锂电池习题(2018)
锂电池
Li-Al/FeS电池是一种正在幵发的车载电池.该电池中正极的电扱反应式为：2Li*+FeS+2e=LbS+Fe有关该电池的下列中.正确的是
A . Li?Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化台价为+1价
B?该电池的电池反应式为：2Li+FeS = Li2S+Fe
C .员极的电极反应式为AI-3e =Ap"
D .充电时，阴扱发生的电极反应式为：55 +Fe-2e ==2Lr+FeS
市场上经常见到的标iS为Li?i。口的电池。它的负极材料是金雇锂和碳的复合材料（碳作为金雇锂的载? ）,电解质为一种能传导Li啲高分子材料n这种锂离子电池的电池反应式为：Li+PLigNO 、放电'充电2Li。陪NiS”下列说法不正确的是（）
A?放电时,,负极的电极反应式:Li-e-=Li*
B .充电时『Ld屮?既发生氧化反应又发生还原反应
C *该电池不能用水?液作为电解质
D ,放电过程中Li*向负扱移动
LiFePO4电池具有稳走性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽年q电池反应为：
歆电+
金P04 +Li 士LiFeP04「电池的正极材料是LiF巳P04 ,负极材料是石畫「含『导电国体为电鲜质，下充电列有关LiFeP04电池说迭正确的是
A ,可加入硫酸UA提高电解质的导电性
B .放电时电池内部IZ向負扱移动
C ?充电过程中「电池正极材料的质量减少
D *放电时电池正扱反应为：FePO4 + Li+ e'= ==LiFePO4
（双选）
天津罡我国研发和生产锂誇子电池的重要基地。锂离子电池正极材科是含锂的二氧化钻（LiCoOa ）,充 电时LiCoO2中Li 被氧化，『迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6 ）中，以LiC 曲示。电池反应为
LiCoO ；-Cj - C O O ：-L I C5 ,下列说法正确的是（） A ?充电时，电池的负极反应为LiC6-e =Li+C6 B .放电时,电池的正极反应为CoO2+Li*+e =LiCoO2 C .搂酸、醇等含活泼氢气的有机物可用作锂离子电池的电解质 D .锂离子电池的比自缰（单位质量释放的自缠）低
就电 放电
已知:锂离子电池的总反应为：LixC+Lii-xCoO2=C+UCOO2锂磕电池的总反应为：2Li+S=LizS
充电 充电 有^?Lhi^两种电池说逝确的是
LiCoOj
A .锂离子电池放电时,『向负极迁移
B .锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应 C.理i 仑上两种电池的比能量招同 D.右图表示用锂藹子电池给锂硫电池充电
2013年3月我国科学家报逍了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是（）
A . a 为电池的正极
B ?电池充电鈕为LiMn2O4=Lii.xMn2Ox+xLi
C .放电时，a 极锂的化合价发生变化
电
解质
<
"K 令篦电
产O.水OijL
>
U
?U ?快uro 律
D ?放电时，溶液中『从b向a迁移
某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池.畝电时电池的总反应为2 LivxCo02+LixC6=LiCo02+ C?
(X<1)O 下列关于该电池的说法不正确的是 D.充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe=Liv^CoO2+Lr
锂离子电池的应用很广r 冥正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钻酸锂(LiCoO2).导电剂 乙焕黒和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+x 『+xe = LixCfio 现欲利用以下工艺流 程回收正极材料中的某些金属资源(部分釧牛未给出)0
回答下列问题:
(1) LiCoCb 中,Co 元養的化合价为 (2 )写出■正极碱浸*中发生反应的离子方程式 (3 ) “酸虜 F 在80°C 下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程
；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点
(4)写出■沉ar 过程中发生反应的化学7^式 (5 )充放电过程中,发生LiCoCb 与LSxCoO2之间的转化r 写
出放电时电池反应方程
(6 )上述工艺中,〃放电处理"有*1」于锂在正极的回收,其原因 _0在整个回收工艺中，可回收到
的金S 化合物有. (填化学式)。
A.放:电时，LT 在电解质中由负极向正极辻移
B.啟电时，负极的电极反应式为Li^Ce-xe = xLr+ C?
C.充电时，若转移lmole ?，石墨C 鳧极将増重7xg 电极?
T I 电解质
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NaOH 席浪
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NH 有机溶剂中，Li + 通过电解质迁移入 MnO 2晶格中，生成LiMnO 2o (4) MnO 2可与KOH 和KCIO 3,在高温下反应， 生成K 2MnO 4,反应的化学方程式为 K 2MnO 4在酸性溶液中歧化，生成 KMnO 4和MnO 2的物质的量之比为 111. 一种可充电锂-空气电池知周所示.一珂电池放电时 与□+在多孔碱材料电脈处生成Li ：tr ,(J —C 或1人 卜列说袪:正确的是 F ■ 0 > ■S. * 4、- 目 如- .冲 . ■■ 枚电时*多扎碳材料电极尢负极 虬敢电时.外电路电子由参扎離村料电彊沱向锂屯极 匚允电时?电懈瞇液中向多孔底材料迁穰 U 充也时.电池层庾应为口心 一2lJ+[i=y)a 11*全89态锂硫电池能《密度高r 成本低?其工作原理如图所 示”其中电极a 常用掺有石麗烯的S.材料，电池反应为 回答下列问题: (1 )外电路的电流方向是由 LiClOi Li MnO; 极流向 极。(填字母) 有机溶剂 (2)电池正极反应式为 (3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂? (填“是”或“否”)，原因是 O Ij' u 】6U+M S H —下列说&错误的是 A?电池T?作时?正极可发生反应，2LitSe +2U?+ --- 3Li,S4 B电池T作时■外电路中流过0. 02 mol电子?负极材料减朿0. 14 g C?石B烯的作用主要是提髙电极a的导电性 D电？*充电时间越长?电池中US：的最越多 目录 1.环保效益+经济性+政策支持，驱动锂电池回收业务爆发在即 (3) 1.1.重金属污染日益突出，严重影响环境质量 (3) 1.2.废旧锂电池回收经济效益显著，贵金属为重点回收对象 (4) 1.3.政策体系逐步完善，未来发展导向明确 (4) 1.4.梯级利用+拆解回收：退役锂电池回收的重要途径 (6) 2.锂电回收迎来高峰期，掘金百亿蓝海市场 (11) 2.1.新能源汽车销量增加迅猛，带动锂电装机量显著提升 (11) 2.2.动力锂电回收渐入佳境，2020年市场规模突破百亿 (12) 2.3.动力锂电回收效益显著，三元电池表现尤为突出 (15) 2.4.商业模式相对多元，卡位精准和规模效应铸就核心竞争力 16 2.5.行业绝对龙头尚未涌现，看好回收渠道完善的标的 (18) 2.6.他山之石，可以攻玉：从海外和铅蓄看锂电池回收 (22) 3.投资建议与盈利预测 (27) 3.1.天奇股份：大力发展循环经济，未来有望成为锂电回收核心第 三方 (27) 3.2.格林美：回收+再造+服务，打造新能源全生命周期价值链30 4.风险提示 (32) 1.环保效益+经济性+政策支持，驱动锂电池回收业务爆发在即 近年来国内新能源汽车产业蓬勃发展，进而带动动力锂电池装机量显著提升。通常动力锂电池的使用寿命为3-5年，一辆电动车的电池组包含80-120块单体锂离子电池，每块动力锂离子电池的重量为3-4kg。以平均每辆新能源车载有100块单体锂离子电池，每块重3kg计算，截至2015年全国投入使用的动力锂电池将分别达到2.66亿块，总重量将达到79.8万吨，而这些锂离子电池将于2018年集中进入报废期，退役动力锂电池回收问题迫在眉睫。当前时点，我们认为环保需求、动力锂电池回收的经济性和政策支持是驱动锂电回收业务发展的三大主要动力。 1.1.重金属污染日益突出，严重影响环境质量 首先，废旧锂电池回收体具有极大的环保效益。锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解质和隔膜四部分构成，其中正极材料价值量最高，也是回收的重点。以三元锂电池为例，其成本中正极材料占比约35%，负极材料、电解液和隔膜占比分别约5%、8%和8%。废旧锂离子电池的材料一旦进入环境中，正极材料中的镍/钴/锰等金属离子、负极的碳粉尘、电解质中的强碱和重金属离子都有可能造成重金属 2018年锂电池行业现状及发展趋势分析报告 正文目录 1. 消费电子领域：高端电池产品存在结构性紧缺 (5) 1.1 需求：体积密度仍为消费电子电池首要攻克技术指标 (5) 1.2 现状及问题：续航时间仍然是消费电子一大困扰 (6) 1.3 解决方案：高压钴酸锂和硅碳负极为提升电池体积密度的良药 (8) 2. 动力电池领域：万亿市场奔“池”而来 (9) 2.1 需求：动力电池创造万亿市场需求 (10) 2.1.1 纯电动和插电式混合动力乘用车爆发之势已立 (11) 2.1.2 强混和轻混48V系统释放高倍率电池需求 (11) 2.2 现状及问题：续航里程和成本是新能源车发展道路上的绊脚石 (14) 2.3 解决方案：电极材料和结构优化需同行 (15) 2.3.1 高镍+硅碳负极是动力电池提升能量密度的不二之选 (15) 2.3.2 A00等部分低端车型在退补后会重新考虑磷酸铁锂 (16) 2.3.3 电池结构：铝壳电池优势在结构优化中进一步凸显 (18) 3. 电池产业链对比及下一代电池 (18) 3.1 锂电池符合国家发展高端制造的规划 (19) 3.2 锂电池四大核心材料：正极、负极、电解液、隔膜 (19) 3.2.1 锂电池正极材料：三元快速放量高镍三元和高压钴酸锂存在结构性紧缺 (22) 3.2.2 锂电池负极：人造石墨占比逐年增高硅碳负极已处量产前夕 (25) 3.2.3 锂电池电解液：六氟磷酸锂已实现国产化替代未来技术难点在添加剂 (30) 3.2.4 高技术壁垒隔膜加速国产化 (32) 3.3 锂电池生产环节具有工艺复杂、行业集中度高、研发投入大等特点 .. 33 3.4 下一代电池需及早布局 (34) 4. 相关建议 (35) 5. 风险提示 (36) 图目录 图1:铅酸、镍铬、镍氢到锂电电池体积密度依次增长66%、188%、106% 6 2018年锂电池行业分析报告 摘要 作为第三代电池技术，锂电池凭借着储能比能量高、循环寿命长、无污染等优点已经在电子产品领域取得了广泛的应用。同时，随着电动车行业的快速发展，大容量的动力锂电池市场前景广阔。 近年来，全球锂电池发展迅速，2011年全球锂离子电池（可充电的二次锂电池）市场规模达到153亿美元，同比增长29.7%，预计到2018年锂电池产业的产值将达到约320亿美元，其中电动汽车锂电池产值将占50％以上，超过160亿美元。2011年中国锂电池市场规模增速高于全球增速，2011年达到了397亿元人民币，同比增长43%，全年锂电池产量达到29.7亿颗，同比增长28.6%。保守估计，2018年中国锂电池行业市场规模可达到了900亿元人民币。 锂电池巨大的市场潜力除了归功于其性能优点，也离不开近年来相关产业政策的支持。近年来，国家多次明确支持锂电池技术的研发，并且制定了具体的奖励措施，例如国家对锂离子电池出口退税从13%上调至17%。同时我国和世界其他国家对于电动汽车发展的鼓励政策也直接刺激了对动力锂电池的需求。 目前全球锂电池产业目前主要集中在日本、中国和韩国三国，并且值得注意的是，近年来韩国企业发展迅速，去年三星已经取代日本三洋成为世界上最大的锂电池制造企业。中国锂电池制造业基地主要集中在广东、山东、江苏、浙江、天津等地。主要企业有比亚迪、欣旺达电子、天津力神电池等。 锂电池的生产工艺复杂，技术门槛极高。其核心材料主要是正极 材料、电解液和隔膜。其中正极材料是锂电池中最关键的原材料，决 定了电池的安全性能和电池能否大型化，约占锂电池电芯材料成本的 三分之一。目前，正极材料主要是钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、钴镍锰 酸锂、磷酸铁锂等，负极材料为石墨。正是因为锂电池技术门槛高，该行业存在很高的利润水平。整个行业的毛利润率水平在50%以上，其中，隔膜和正极材料生产企业利润率最高。 采用磷酸铁锂作为正极材料的锂电池普遍为业内看好，在磷酸铁 锂电池领域，国内领军企业比亚迪已经制造出了全球首款基于磷酸铁 锂电池的电动汽车F3DM。 目录 摘要 (1) 一、................ 锂电池行业主管部门及相关产业政策4 （一）行业界定 (4) （二）行业主管部门 (4) （三）相关产业政策 (4) 二、行业基本情况 (6) （一）行业概述 (6) （二）市场容量 (10) （三）行业竞争格局 (12) 2018年锂电池回收市场分析报告 2018年1月 目录 一、锂电池回收市场已处于爆发前夜，预计2020年市场规模将达到156亿元 (5) 1、锂电池回收兼具环保性和经济性，是构筑产业链闭环的关键 (5) 2、政策框架明确，细则不断落实推动回收市场发展 (7) 3、动力电池首批退役潮将至，预计2020年市场整体规模将达156亿元 (9) 二、商业模式已具雏形，三元电池的资源化回收或将成主角 (12) 1、“回收网络+专业化处理”的框架性商业模式正在不断优化 (12) 2、动力电池生产者在磷酸铁锂的梯次利用领域具有“先天优势” (16) （1）离散整合技术 (18) （2）全生命周期追溯技术 (18) 3、三元电池的资源化回收综合效益高，需求放量后将成为市场主角 (20) 三、专业化处理企业优势显著，能延伸至三元材料者盈利更强 (22) 1、湿法技术日渐成为主流，多种技术发展综合提高回收效率 (22) 2、专业化处理回收企业在资源化回收领域具有多方面优势 (25) 3、具备三元材料及前驱体生产能力的专业化处理企业盈利能力更强 (27) 四、相关企业简析 (29) 1、芳源环保：掌握三元材料前驱体技术，实现对松下供货 (30) 2、西恩科技：三废资源综合利用服务商，主打电池级硫酸镍 (31) 3、金源新材：湿法资源回收技术成熟，钴产品质量高标 (32) 五、主要风险 (33) 1、政策落地不达预期 .......................................................................................... 33 33 2、梯次利用经济效益偏低 .................................................................................. 33 3、竞争加剧破坏行业生态 .................................................................................. 59版IATA DGR和2018年锂电池运输的国际规则 IATA（国际航空运输协会）本月发布了最新的59th危险品运输规则的修改版内容，其中多处涉及到锂电池的航空运输，新规则将从2018年1月开始执行。锂电池空运规则变化的主要内容有： 1，规定了锂电池标记（Lithium battery mark）中的UN 代码数字的高度不小于12mm。 2，增加了锂电池的隔离规则：限制锂离子电池（UN3480, PI965 Section IA or IB）和锂金属电池（UN3090, PI968 Section IA or IB）与包括爆炸品（Class 1）、弹药（Division 1.4S）、易燃气体（Division 2.1）、易燃液体（Class 3）、易燃固体或自身反应物质或固态减敏爆炸品（Division 4.1）、氧化剂（Division 5.1）包装在同一个外包装中，并增加了相应的文本内容加以提示。 PI965和PI968 Section II的锂电芯和电池不得与其它危险品装入同一个外包装中。 3，飞行航班的乘客或机组人员所携带的便携式电子设备（PED）被限制为总数不得超过15个，备用电池不超过20个，若超过上述数量须获得承运人航空公司批准。 4，2016年由国际民航组织（ICAO）主持成立了G-27工作委员会（G-27 Committee）研究和制定全新的锂电池航空运输包装标准，但并未在本次公告中发布。该新标准一旦制定完成，ICAO 将会编入DGR TI技术指导标准中的航空运输包装导则，并颁布和执行。 国际海事组织颁布的《国际海运危险品规则INTERNATIONAL MARITIME DANGEROUS GOODS CODE》（IMDG CODE）38-16版，将从2018年1月开始在中国强制执行；其中对属于SP310低产量的锂电池运输，年产量小于100个，未通过《试验和标准手册》UN38.3测试用于检测而运输，增加了P910包装导则。 另外，回收锂电池的外包装标签作了明确规定：警示标记的文字高度不小于12mm。在此之前的规则将回收锂电池作了两种分类，即： 1，损坏或有缺陷的锂电池(UN3480、UN3481、UN3090、UN3091)，不满足《试验和标准手册》检验标准的，按照P908 of 4.1.4.1或LP904 of 4.1.4.3包装导则进行包装；外包装张贴“损坏/有缺陷的锂离子电池（DAMAGED/DEFECTIVE LITHIUM-ION BATTERIES）”标记，或“损坏/有缺陷的锂金属电池（DAMAGED/DEFECTIVE LITHIUM METAL BATTERIES）”标记。 2，处置或资源回收锂离子和锂金属的电芯和电池，应按照P909 of 4.1.4.1包装导则进行包装；外包装张贴“处置锂电池(LITHIUM BA TTERIES FOR DISPOSAL)”标记，或“回收的锂电池（LITHIUM BATTERIES FOR RCCYCLING）”标记。 如需了解更多详情，请联系我们！ 世航通运--锂电池的专业物流服务商 锂离子电池行业规范条件（修订草案） 为加强锂离子电池行业管理，引导产业转型升级，大力培育战略性新兴产业，推动锂离子电池产业健康发展，根据国家有关法律法规及产业政策，依据优化布局、规范秩序、保障质量、安全管理、推动创新、分类指导的原则，制定本规范条件。 一、产业布局和项目设立 （一）锂离子电池行业的企业及项目应符合国家资源开发利用、环境保护、节能管理等法律法规要求，符合国家产业政策和相关产业发展规划及布局要求，符合当地土地利用总体规划、城市总体规划、环境功能区划和环境保护规划等要求。 （二）在国家法律法规、规章及规划确定或省级以上人民政府批准的基本农田保护区、自然保护区、饮用水水源保护区、生态功能保护区等法律、法规规定禁止建设工业企业的区域不得建设锂离子电池行业相关项目。上述区域内的现有企业应逐步迁出。 （三）以提升企业生产水平和产品质量为目标，优中选优，树立我国锂离子电池及上下游产品品牌生产企业。鼓励企业技术和产品创新，提高自主知识产权在生产工艺和产品中的应用，避免同质化竞争，合理分配资源，逐步完善我国 锂离子电池行业生态链。 （四）严格控制新上单纯扩大产能、技术水平低的锂离子电池行业项目。对促进技术创新、提高产品质量、降低生产成本等确有必要的新建和改扩建项目，由行业主管部门按照相关规定加强组织论证。 二、生产规模和工艺技术 （一）企业应具备以下条件： 1.在中华人民共和国境内依法注册成立，具有独立法人资格； 2.具有锂离子电池行业相关产品的独立生产、销售和服务能力； 3.具有高新技术企业资质或省级以上独立研发机构、技术中心； 4.主要产品具有技术发明专利。 （二）企业应满足以下规模要求： 1.电池年产能不低于1亿瓦时； 2.正极材料年产能不低于5000吨； 3.负极材料年产能不低于5000吨； 4.隔膜年产能不低于5000万平方米； 5.电解液年产能不低于5000吨； 6.电解质产能不低于1000吨。 7.企业申报时上一年实际产量不低于实际产能的50%。 ２０１８年动力电池行业深度研究报告 由于政府补贴将在2020年之后退出，市场对于新能源汽车的渗透率和动力电池需求存在疑虑。我们认为，随着锂电池成本持续下降，新能源汽车作为消费品的性价比优势将逐步体现，渗透率持续提升，加上储能行业即将突破，动力电池在未来十几年内的需求将维持25%以上的高复合增速。 核心观点 ●在汽车电动化和储能需求的推动下，2017年动力电池和储能电池的出货量 达到73GWh，在锂离子电池的出货占比超过一半，当前仍处于电动化的早期，电动车销售占比刚刚突破1%，随着电动车渗透率的提高和储能市场逐渐打开，动力电池未来仍有数十倍的成长空间。 ●电动车与传统燃油车性价比的优劣是决定汽车电动化进程的核心因素，当前 电动车的购臵成本和使用全成本（TCO）仍高于燃油车，因此行业处于补贴驱动阶段。随着电池成本持续降低，电动车将逐渐步入TCO平价阶段和购臵车成本平价阶段，同时，各国政策对于燃油车的环保要求日益严苛，将迫使传统车企加大电动车的生产和销售力度，电动车的渗透率有望快速提升。 动力电池行业驱动力切换的内因在于成本快速下降，电动车成本竞争力持续增强，外部原因在于产业政策的调整。 ●锂电池在储能市场的应用空间随其成本下降逐渐打开。储能在电力系统中可 扮演多种重要角色，包括调峰调频、备用电源、削峰填谷等，预计未来十年全球复合增速可达40%以上。储能成本的进一步降低有赖于电池循环性能的提升，同时大规模储能对于电池的安全性要求极高，因此该细分市场也将向头部企业集中。 投资建议与投资标的 ●在汽车电动化和储能的共同推动下，锂电池将成为具备持续高成长性的行 业，同时这两大细分市场对于安全性的高要求将使得行业呈现高集中度的格局，龙头企业及其供应链企业值得重点关注。 ●电池企业建议关注龙头宁德时代(300750，未评级)，2017年宁德时代出货 量位居全球第一，并计划到2020年将产能扩大2倍，目前其产能利用率仍然供不应求，预计将成为动力电池高速成长过程中的主要获益者；供应链方面，建议关注宁德时代的正极前驱体材料供应商格林美(002340，买入)、负极材料和设备供应商璞泰来(603659，未评级)，隔膜供应商创新股份(002812，未评级)以及电解液龙头天赐材料(002709，买入)和新宙邦(300037，未评级)。 风险提示 ●补贴退坡速度超预期导致需求大幅波动 ●出现重大安全事故导致行业政策收紧 ●价格战及原材料价格上涨导致毛利率大幅下滑 附件1 锂离子电池行业规范条件 （2018年本） 为加强锂离子电池行业管理，引导产业转型升级，大力培育战略性新兴产业，推动锂离子电池产业健康发展，根据国家有关法律法规及产业政策，按照优化布局、规范秩序、保障质量、安全管理、推动创新、分类指导的原则，制定本规范条件。 一、产业布局和项目设立 （一）锂离子电池行业的企业及项目应符合国家资源开发利用、环境保护、节能管理、安全生产等法律法规要求，符合国家产业政策和相关产业发展规划及布局要求，符合当地土地利用总体规划、城市总体规划、环境功能区划和环境保护规划等要求。 （二）在国家法律法规、规章及规划确定或省级以上人民政府批准的自然保护区、饮用水水源保护区、生态功能保护区，已划定的永久基本农田，以及法律、法规规定禁止建设工业企业的区域不得建设锂离子电池（含配套）项目。上述区域内的现有企业应按照法律法规要求拆除关闭，或严格控制规模、逐步迁出。 （三）严格控制新上单纯扩大产能、技术水平低的锂离子电池（含配套）项目。对促进技术创新、提高产品质量、降低生产成本等确有必要的新建和改扩建项目，由行业主管部门按照相关规定加强组织论证。 二、生产规模和工艺技术 （一）企业符合以下条件： 1.在中华人民共和国境内依法注册成立，有独立法人资格； 2.具备锂离子电池行业相关产品的独立生产、销售和服务能力； 3.研发经费不低于当年企业主营业务收入的3%，鼓励企业取得高新技术企业资质或省级以上研发机构、技术中心； 4.生产的产品拥有技术专利； 5.企业申报时上一年实际产量不低于实际产能的50%。 （二）企业应采用工艺先进、节能环保、安全稳定、自动化程度高的生产工艺和设备，工艺、装备及相关配套设施应达到以下要求： 1.应具有电池正负极材料中磁性异物及锌、铜等金属杂质的检测能力，检测精度不低于10ppb； 2.应具有电极涂覆后均匀性的监测能力，电极涂敷厚度和长度的测量精度分别不低于2μm和1mm，鼓励使用涂覆面密度在线监测设备； ２０１８年锂电池回收行业深度研究报告 正文目录 一、锂电池回收目的：环保性和经济性双轮驱动 (4) 二、回收市场：3C类基数大增长稳，动力类增长快空间大 (6) 三、政策与标准出台：明确责任和建立体系 (8) 3.1.整车厂成为责任主体 (8) 3.2. 国家标准保障追溯体系 (10) 四、梯次利用：挖掘动力电池的剩余价值 (11) 4.1. 梯次利用简介 (11) 4.2.储能是梯次利用的最佳场景 (12) 五、材料再生方法及经济性：湿法再生，价值凸显 (14) 5.1国际以火法+湿法，国内以湿法再生为主 (14) 5.2材料再生经济性讨论 (18) 六、相关标的 (20) 风险提示 (20) 图表目录 图 1：各元素新生冶炼和再生过程所耗能量对比 (5) 图 2：不同类型报废锂电池中各元素含量(KG/T) (5) 图 3：2016年各类型电池产量增速（%） (6) 图 4：我国过去四年锂电池产量（GWH） (7) 图 5：汽车销量和动力电池产量预测 (7) 图 6：电池产量与报废量（GWH） (8) 图 7：电池全寿命周期示意图 (11) 图 8：铁塔基站储能 (14) 图 9：优美科电池材料闭环 (15) 图 10：优美科路线—火法+湿法 (16) 图 11：火法+湿法流程示意图 (17) 图 12：国内主流路线--湿法 (18) 表格 1.锂电池中各元素易得程度和毒性 (4) 表格 2.动力电池回收政策汇总 (9) 表格 3.锂电池回收相关标准 (10) 表格 4.国内外梯次利用案例 (12) 表格 5.各类型锂电池潜在收益 (19) 表格 6.各类型锂电池再生成本测算 (19) 表格 7.相关标的情况 (20) 的梯次利用和回收主要基于环境保护、资源节省、有利可图三个方面： 环境保护：锂电池的正极材料里包含镍、钴、锰、锂等重金属元素，这些重金属元素会对环境、水等造成污染；负极材料里面的碳材、石墨等会造成粉尘污染；此外，锂电池的电解液中含有有毒的化学成分，也会造成氟污染。 资源节省：锂电池中含有大量的金属元素，镍、石墨等我国比较多，但是像钴之类的金属元素是我国稀缺的；中国的锂元素绝对含量很多，但是开采难度比较大，一般都分布在西藏、青海、四川等条件比较艰苦的矿山；盐湖锂里面镁离子含量比较高，提取锂的难度也很大。 有利可图：做锂电池的梯次利用及资源化回收还是能形成商业化的，因为最近几年汽车行业大量转入电动化，锂电池需量增加，导致上游的贵金属材料价格非常高，金属钴价格为60万/吨，镍10万/吨，碳酸锂17万/吨，金属锂90万/吨。 市场风口 1、政策支持 最早在2012年的时候，国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划》中提到了“制定动力电池回收利用管理办法”； 2014年国务院办公厅发布了《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》，研究制定动力电池的回收利用政策； 2015年财政部、科技部、工信部、发改委在《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》中提到“要让电动汽车及动力电池企业承担废旧电池回收的主体”； 2016年，发改委、工信部、环保局、商务部及质检总局又相应的发布了一系列政策，到目前为止，专门针对锂电池回收的政策总共有20多项。 2018年3月，七部委联合发布了最新的《关于开展新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》。 梳理这些政策，可以归纳出以下四点： 国家各部委主张动力电池先进行梯级利用，再进行资源化回收； 落实生产者责任延伸，即“谁生产，谁负责”； 建立动力电池的回收利用体系，开展一些试点项目，建立回收化网络及信息监管； 行业规范不断完善，国家对企业的资质要求逐步清晰。 2、市场规模 锂电池整体可以分为三大类： 消费类电池：用在手机、IPAD、笔记本电脑等消费类电子产品上的电池，以钴酸锂电池为主； 动力电池：用在新能源汽车上的电池，乘用车上主要是三元电池，商用车主要是磷酸铁锂电池； 储能电池：用在充电站、火电站、商用储能等方面的电池，主要使用的是磷酸铁锂电池。 梯次利用是什么？举个例子，例如将电池用在新能源汽车上，电池充满电的时候是100%的能量，当电池使用一段时间后，电量会衰减，当电量衰减到80%的时候就不能使用在汽车 ２０１８年锂电池行业深度研究报告 目录 1.“换道超车”，全球汽车迎来电动化浪潮 (5) 1.1海外市场：发展电动车已经成为共识 (5) 1.2中国市场：多项政策落地，坚定行业高增长预期 (6) 2.CATL登陆A股，动力锂电池步入“独角兽”时代 (8) 2.1中国市场：攘外需先安内，CATL一枝独秀 (8) 2.2海外市场：CATL登顶，切入国际车企供应链 (9) 2.3有效产能不足，强势企业继续扩产 (10) 3.CATL培育的中国锂电设备供应商 (11) 3.1前段设备壁垒最高、价值量最大 (11) 3.2锂电设备投资持续增长 (13) 4.CATL产业链受益标的 (14) 4.1先导智能：卷绕机龙头，绑定CATL，切入特斯拉供应链 (14) 4.2赢合科技：整线自动化先行者，CATL潜在供应商 (16) 4.3璞泰来：CATL涂布机的供应商之一 (17) 4.4星云股份：CATL监测设备的供应商之一 (18) 4.5今天国际：工业自动化新贵 (18) 5.风险提示 (20) 图目录 图1全球新能源汽车销量及预测 (5) 图2全球新能源汽车保有量及占全部汽车保有量的比例预测 (5) 图3中国新能源汽车销量及预测 (6) 图4中国新能源汽车保有量及占全部汽车保有量的比例预测 (6) 图5中国新能源乘用车/客车产量情况 (9) 图6新能源汽车的成本构成（2017） (12) 图7动力电池制造工艺流程及核心设备 (12) 图8动力锂电池设备价值量 (13) 图9中国锂电设备投资预测（亿元） (14) 图10先导智能收入结构（2017年） (14) 图11先导智能收入和盈利情况 (14) 图12CATL的产能规划（单位：GWh） (15) 图13赢合科技收入结构（2017年） (16) 图14赢合科技收入和盈利情况 (16) 图15赢合科技的并购之路 (16) 图16璞泰来收入结构（2017年） (17) 图17璞泰来收入和盈利情况 (17) 图18星云股份收入结构（2017年） (18) 图19星云股份收入和盈利情况 (18) 图20今天国际收入结构（2017年） (19) 图21今天国际收入和盈利情况 (19) 图22今天国际2017年订单情况（单位：亿元） (19) ２０１８年固态锂电池行业深度研究报告 目录 固态锂电池：采用固体电解质替代电解液和隔膜 (4) 液态锂电池：安全性能和能量密度存在隐忧 (5) 液态锂电池的安全隐患不容忽视 (5) 液态锂电池能量密度瓶颈凸显 (6) 固态锂电池的比较优势：安全性能和能量密度更高 (7) 安全性能高：固体电解质具备高热稳定性和致密性 (7) 能量密度高：可采用金属锂做负极，有望提升40%-50%能量密度 (7) 应用范围宽：固体电解质可用温度范围更为宽泛 (9) 设计多样化：固态制备工艺简化，可设计为柔性电池 (9) 固态锂电池未来有望实现大规模商业化应用 (10) 固体电解质：固态锂电池的核心材料 (11) 影响固体电解质性能的关键指标分析 (11) 聚合物固体电解质：有望最早突破商业化瓶颈的电解质 (11) 无机固体电解质：硫化物、石榴石型、L I PON是主要方向 (14) 不同固体电解质对比：产业化道路上各有优劣 (18) 固态锂电池市场潜力巨大，全球巨头着手研究布局 (19) 固态锂电池市场潜力巨大，全球千亿市场空间可期 (19) 全球企业开始加大固态锂电池方面的研究布局 (20) 投资建议 (24) 风险提示 (25) 图表目录 图表1. 全固态锂电池工作示意图 (4) 图表2. 各类溶剂的基本性能 (5) 图表3. 金属锂表面形成锂枝晶示意图 (5) 图表4. 电子显微镜下金属锂枝晶形貌 (5) 图表5. 液态锂电池安全事故频发 (6) 图表6. 各国动力电池能量密度规划 (6) 图表7. 金属锂的特点与用于液态锂电池中的后果 (7) 图表8. 不同负极材料性能对比 (7) 图表9. 不同电池体积能量密度与质量能量密度对比情况 (8) 图表10. 全固态与液态锂电池制备工艺差别 (9) 图表11. 全固态电池柔性化设计 (10) 图表12. 下一代锂电池发展趋势对比情况 (10) 图表13. 聚合物电解质优劣势 (12) 图表14. PEO结晶区导锂示意图 (12) 图表15. PEO无定形区导锂示意图 (12) 图表16. 改性聚合物固体电解质性能对比 (13) 图表17. 外文数据库发表聚合物电解质研究成果数量 (13) 图表18. 中文数据库发表聚合物电解质研究成果数量 (13) 图表19. 聚合物电解质室温离子电导率随时间提升情况 (14) 图表20. 主流无机电解质的性能对比 (15) 图表21. 常见的硫化物电解质离子电导率情况 (15) 图表22. 硫化物电解质主要限制因素与解决途径 (16) 图表23. 晶态氧化物电解质主要类型 (16) 图表24. 常见的氧化物电解质离子电导率情况 (17) 图表25. 外文数据库发表无机电解质研究成果数量 (17) 图表26. 中文数据库发表无机电解质研究成果数量 (17) 图表27. 不同固体电解质性能雷达图 (18) 图表28. 全球固态锂电池需求预测 (20) 图表29. 全球企业加大固态锂电池布局力度 (21) 图表30. 宁德时代关于全固态锂电池申请专利 (21) 图表31. 赣锋锂业对浙江锋锂核心技术人员奖励考核 (22) 图表32. 赣锋锂业对浙江锋锂核心技术人员分期考核目标 (23)2018年废旧锂电池回收行业分析报告
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