出、创新要素基础薄弱、发展动力不足等问题亟需突破，维护安全稳定压力较大，保障和改革民生任务较重。三、项目承办单位发展概况面对宏观经济增速放缓、结构调整的新常态，公司在企业法人治 理机构、企业文化、质量管理体系等方面着力探索，提升企业综合实 力，配合产业供给侧结构改革。同时，公司注重履行社会责任所带来 的发展机遇，积极践行“责任、人本、和谐、感恩”的核心价值观。多年来，公司一直坚持坚持以诚信经营来赢得信任。面对宏观经济增速放缓、结构调整的新常态，公司在企业法人治 理机构、企业文化、质量管理体系等方面着力探索，提升企业综合实 力，配合产业供给侧结构改革。同时，公司注重履行社会责任所带来 的发展机遇，积极践行“责任、人本、和谐、感恩”的核心价值观。多年来，公司一直坚持坚持以诚信经营来赢得信任。公司依据公司法等法律法规、规范性文件及公司章程的 有关规定，制定并由股东大会审议通过了董事会议事规则，董 事会议事规则对董事会的职权、召集、提案、出席、议事、表决、决议及会议记录等进行了规范。四、行业背景分析(1)全球锂离子电池市场快速发展，中国市场是其增长的主要驱 动力近几年，全球锂离子电池出货量实现快速增长，20102015年复合 增长率达32.81%。其中，分国家来看，由于锂离子电池是由日本企业 第一个推向市场，在过去很长一段时间内，日本一直是最大的锂离子 电池产业聚集地；在20世纪最后几年，韩国和中国开始涉足锂离子电 池产业，并在近几年快速崛起，其中，凭借国内智能手机及新能源汽 车市场的爆发，中国超越了日本和韩国，成为全球最大的锂离子电池 出货国。2015年，中国锂离子电池出货量为35.30GWh,占全球的 39.64%,2010-2015年复合增长率达53.08%,是全球锂离子电池市场 增长的主要驱动力。（2）从下游应用结构看，电动汽车行业是下游增长最快的应用市 场从下游应用结构看，虽然手机、平板电脑、笔记本电脑等消费电 子类应用目前仍是锂离子电池的最大下游，但电动汽车用锂离子电池 出货量保持较为快速增长，其所占比重有较大的提升。2014年，全球 电动汽车用锂离子电池有16.7 GWh,同比增长46.00%,占锂离子电池 的比重为25.13%；2015年有28.47 GWh,同比增长7 0.48%,占锂离子 电池总量的比重提升至28.26%；2016年约有45.33GWh,同比增长 59.22%,比重进一步提升至39.29%。其中，根据高工锂电的统计数据，2014年我国电动汽车用锂离子 电池产量为3.48GWh,占全球电动汽车用锂离子电池的比重为20.85%；2015年我国电动汽车用锂离子电池产量为15.91GWh,同比增长 356.70%,占全球电动汽车用锂离子电池的55.88%；2016年我国电动 汽车用锂离子电池产量为30.80GWh,同比增长93.59%,占全球电动汽 车用锂离子电池的67.95%,比重快速上升，是全球电动汽车用锂离子 电池增长的主要驱动力。新能源汽车作为电动汽车最重要的组成部分，2016年我国新能源 汽车占汽车总销量的比例为1.81%,与“2020年中国新能源汽车年销 量超过汽车年总销量的7%”的战略目标仍有较大的差距，未来新能源 汽车较大的发展空间将驱动电动汽车行业更为快速增长，从而带动电 动汽车用锂离子电池比重的大幅提升。(3)随着锂离子电池行业的快速发展，其价格在逐步下降随着行业快速发展，锂离子电池的销售价格实现了一定幅度的下 滑，2007-2014年复合下降幅度约15%,2014年锂离子电池的市场均价 为1.5元/Wh,其中，锂离子动力电池约1.9元/Wh。根据中国化学与 物理电源行业协会2017年6月的价格统计，锂离子动力电池的价格区 间为1.5元/Wh-1.7元/Wh,价格逐步下降。未来，锂离子电池价格的持续下降，有利于降低新能源汽车补贴 的逐步退坡对行业带来的不利影响。虽然根据关于2016-2020年新 能源汽车推广应用财政支持政策的通知，2019-2020年新能源汽车的 补助标准在2016年基础上将下降40%,补贴逐步退坡成为趋势；而根 据中国电池网、真锂研究的预测，2020年锂离子动力电池的均价会降 到约1.3元/Wh以下，下降幅度约为10%-20%,意味着下游新能源汽车 制造商的成本也会呈现至少约30%的降幅，加之制造商自身工艺的改进,其生产成本每年会有更大幅度的下降，有效降低了补贴逐步退坡对新 能源汽车行业的影响，持续推动新能源汽车的进一步普及。(4)同时，行业的快速增长也带来锂离子电池产能的快速扩张2014年之前，我国锂离子电池企业的产能利用率一直保持在30%以下，产能过剩极为严重。而从2014年下半年开始，受益于新能源汽 车产销量的爆发，锂离子动力电池的需求快速增加，产能利用率开始 上升，达到60.22%,随即为了满足下游新能源汽车持续高增长带来的 强劲需求，锂离子电池企业开始纷纷投资建设锂离子动力电池生产线,扩大生产产能，根据高工锂电的统计，2016年中国锂离子动力电池新 增产能达42GWh,相比2015年增长了 180.00%。但未来，新能源汽车 的产量仍将保持高速增长，根据节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)，2020年我国新能源汽车产量将达到200万辆，可对新增产能形成有效的支撑。(5)未来，工艺出色或与整车厂关系密切的企业将在行业中脱颖 而出在锂离子动力电池产能快速扩张的背景下，锂离子电池生产厂商 之间需要比拼的是技术与成本。技术方面，一般难以在短期内出现革 命性的突破，锂离子电池生产厂商均在为生产更大容量、轻量化电池 组做技术研发的储备；成本方面，行业领先企业拥有明显规模效应，以及优于行业平均水平的良品率，出色的成本控制能力使得该等企业 会在销售价格上具有较大的主动权。此外，基于下游整车厂不会轻易 更换锂离子电池厂商的特性，锂离子电池厂商与下游整车厂会形成较 为长期稳定的供应关系，客户粘性较强，使得锂离子电池厂商具有明 显的客户优势，在市场竞争中脱颖而出。规模效应和良品率与工艺水平关联性较强厂房和生产设备的折旧、研发投入、劳动力成本等都属于制造成 本，根据真锂研究的统计，这部分成本占锂离子动力电池生产成本的 17%,其单位成本下降取决于生产线的利用率，最终由销售来决定，性 能可靠的大容量电池也会获得更多的订单，而是否能生产出性能可靠 的大容量电池，核心还需依赖于生产工艺的提升。以三星SDI为例，其当前给宝马i3提供的电池单元是60Ah产品，而现在其已经可以用 60Ah的壳体开发出了 94Ah产品，此意味着单位电池的体积能量密度提 高了 50%以上，对应的以kWh计算的单位电池制造成本将大幅度下降。良品率方面，国内企业的电池合格率只有90%左右，其中质量较好 的A品只占70%至80%。而据真锂研究的统计数据，韩日电池巨头在电 池制造过程中有上千个控制节点，产品一致性极高，不合格率已达到 了 lppm,即每生产100万只电芯，其中不合格的最多只有1只。由此,电池合格率和A品率提升幅度越大，单位电池的生产成本会更具优势。与整车厂关系密切的生产厂商将占据主流为了确保电池和整车之间的深度融合，车企和电池厂商之间一般 都建立了较为紧密的合作关系，纵观2015年全球前十大锂离子动力电 池生产企业，国外企业基本与下游整车厂均有稳定关系。第三章行业发展及市场分析一、行业基本情况1、有利因素(1)政策鼓励推动新能源汽车行业快速发展根据规划，到2020年，我国新能源汽车年销量将超过汽车年总销 量的7%,而2016年我国新能源汽车占汽车总销量的比例仅为1.81%,仍有较大的差距，由此，为了实现这个目标，国家层面将形成产业间 联动的新能源汽车自主创新发展规划，并推出持续可行的新能源汽车 财税鼓励政策等。在国家密集出台购置补贴、免征购置税、政府采购等力度空前的 支持政策下，大量成熟的新能源汽车产品陆续上市，近些年我国新能 源汽车产销规模均实现飞速增长。(2)正极材料是新能源汽车的重要组成部分根据赛迪经智的统计，动力电池及其管理系统占新能源汽车成本 的比例达到了 30%-45%,而动力电池主要由正极、负极、隔膜、电解液 等构成，其中，正极材料约占车用动力电池总成本的28%,是整个新能 源汽车产业链的重要组成部分。未来，新能源汽车行业的快速发展，势必也会推动正极材料行业的高速发展。(3)作为我国主推技术路线，磷酸铁锂将得到大规模应用经过近10多年的发展，中国正极材料行业具备了相当的经济规模,而正极材料中，磷酸铁锂具有结构稳定性和热稳定性高、常温循环性 能优异等特点，并且存在Fe和P的资源丰富、对环境友好等优势，是 最近几年国内普遍选择磷酸铁锂作为锂离子动力电池的发展方向，目 前大量应用于新能源客车、插电式混合动力乘用车等，2016年其产量 占正极材料产量的35.27%,是最重要的正极材料之一。由此，未来正极材料的高速发展，也会加速磷酸铁锂在新能源汽 车用锂离子动力电池的大规模应用。2、不利因素(1)补贴退坡已成趋势，将给新能源汽车行业带来较大的压力根据现有出台的补贴政策，2019-2020年，纯电动汽车、插电式混 合动力汽车等新能源汽车在现行标准基础上退坡20%,这就对新能源汽 车的实用性提出更高的要求。为了保证新能源汽车销售价格维持不变 或略有下降，各大新能源汽车生产企业需要在保持既有性能参数的情 况下，降低生产成本，或者在维持生产成本的条件下，大幅提高新能 源汽车的各项性能。但无论如何，未来补贴退坡将会对下游新能源汽车生产企业提出 更高的技术工艺要求，给行业发展带来较大的压力。(2)磷酸铁锂能量密度低，存在被其他正极材料挤占市场的风险虽然磷酸铁锂安全性高，却存在能量密度低的天然缺陷，很多企 业也在研究通过金属离子掺杂来提高其能量密度，如磷酸镒铁锂的开 发，但其要大规模产业化，仍有需要一段时间。在这段时间内，随着新能源汽车行业发展的日益成熟，新能源汽 车生产商也会寻求其他更高能量密度的正极材料，如三元材料，以提 升新能源汽车的实用性。虽然目前安全性的问题使得三元材料等高能 量密度正极材料难以对磷酸铁锂形成替代，但未来若通过技术手段有 效克服了三元材料等高能量密度正极材料不稳定的缺陷，提升了相关 产品使用的安全性，将会对磷酸铁锂产生较大的冲击，使得磷酸铁锂 会面临被挤占市场的风险。二、市场分析(1)各种正极材料性能比较钻酸锂钻酸锂自从锂离子电池商业化以来，一直作为正极材料的主流被 应用，其主要技术发展发生在2000年前后的高密度化合成工艺，通过 提高烧结温度和增加烧结次数，合成出十几微米以上的单晶一次晶粒,将钻酸锂电极的压实密度提高到4.0g/m3以上。在实际锂离子电池实际应用中，钻酸锂受限于制备成大容量锂离 子电池时，其热稳定性较差，同时生产成本较高，因此，钻酸锂主要 应用于智能手机和平板电脑等消费类电子产品领域。镒酸锂镒酸锂作为锂离子电池正极材料的集中研发是在20世纪90年代 初日本索尼公司推出商品化的锂离子电池后，但其在高温下较不稳定,且在充放电过程中易向尖晶石结构转变，导致容量衰减过快，高温循 环差的缺点一直限制着该材料在实际锂离子电池中的使用。90年代中 后期，众多学者发现采用元素掺杂可有效地改善镒酸锂的高温循环，尤其铝(A1)的掺杂对镒酸锂高温电化学性能的改善最为有效，由此 也推动了镒酸锂产业化的进程。但目前镒酸锂的技术专利主要掌握在日本企业手中，如索尼、东 芝、AE SC、日立等，国内很少可以制备出可供锂离子动力电池使用的 具有良好高温循环与储存性能的镒酸锂材料，因此，国内主要的新能 源汽车很少使用该材料。磷酸铁锂磷酸铁锂在20世纪90年代，由于被认为是电子绝缘体以及脱嵌 锂过程中的两相反应导致锂离子扩散速度等原因而没有受到重视，但 从21世纪初，部分学者利用碳包覆技术改善了它的电化学性能后，该 材料成为锂离子电池正极材料研发的热点和重点。磷酸铁锂具有结构稳定性和热稳定性高、常温循环性能优异等特 点，并且存在铁(Fe)和磷(P)的资源丰富、对环境友好等优势，是 最近几年国内普遍选择磷酸铁锂作为锂离子动力电池的发展方向。三元材料三元材料的研究和应用可分为3个阶段：第一个阶段在20世纪90年代，为了解决锲酸锂的热稳定性问题,部分学者将钻和镒通过体相掺杂的方式引入到其晶体结构中，出现了 最早的银钻镒酸锂三元化学组成，但银、钻、镒难以在晶体结构中呈 现原子水平的均一分布，导致电化学性能较差。第二阶段是在21世纪，部分学者利用共沉淀法制备出一系列镶钻 镒的氢氧化物前驱体，解决了上述问题，但由于二价镒离子在碱性溶 液中的易氧化性引起的前驱体过滤洗涤困难以及前驱体化学成分的不 确定性，导致产品的一致性较差。第三阶段是近几年，通过采用新型前驱体制备工艺和三维自由烧 结技术，克服了上述问题，制备出的材料具有更加完整的晶体结构、较高的压实密度和优异的电极加工性能，其电极压实密度可达 3.85g/cm3,接近钻酸锂的水平，由此，随着生产技术的进一步完善，有望取代钻酸锂。（2）正极材料市场发展现状凭借过去的高速增长，中国成为全球正极材料的主要市场2014年中国正极材料同比增长20.24%,占全球市场的43.77%,虽 然相对于2013年，所占比重有所下降，但仍为全球正极材料的第一大 供应国。2014年中国正极材料供应量占比的下滑，主要是因为在消费类电 池方面，全球主要的锂离子电池生产商三星SDI和LG化学一直通过采 购中国企业的正极材料产品来降低成本，在经历的持续几年不断的压 价之后，中国企业已经难以承受，在这种情况下，他们开始自己生产 正极材料，以求进一步降低电池制造成本，由此导致中国正极材料供 应量占比的下滑。根据中国电池网的统计，2015年中国正极材料产量为10.65万吨,占全球产量的47.67%,中国正极材料占比大幅提升，2016年中国正极 材料产量为16.16万吨，同比增长51.74%,占比的大幅提升和产量的 快速增长主要源于国内新能源汽车爆发式增长，带来磷酸铁锂、锲钻 镒酸锂出货量的快速增加。国内外正极材料产品结构有所不同在国外正极材料市场，由下图来看，国外主要正极材料企业以生 产三元材料为主，2015年镁钻镒酸锂、银钻铝酸锂等三元材料合计产 量为5.83万吨，占比49.87%,其次为钻酸锂，2015年产量为3.05万 吨，占比26.09%,而磷酸铁锂产量虽然是各正极材料中增长较快的，同比增长86.14%,但占比仍较小，为11.72%。在中国正极材料市场，由下图来看，国内主要正极材料企业以生 产磷酸铁锂为主，2015年产量为3.58万吨，占比33.62%,且其产量 增速也是最快的，为165.19%；其次为钻酸锂，2015年产量为3.32万 吨，占比31.17%；三元材料中，以镁钻镒酸锂为主，国内在银钻铝酸 锂领域基本上处于空白的状态。A.钻酸锂钻酸锂作为最早推出的锂离子电池使用正极材料，在1995年锂离 子电池刚刚实现大批量生产时，占了全球正极材料市场90%以上（数据 来源：高工锂电），目前主要应用于智能手机和平板电脑等消费类电 子产品用电池中。最近几年，由于大屏幕计算机、通信和消费类电子 产品的更新换代，钻酸锂在工作电压的缺陷难以通过掺杂元素进行弥 补，正逐步被能量密度更高的三元材料所替代。2014年钻酸锂全球产 量为5.81万吨，占正极材料总产量的35.34%,2015年钻酸锂全球产 量6.38万吨，占正极材料总产量的28.51%,占比进一步下滑。此外，2015年中国钻酸锂产量为3.32万吨，占全球钻酸锂市场的52.12%,是全球最重要的钻酸锂生产国。B.镒酸锂由于目前镒酸锂的技术专利主要掌握在日韩企业手中，并未得到 大规模的推广运用，日韩企业的锂离子动力电池普遍采用镒酸锂为主 并混入少量三元材料的技术路线，在此技术路线下，三元材料能够弥 补镒酸锂能量密度偏低的不足，而镒酸锂则能够弥补三元材料在针刺 和过充方面的缺陷。2015年镒酸锂全球产量为2.14万吨，占正极材料总产量的9.58%,同比增长3.38%,其中，由于中国企业较少采用镒酸锂的技术路线，2015年中国镒酸锂产量为0.70万吨，同比下降17.65%OC.磷酸铁锂磷酸铁锂主要应用于新能源汽车锂离子动力电池以及储能电池等 领域，在消费类电池市场中较少应用。受中国新能源汽车市场井喷的 影响，且中国锂离子动力电池生产企业大部分采用磷酸铁锂的技术路 线，2015年全球磷酸铁锂产量为4.95万吨，同比增长136.84%,其中,中国市场是其主要驱动力，2015年中国磷酸铁锂产量为3.58万吨，占 全球磷酸铁锂市场的7 2.32%,同比增长165.19%。D.锲钻镒酸锂凭借高能量密度的优势，银钻镒酸锂在新能源汽车锂离子动力电 池中开始大规模应用，是国内三元材料的主要类型。2015年，全球锲钻镒酸锂的产量为6.58万吨，占正极材料总产量 的29.54%,同比增长31.08%,保持较为快速的增长，其中，中国银钻 镒酸锂的产量为3.05万吨，占全球锲钻镒酸锂市场的46.35%,同比增 长45.24%,主要供应商包括湖南杉杉能源科技股份有限公司、宁波金 和新材料股份有限公司、深圳市振华新材料股份有限公司等。E.银钻铝酸锂镶钻铝酸锂离子电池的能量密度要高于锲钻镒酸锂离子电池，但 其安全性较差，对电池的监控管理技术要求极高，目前，仅有国外的 松下、三星SDI等少数动力电池企业在圆柱形电池中使用。锲钻铝酸锂的第一大供应商是年产量约7,000吨的日本住友金属 株式会社，其和松下互为主要的客户和供应商，韩国E C0PR0株式会社 是第二大供应商，产量约4000吨，主要供应三星SDI,而我国没有生 产银钻铝酸锂的企业，但上市公司金瑞新材料科技股份有限公司和深 圳市格林美高新技术股份有限公司分别向日本住友金属和E COPRO供应 前驱体。2015年，全球锲钻铝酸锂的产量为2.3万吨，占正极材料总产量 的10 30%,同比增长58.62%。在国内正极材料市场，下游应用领域不同，产品结构亦有差别A.纯电动商用车：以磷酸铁锂为主根据工信部2016年发布的第1-5批新能源汽车推广应用推荐车型 目录，共有1,630款纯电动商用车入选，其中搭载磷酸铁锂电池的数 量为864款车型，占53.01%的份额；2017年发布的第1-9批新能源汽 车推广应用推荐车型目录，共有2,054款纯电动商用车入选，其中搭 载磷酸铁锂电池的数量为1,297款车型，占63.15%的份额。整体而言，出于安全性与性价比的考虑，目前中国纯电动商用车 以磷酸铁锂为主。B.插电式混合动力商用车：以磷酸铁锂与镒酸锂为主根据工信部2016年发布的第1-5批新能源汽车推广应用推荐车型 目录，共有347款插电式混合动力商用车入选，其中搭载磷酸铁锂电 池的车型占比约为33.14%,镒酸锂占比41.50%,三元材料占比8.36%,镇氢电池占比2.02%,未披露电池型号占比14.72%；2017年发布的第 1-9批新能源汽车推广应用推荐车型目录，共有403款插电式混合动力 商用车入选，其中搭载磷酸铁锂电池的车型占比约为33.00%,镒酸锂 占比63.28%,三元材料占比2.23%,未披露电池型号占比1.24%。C.纯电动乘用车：以三元材料为主，但安全性仍需重点关注在纯电动乘用车方面，其对电池能量密度要求较高，且未来政策 补贴上也与续航里程有关，三元材料的使用量快速增长，根据工信部 2016年发布的第5批新能源汽车推广应用推荐车型目录，共有166 款纯电动乘用车入选，其中三元材料占比57.23%,磷酸铁锂占比 16.26%；2017年发布的第9批新能源汽车推广应用推荐车型目录，共有287款纯电动乘用车入选，其中三元材料占比71.43%,磷酸铁锂 占比 10.45%O目前搭载磷酸铁锂的新能源乘用车在续驶里程、电池能量等基本 参数上与搭载三元材料的并无太大差距，部分车型甚至要优于三元材 料的车型，主要原因在于三元材料的能量密度取决于镁含量的多少，镁含量越高则能量密度越高，但镁含量过高后，其结构的稳定性和安 全性都会变差，要保持较好的安全性，不仅需要较高的生产工艺技术,还需要极高的电池监控管理体系，因此，在综合各方面考虑，目前国 内难以实现高银三元材料的大规模生产，未来较长的一段时间内，新 能源乘用车市场将呈现磷酸铁锂、三元材料等多种技术路线共存。D.插电式混合动力乘用车：以三元材料为主根据中国电池网的统计，根据工信部2016年发布的第1-5批新能 源汽车推广应用推荐车型目录，共有45款插电式混合动力乘用车入选,其中磷酸铁锂占比26.67%,三元材料占比55.56%；2017年发布的第 1-9批新能源汽车推广应用推荐车型目录，共有31款插电式混合动力 乘用车入选，其中磷酸铁锂占比12.90%,三元材料占比83.87%。未来，新能源汽车的进一步大规模普及还依赖于正极材料性能 的提升在近几年的发展过程中，新能源汽车关键技术指标有着明显进步,推进了新能源汽车的普及。从目前各大厂商纷纷推出新车型以及现有 车型的升级换代来看，相比上一代车型，其续驶里程、百公里耗电量、最高车速等关键指标水平都有明显提升，整车实用性能提高，如下表 中的江淮iE V、北汽E系列和比亚迪E 6。但在未来补贴逐步退坡成为趋势的局面下，下游新能源汽车的进 一步大规模普及，不仅依赖于锂离子电池价格的持续下滑，更依赖于 锂离子动力电池能量密度的提高，以较大幅度提高新能源汽车的性价 比。一般而言，电动汽车单次行驶里程要达到500公里以上，与传统 燃油车相当，电池单体能量密度需达到300Wh/kg,而目前锂离子动力 电池的能量密度为100-250Wh/kg。而锂离子动力电池能量密度的提高，主要依赖于正极材料的技术 进步：一是提高正极材料的工作电压，二是采用高容量正极材料，提 升电池的容量。A.钻酸锂目前对钻酸锂能量密度提升的研究主要集中在两个方向：一个是 将钻酸锂粉末颗粒做大，并实现单晶化，以提高材料的压实密度，从 而提高能量密度；另外一个是对材料进行掺杂和表面惰性材料包覆处 理，提高材料的放电电压，以提高能量密度，如经过学者的研究，A13+、Mg2+等金属阳离子掺杂，使得钻酸锂的放电电压可达到4.5V。B.镒酸锂除了主要技术专利掌握在日韩企业手中外，高温循环性能和储存性能较差是阻碍镒酸锂大规模应用的两个因素。目前经过学者的研究,将镒酸锂中的部分Mn用Ni元素替代，可以合成具有同样尖晶石结构 的LiNiO.5Mnl.504,利用Li的价态变化实现高电压化，可大幅提高镒 酸锂的高温循环性能与储存性能。但是LiNiO.5Mnl.504的高电压化，约4.7 V,造成了其产业化应用的最大障碍，因为4.7 V的高电压平台会 造成传统的电解液被氧化分解，目前提高电解液抗氧化性方法包括氟 代溶剂，但氟代溶剂价格太高，大规模应用难以实现。由此，可以看到