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快速通晓锂电池原理、各环节成本,梳理产业链各龙头企业

2023-01-12 来源:雪球 浏览数:1

锂电池基本结构
主要材料正极负极隔膜电解液
结构圆形方形叠片卷绕
形态聚合物软包装液态锂离子钢壳

锂电池主要组成材料

正极活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂镍钴锰酸锂等材料电池实际容量主要取决于活性物质的数量质量活性物质的利用率目前商用锂离子动力电池正极材料主要有锰酸锂(LMO)磷酸铁锂(LFP)三元材料(NMC镍钴锰酸锂)每种材料都有自己的优势和缺陷有自身的应用领域和市场需求例如电动自行车是LMO的主要应用领域新能源公共交通大巴出租车以LFP为主

正极构造工艺LiMn2O4(锰酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体铝箔正极



隔膜特殊成型的高分子薄膜薄膜有微孔结构可以让锂离子自由通过电子不能通过分为干法隔膜和湿法隔膜性能更优在锂电池的关键材料中属隔膜技术壁垒最高隔膜的性能决定了电池的界面结构内阻等能够直接影响到电池的容量循环以及安全性能等特性性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的用途锂离子电池隔膜具有大量曲折贯通的微孔能够保证电解质离子自由通过形成充放电回路在电池过度充电或者温度升高时隔膜通过闭孔功能将电池的正极和负极分开以防止其直接接触而短路达到阻隔电流传导防止电池过热甚至爆炸的用途


负极活性物质以天然/人造石墨为主新型负极材料如中间相炭微球(MCMB)钛酸锂硅基负极HC/SC金属锂负极材料是电池在充电过程中作为锂离子和电子的载体起着能量的储存与释放的作用

负极构造工艺石墨+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体铜箔负极



电解液电解液是电池中离子传输的载体在锂电池正负极之间起到传导离子的作用是锂离子电池获得高电压高比能等优点的保证电解液一般由高纯度的有机溶剂电解质锂盐必要的添加剂等原料在一定条件下按一定比例配制而成的锂电池主要使用的电解质是六氟磷酸锂6F用含氟锂盐制成的锂电池性能好无爆炸危险适用性强在锂电池电解质中添加LiFSI后可提高离子导电率及电池充放电特性

锂电池充放电原理

锂电池充放电原理

以锰酸锂电池为例说明锂电池充放电过程

充电过程
电池充电时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上正锂离子Li+从正极进入电解液里穿过隔膜的小孔到达负极与电子结合在一起
正极上发生的反应为LiMn2O4==Li1-xMn2O4+Xli++Xe(电子)
负极上发生的反应为6C+XLi+Xe==LixC6


放电过程
电池放电时负极上的电子e从通过外部电路跑到正极上正锂离子Li+从负极进入电解液里穿过隔膜的小孔到达正极与电子结合在一起
正极上发生的反应为Li1-xMn2O4+xli++xe(电子)==LiMn2O4
负极上发生的反应为LixC6==6C+xLi+xe

电动新能源汽车成本

电动新能源车成本占比

从上图可看出电动新能源车的电池环节成本占比最高从电动新能源车的成本构成来看电池成本相对整车环节占据 42%电机电控成本占比相近电机和电控分别占据10%以及 11%由此可见电动新能源车相较传统整车的核心优势在于能源成本同时短板在于续航里程未来新能源汽车竞争力提升主要源于降成本与提里程

锂电池制造材料成本占比

动力锂电池的材料成本占比

动力锂电池的材料成本占比中正极材料成本占比约30%毛利率 10%-15%负极材料占比15%毛利率10%-15%电解液成本以六氟磷酸锂为主占比15%%毛利率超 40%
隔膜占比 25%毛利率高达50%以上在材料环节的利润分布上隔膜的利润率最高其次是电解液正负极最低因此可以在各企业的股价上面可以看出隔膜和电解液上市公司涨得最好

 

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