钛酸锂电池成本 镍钴锂都涨疯了，电池厂的成本压不住了？

镍钴锂都涨疯了，电池厂的成本压不住了？

3月8日，伦镍最高涨至100000美元/吨，一举超过此前的历史高位，而这一大幅度涨势距离之前刷新十年高点达到2.5万元/吨的高点尚不足2周，考虑到此前碳酸锂连续2周突破40万元/吨和50万元/吨大关，这对下游来说可谓是雪上加霜。

在华尔街见闻·见智研究此前有关碳酸锂和镍的文章《碳酸锂春节后7天涨超40万元/吨，这两点需要重点关注 | 见智研究》和《镍期价刷新十年高点，但不改电池高镍化高增长趋势 | 见智研究》中已经对此碳酸锂和镍的涨价情况和影响有所分析。

本篇报告，华尔街见闻·见智研究将就镍钴锂这三种新能源汽车最为重要的上游资源，涨价给四大材料和动力电池带来的成本压力提升做详细的数据分析。

锂

由于不同动力电池厂商和四大材料厂商的技术水平以及配方略有差距，同时终端新能源汽车车企的标准和要求也不一样，所以具体到各家的使用量和成本变化也略有不同，华尔街见闻·见智研究在本报告中多采用平均数值。

首先，四大材料中，三元正极材料消耗碳酸锂的用量最多，每吨三元材料消耗碳酸锂0.38吨左右，而逐渐占比增加，并有望在未来成为主流的高镍三元锂电池的三元正极材料则耗量更多达到0.41吨左右的碳酸锂 ；磷酸铁锂正极材料消耗正极材料较少，但是使用量也达到了0.23吨碳酸锂左右。

其次，碳酸锂同样也是四大材料中电解液的主要原材料，六氟磷酸锂的价格已经达到59万元/吨的高位，已经超过2016年的历史高位，相比此前的9万元/吨的低谷价格涨了5倍有余。每吨六氟磷酸锂需要 0.3 吨左右的碳酸锂，而1 吨六氟磷酸锂能生产8 吨左右的电解液。

然后，隔膜的生产材料主要是聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE），所以不涉及碳酸锂的用量，负极材料的主要原材料目前也是人造石墨和天然石墨，同样不需要碳酸锂。但是值得关注的是，负极材料中具有代表性的未来趋势硅基负极由于导电性过低，且在形成SEI膜的时候会不可逆的消耗锂离子，所以需要在负极中添加补锂剂，而这种负极补锂添加剂中则含有碳酸锂， 但是目前硅基负极由于成本压力以及首效低，膨胀等问题还未成规模化生产，所以碳酸锂使用量很低。

最后，四大材料的集合体动力电池中，目前的两大体系中磷酸铁锂电池每GWh需要使用520吨碳酸锂左右，而三元锂电池使用的量同样较多，1GWh三元锂电池大约需要使用620吨碳酸锂。所以，碳酸锂的单价每涨价10万元，动力电池每GWh成本增加5200万元-6200万元左右。

镍

随着动力电池无钴化趋势的逐渐加强，高镍三元锂电池的占比也是越来越大，高镍三元的代表NCM 811型和NCA型高镍三元锂电池的渗透率目前已经达到40%左右，相较于8系三元锂电池刚刚上市时2017年不足3%的占比提升尤为突出。

镍的使用范围相较碳酸锂就小了不少，四大材料中仅仅局限于正极材料中的三元正极材料，其他三大材料和磷酸铁锂正极材料都不使用。而三元锂电池中高镍三元锂电池对镍的需求量最高，高镍三元锂电池对硫酸镍的使用量比3系三元锂电池高出60%以上，这也反映在了各系的镍的使用量上，每GWh高镍三元锂电池（以NCM 811型为例）需要镍750金属吨，而6系和5系的三元锂电池这需求量骤降，每GWh中低镍三元锂电池需要镍500-600金属吨。所以镍的单价每涨1万元/金属吨，则三元锂电池每GWh成本增加500万元-750万元左右。

钴

相比起锂和镍，钴无论是使用量上，适用范围上，还是未来的使用前景上，其实都是略有不足的，一方面由于其自身的资源稀缺性导致的，另一方面也是其高昂的成本让动力电池厂商越来越偏向于无钴化和高镍化锂电池，目前的8系高镍三元锂电池，乃至超高捏9系三元锂电池和四元锂电池，都是为了规避钴的大规模使用。

目前，动力电池的几种主要类型中，磷酸铁锂电池、锰酸锂电池和钛酸锂电池都不适用钴，仅仅只有三元锂电池还在使用钴，而且随着高镍化的发展，使用量还在逐代递减。从目前三元锂电池的中NCM型低高镍三代以及NCA型锂电池来看，NCA型锂电池的使用量变化不大，1GWhNCA型锂电池需要钴110吨左右，但是NCM型由于从低镍三元锂电池向高镍三元锂电池的转换，所以钴的使用量在不断下降，从最开始的低镍三元如3系需要400吨左右，降至中镍5系和6系的220吨钴左右，再到如今高镍三元8系的100吨钴左右的水平。

所以，钴的影响力正在降低而且不同型号的三元锂电池受到的成本压力不一样，钴的单价每涨1万元/吨， 则三元锂电池每GWh成本增加100万元-400万元左右。

总结来看，截至昨日数据，与2022年年初相比，碳酸锂价格从28万元/吨涨至50万元/吨，镍价15.5万元/吨从涨至22.3万元/吨，钴价从49.7万元/吨涨至56.7万元/吨，三大重要原材料的涨价导致1GWh动力电池的成本上升了至少1.55亿元。单辆新能源汽车按照55度电来计算，如果全部转嫁到车企端，则单车电池成本上升了8500元左右。

根据上海金属网最新数据，镍价从昨日的22.3万元/吨涨至今日的34.8万元/吨，使得1GWH电池和单辆电动车成本再度增加6250万元和3400元，单车电池成本年内上涨达到11900元左右。

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你买油车还是电车？

锂电池新能源汽车全生命周期成本研究

摘要： 绿色低碳是当今地球可持续发展的方向。锂资源具备储量丰富、高效和安全等优势，目前正成为世界各国新一轮新能源技术突破的目标。现聚焦碳中和碳排放的主角之一——锂离子新能源电池汽车，探索当今锂电池汽车行业发展情况，透过当前产业发展遇到成本降低的问题进行了全生命周期成本分析，使锂电动汽车完全达到成熟市场化竞争具备的成本管理条件，提出合理化建议。

关键词： 全生命周期理论；锂电池新能源汽车；市场化；成本管理

环境与资源的可持续发展是当前世界各国和地区实现碳中和碳排放政策努力的主题。因此，探索节能减排的环保科技成果是当今世界的热门话题之一。为此，我国把新能源汽车作为未来国家的战略支柱产业部门，优先把锂电池汽车作为新能源汽车重要的主攻方向之一。透过锂离子新能源汽车成本焦点的构成，提供相配套的技术、税收和财政补贴政策。攻克主要成本构成的关注点，促进其推广普及，取代燃油汽车，具有缓解社会环境污染的现实意义。

1 电动汽车全生命周期成本构成

广义的电动汽车全生命周期成本构成包括：生产者的电动汽车研发、整车生产及销售成本、消费者购买后的电动汽车使用（供应链）成本、废弃成本以及社会责任成本。电动汽车使用成本包括充电、换一次电池及维修保养成本等。其整车生产成本主要包括车身、电池及其他成本。其中，电动汽车整车研发及生产是生产者控制成本的关键，而它的充电及更换成本是使用者的主要成本。

2 电动汽车整车成本

锂电新能源汽车主要由电机、电池驱动和电控3大系统组成。新能源汽车与传统汽车的差别在于电池驱动系统，其他系统基本相同。电池驱动系统是新能源汽车的核心成本，占比30%～45%，而电池驱动系统成本的75%～85%由锂电池构成。

锂电池由正极材料、负极材料、电解液及隔膜组成，其成本占比为：正极材料的成分包括磷酸铁锂、三元材料镍钴锰酸锂（NCM）、锰酸锂、钴酸锂等，正极材料成本占锂电池成本大约为40%，其毛利率为 10%～15%；负极材料的成分：以石墨等碳负极材料为主，占锂电池成本大约为10%，其毛利率为10%～15%；电解液成分：以六氟磷酸锂为主，还有碳酸二甲酯等碳酸添加剂，占锂电池成本为15%～20%，其毛利率一般超过 35%；隔膜：分为干法隔膜和湿法隔膜（性能更优），占锂电池成本为25%～30%，其毛利率高达50%以上。

2.1 正极材料成本分析

正极材料是锂电池成本中占比最高及最关键的原材料，锂电池电芯材料成本稳定占40%左右，直接决定了电池的安全性能和规模大小。现锂电新能源车有磷酸铁锂和三元锂2种电池，锂电车电池技术上选择没有好坏之分，只有成本的差异及适用范围之别。磷磷酸铁锂作为锂电池正极材料，其特点是不含贵重金属（比如钴等），且其耐高温、安全稳定性强、寿命长、价格便宜、重量轻、容量大、比较环保、充电快、循环性能更好的优势。原料磷、铁价格低且资源储量丰富，其缺点振实密度小、导电性能差、耐低温性能差、组合电池组的寿命短等。其应用范围有：汽车启动、改装车辆、机房系统、通信基站、数据中心、储能领域等。

三元锂电池的三元正极材料使用镍钴锰酸锂（Li（NiCoMn）O2）。相同的体积或重量下，三元锂电池由于电压平台高、能量密度高、振实密度高的优点，比磷酸铁锂能量、功率更大，在大倍率充电、和耐低温性能等方面也有很大的优势，但也存在安全性差、耐高温性差、寿命差、大功率放电差、元素有毒等缺点。

三元材料锂电池乘用车更适宜耐低温地区，譬如-16℃（冬季）～40℃（夏季）。而新能源车辆材料的三元电池钴（Co）最贵，近年成本升幅最大且地球储量稀少；镍（Ni）、锰（Mn）电池材料较便宜；铁（Fe）最低廉且价格稳定，不受新能源汽车价格升幅影响较小。上述金属的价格行情与正极材料的价格行情基本一致。因此，锂离子电池采用磷酸铁锂做成正极材料的应是最便宜的且无污染，但三元锂电池正极材料使用镍钴锰酸（Li（NiCoMn）O2）价格近年来升幅大，致使锂电池新能源汽车价格升幅快。

2.2 负极材料成本分析

负极材料是锂电池作为电子和锂离子的载体，具有促进锂电池能量放与存的作用。重要原材料之一的负极材料约占锂电池成本的10%，其决定了锂电池的充放电效率、循环寿命等性能。负极材料目前主要使用人造石墨及天然石墨材料，少量使用钛酸锂、硅、软/硬碳等。其中人造与天然石墨分别应用在动力领域及3C领域。传统石墨硅基与负极材料的能量密度上限分别为372mAh/g（克容量）及4200mAh/g，因此后者成为公认未来的石墨负极的有力替代者，前者匹配当前正极材料的能量密度还有相当的余量。

锂电汽车电池对负极材料的要求严格，至少要满足7种条件，即循环比容量高、化学电位较低、电子电导率和库伦效率高、和离子电导率好、材料提取方便、材料强稳定性强、安全绿色无污染、资源丰富。石墨负极材料行业门槛较低，其毛利率为10%～15%，而由于不同使用场景对负极材料的要求不同，还要与电解液、正极匹配，因此负极不但型号众多、价格分布也非常广。另外，因原材料品味和收得率的不同以及石墨各环节的差异导致价格不透明，新增了电芯厂压价的难度。

2.3 电解液材料成本分析

锂电池电解液主要由有机溶剂、电解质锂盐、添加剂等成分组成。电解液构成占锂电池成本为15%～20%，其毛利率一般超过 35%，使用其电解液添加剂的锂离子电池性能改善、获得高比能、高电压等优点。电解液是由溶剂、锂盐、添加剂在一定条件下、按一定比例配制而成的。

其中，溶剂：主要目的是溶解锂盐各种形状的碳酸酯、羧酸酯类；锂盐：LiPF6、LiAsF6等；添加剂：有导电、成膜、过充保护、阻燃四大添加剂，控制电解液中水和HF含量、多功能和改善低温性能的三种添加剂；锂电池的电解质（含六氟磷酸锂、高氯酸锂等）的基本要求：较高的锂离子电导率、较高的化学稳定和性热稳定性、电化学性能在较宽的电压范围内保持的稳定、锂电池的隔膜与电极集流体和电极材料等具有良好的相容性、电解质具备的安全且无毒和无污染性。锂电池电解液的优势：作为锂电池的主要组成部分电解液对提升锂离子电池的能量密度、循环性能，保证锂离子电池获得高比能、高电压等优点的。

电解液的主要成本构成：溶质中的六氟磷酸锂属于资源类周期品，主要看市场供需情况。

（1）溶质中的六氟磷酸锂LiPF6。生产4t六氟磷酸锂需要原料碳酸锂1t，从2021初的4万元/t上到2022年3月的52万元/t，同时，电解液的价格从3万/t 涨到9万元/t；6F的价格从8万/t涨到55万/t，但是从2022年3月开始六氟磷酸锂价钱降低到25万元/t，供需缺口已经得到缓解，同时电解液也从9万元/t降低到7万元/t。

（2）添加剂中的VC。VC也从2022年初的65万元/t降低到20万元/t。

（3）溶质溶剂。主要目的是溶解锂盐各种形状的碳酸酯，2021年1—12月普遍升幅1～3倍。

上述锂电池新能源汽车三大物质涨价对整车的成本增加超过10%。因此电解液的涨价对新能源汽车的降低成本、增加销量有负面作用。

2.4 隔膜材料成本分析

隔膜：分为干法隔膜和湿法隔膜（性能更优），占锂电池成本为25%～30%，其毛利率高达50%以上。锂电池隔膜是锂电池四大核心材料之一，对锂电池的循环性能、能量密度、倍率性能、循环性能、内阻等关键性能指标，以及安全性指标如电化学稳定性、阻燃、耐高温、自关断，起到综合影响和直接决定的作用。隔膜是锂电池内层核心组件之一。

锂电池的界面内阻、结构由隔膜的性能决定，隔膜直接影响电池的循环、容量以及安全性能等特性。锂电池的正、负极通过隔膜分隔，预防两极因接触而出现短路及使电解质离子顺利通过。近年来受市场、技术进步驱动使湿法隔膜技术因企业不断扩建产能而占主导地位。

上述锂电池汽车的4大成本相加大约占汽车成本的40%，因此降低锂电新能源用车成本是推广新能源汽车的根本，特别是降低电解液的成本。

3 锂电池新能源作业汽车与传统燃油汽车作业成本比较研究

锂电池汽车某品牌31t总重量作业车与传统31t燃油总重量作业车全生命周期成本对比如表1、表2所示。

表1 锂电池作业车全生命周期成本（换电池模式）

表2 传统燃油汽车全生命成本

通过换电模式解决锂电池新能源汽车与传统燃油汽车相比10年节约37.69万元成本差，完全可以实现锂电新能源汽车市场化。而购买整车（含电池）充电主要锂电池用车与传统燃油汽车相比10年要增加143.3万元成本，主要是用电成本差异较大造成的，原因是用电优惠时段集中充电，可以大量节约成本。另外，降低锂电池制造成本也可促进新能源推广。

4 结语

市场充分竞争可以促进我国锂电池新能源汽车的发展，进而快速提高电池技术及大规模电池充电而节约使用成本。政府提供各种税收优惠政策、补贴政策支持，如夜间优惠用电问题，合理引导消费者，让锂电池新能源汽车提速。

文章来源：汽车行业资讯搬运工方大大

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