新能源汽车研究参考资料

新能源动力汽车研究参考

一、新动力汽车发展前景

新能源汽车发展趋势确定，政策力度空前。汽车工业可持续发展共同面临着能源和环境的巨大挑战，而汽车消费作为社会生活水平提高的一个重要标志，在总量上加以控制并不现实，只有通过技术探索，寻找替代能源，降低排放，才能缓解汽车需求与环境保护的矛盾。纯电动汽车效率可以达到普通汽油汽车的3.9 倍，CO2 排放可以减少2/3 左右；混合动力汽车效率可以达到普通汽油汽车的1.7 倍，CO2 排放可以减少1/2 左右。因此世界重要汽车生产国都将新能源汽车做为重要发展方向，2010年我国也颁布《新能源汽车发展规划》，将新能源汽车提高为国家战略，并在所有的低碳行业中，新能源汽车的重要性排在前列，同时新能源汽车私人消费补贴政策等相关支持政策也有望陆续出台，国家扶持力度可望超越太阳能、风能等行业，这也被认为是中国汽车产业最重要的赶超途径与未来经济的重要增长动力。各地方政府和相关企业对新能源汽车产业参与热情也日渐高涨，推广新能源汽车普及应用的基础配套设施及产品储备已初步成形。对乘用车领域的大力扶持将是新能源汽车政策力度跃升的重要表征和新的突破口，在可以预见的未来将真正步入“新能源汽车时代”。

中国新能源汽车政策进程

技术日趋成熟，产业发展突破口指日可待。目前新动力汽车技术并不成熟，动力电池成本较高导致电动汽车使用成本过高，所以其产业化进程非常缓慢，目前

电动汽车用快充动力锂离子电池价格在$1600/kwh 左右，普通动力锂离子电池价格在$500/kwh，按照目前美国汽油和电力的价格趋势，在汽车的整个使用周期内，100km 续航能力的快充动力锂离子电池电动车使用成本比性能相当的汽油内燃发动机汽车高25%，但随着动力电池技术逐步成熟，根据预测，在各国相关政策的鼓励下，快充电池成本2020 年有望下降到$400-500/kwh，普通动力电池价格将下降到$200-300/kwh，电动车使用成本与传统汽车性价比将逐步凸显。

电动汽车市场渗透率预测

资料来源：太平洋研究所

2009 年国内电解液需求为8000 吨，仅汽车需求就增加50%，将来随着锂电池渗透率的提高，未来3年动力电池可保持50%增长。根据有关行业预测，中国新能源电动汽车2020 年约占汽车总销量的5.4%，2020 年电动汽车将达到132.8万辆，其中HEV、PHEV、EV 分别为13.5、109.5、9.8 万辆。按照每台汽车平均使用正极材料50 公斤、负极材料40 公斤、电解液40 公斤，预计2020年我国正极材料、负极材料和电解液需求分别将超过70000 吨、55000 吨和55000 吨。

新能源产业的发展将围绕最为核心的电池业务展开，并逐步延伸至电气系统（驱动电机、控制系统）、整车（乘用车、客车）、充电站和充电桩以及上游资源（锂、镍、稀土）等领域，相关上市公司也将从新能源汽车行业发展突破中获得新的发展空间。

二、动力电池产业链

电动汽车的发展阶段主要分为三个阶段：混合动力汽车（HEV）、可插式油电混合汽车（PHEV）、纯电动汽车（EV）。动力电池是在各个阶段都必须解决的核心技术，动力电池是由阳极、阴极和电解液组成的移动能量源。当充电的时候，离子从正极流出，通过电解液流回负极。当电池被使用或者放电的时候，正极和负极发生相反的电化学反应，产生的电压降驱动外加负载。

目前动力电池主要包括锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池、镍镉电池、银锌电池和聚合物电池等技术。

资料来源：National Renewable Energy Laboratory

其中铅酸电池和镍镉电池技术是两种历史悠久的电池种类，在消费品电子产品中有过广泛的应用，但逐步被镍氢和锂离子电池所替代，已被证明在新能源汽车中具有较少的应用；银锌电池虽然具有比能量大的特点，但由于成本较高（银），目前大多用于航天飞机和导弹；聚合物锂离子电池除了用固态或凝胶型聚合物电解质替代无机溶剂，其基本原理等同于传统锂离子电池，其能有效抗击机械冲击因而更加安全，还具有更加大的比能量和比功率，但目前造价昂贵，因而聚合物锂离子电池的前途一方面取决于锂离子电池技术的发展，一方面取决如何解决目前与传统锂离子电池过高的成本差价问题。

就目前市场占有率来看，镍氢电池还是市场的主流，尽管镍氢电池价格不菲，但仍然因为安全性、耐用性以及较合理的能量密度成为目前主要混合动力汽车的首选(例如丰田的Prius)。但从长远来看，锂电池将是动力电池发展的主流。一方面锂离子电池价格较镍氢电池便宜、具有更高的能量密度、无电池记忆性以及具有更高的充放电效率，其能量密度约为镍氢电池的1.5-2.5 倍，为铅酸蓄电池的3-5 倍，近几年来锂离子电池技术突破层出不穷，成本不断降低，因此具有各项性能不断优化的潜力；另一方面新能源汽车的发展路径是从HEV 到PHEV 朝EV 发展，研究已经证实锂离子电池在对应不同的比功率下具有更加宽广的比能量属性；同时考虑到动力电池认证和动力汽车量产时间，未来3-5年内镍氢电池仍是动力汽车的主流，但锂离子电池市场份额会逐渐成长，并随着锂离子电池技术不断成熟、成本不断降低，会在之后数年取代镍氢电池成为新能源动力汽车的主流。

（一）锂离子电池

自90 年代日本索尼公司成功开发以来，锂离子电池由于工作电压高、储能较大、体积小、质量轻、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染等优势迅速发展，但目前动力锂离子电池尚未成熟产业化，目前主要应用于笔记本电脑和手机等消费电子，随着技术的不断成熟也被认为是比较适合的新能源汽车动力电池种类。

锂离子电池四种主要的原材料包括正极、负极、电解液和隔膜。正极由于材料的不同，约占制造成本的40-45%左右，负极材料约占10左右，隔膜占15~20%，电解液占10%左右，其他成本占20%左右。

锂离子电池成本构成

资料来源：华泰研究所

（1）正极材料

资料来源：华泰联合研究所

相比而言，由于磷酸铁锂正极材料安全性能好、价格便宜、比功率高，使用寿命长等优势已成为正极材料研发的主攻方向，有望成为锂离子电池的正极得到最广泛的应用。

（A）磷酸铁锂充放电次数可以达到2000 次，如果按照续航150km 纯电动汽车计算，电池使用寿命内可以续航300,000km，已经与汽车的使用寿命相当；

（B）磷酸铁锂电池工作温度为-40~70 摄氏度，显著优于钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰锂；

（C）钴酸锂、镍钴锰锂锂离子电池原材料需要昂贵的镍、钴，一旦磷酸铁锂技术得到突破，成本有更多的下降空间。目前磷酸铁锂技术尚未成熟，制造工艺要求高，目前尚无磷酸铁锂电动汽车量产。在未来3~5 年，钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰锂