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锂电产业链结构


作为新能源革命的「核心赛道」(2025年全球锂电市场规模超2万亿元),锂电产业链的结构像「金字塔」:上游是提供「粮食」的原材料基地,中游是负责「烹饪」的核心制造环节,下游是消化「成品」的应用市场,最后靠回收实现「循环闭环」。今天我们从三个核心维度,拆解这条产业链的「分工与协作」:上游如何掌控「资源命脉」?中游如何靠技术决定电池性能?下游又如何撑起万亿市场?

一、上游:产业链的【资源命脉】,从盐湖与矿山里的【白色黄金】说起

锂电产业链的上游,是为电池提供「原材料血液」的环节 —— 就像做饭需要大米、蔬菜,电池制造需要锂、镍、钴、石墨等关键资源。这些资源的储量、加工能力,直接决定了整个产业链的成本与安全。

1. 关键资源:四类核心原材料的「全球版图」

上游最核心的是「锂、镍、钴、石墨」四大资源,它们的全球分布极不均衡,且加工环节高度集中在中国。

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锂:「白色黄金」的争夺锂的提取分「盐湖提锂」和「硬岩提锂」:盐湖提锂(如智利 Atacama 盐湖)成本低(约3万元/吨),但周期长(3-5年);硬岩提锂(如澳大利亚格林布什锂矿)速度快,但成本高(约5万元/吨)。2025年全球锂需求达200万吨 LCE(碳酸锂当量),而产能仅180万吨,供需紧张导致碳酸锂价格从2020年的5 万元/ 吨飙升至2022年的50万元/吨,至今仍维持在15-20万元/吨。

镍:从「不锈钢原料」到「电池核心」传统镍主要用于不锈钢,但高镍正极(NCM811、NCM92)推动「电池级镍」需求爆发:2025年电池级镍需求占比将达 50%(2020 年仅10%)。印尼凭借红土镍矿资源,要求外资企业必须在当地建设镍加工工厂(禁止原矿出口),推动青山集团、华友钴业在印尼建设「镍矿 - 硫酸镍 - 正极材料」一体化基地,降低运输成本。

2. 资源安全:中国的「补链与控链」

中国虽不是锂、镍、钴的最大储量国,但凭借加工能力掌控了上游关键环节:

锂:中国掌控全球85%的碳酸锂加工产能,即使从智利进口锂精矿,也能通过青海盐湖、江西宜春的工厂加工成电池级产品;

镍:通过在印尼投资建厂,中国企业控制了全球60%的电池级硫酸镍产能;

石墨:中国天然石墨储量和球形石墨加工能力全球第一,负极材料无需依赖进口。

风险:刚果(金)的钴矿受政局影响大,智利曾计划将锂矿国有化,这些都推动中国企业通过「海外并购+长期协议」锁定资源(如赣锋锂业收购阿根廷Cauchari 盐湖,宁德时代与印尼镍矿企业签订10 年供货协议)。

二、中游:产业链的【制造心脏】,决定电池性能的6 大核心环节

如果说上游是「粮食基地」,中游就是「厨房加工车间——它将上游的原材料,转化为正极、负极、电解质、隔膜等核心部件,再组装成电芯和电池包。中游的技术水平,直接决定了电池的能量密度、安全性、成本(中游占电池总成本的70%)。

1. 四大核心材料:电池的「四肢」

中游最关键的是「正极、负极、电解质、隔膜」四大材料,它们的性能直接影响电池表现,且技术路线高度集中。

正极材料:电池的「能量引擎」(占电芯成本40%)正极是决定电池能量密度的核心,技术路线向「高镍化」升级:从NCM523(镍 50%)到 NCM811(镍 80%),再到 NCM92(镍90%),能量密度从200Wh/kg提升至320Wh/kg。头部企业:宁德时代(全球市占35%)、容百科技(高镍正极市占 25%)、当升科技(海外车企配套为主)。关键技术是「表面包覆+元素掺杂」(如Al₂O₃涂层抑制衰减,Mg掺杂强化晶体结构)。

负极材料:电池的「储锂容器」(占电芯成本15%)目前主流是石墨负极(天然石墨+ 人造石墨),未来向「硅基负极」升级(硅的储锂容量是石墨的10 倍)。头部企业:贝特瑞(全球市占28%,天然石墨龙头)、杉杉股份(人造石墨为主)、璞泰来(硅基负极领先)。技术难点是「硅基膨胀控制」(通过硅碳复合、多孔结构设计,将膨胀率从 400% 降至 80%)。

电解质:电池的「离子通道」(占电芯成本 10%)主流是液态电解质(溶剂 + 锂盐 + 添加剂),未来向「固态电解质」转型(解决锂枝晶问题)。头部企业:天赐材料(全球市占 30%,液态电解质龙头)、新宙邦(添加剂技术领先)、清陶能源(固态电解质研发)。液态电解质的关键是「添加剂优化」(如 VC 添加剂改善 SEI 膜,LiPO₂F₂提升安全性)。

隔膜:电池的「安全防火墙」(占电芯成本15%)分湿法隔膜(薄、耐温,用于三元电池)和干法隔膜(成本低、强度高,用于磷酸铁锂电池),技术壁垒极高(设备依赖进口,如日本东丽的涂布机)。头部企业:恩捷股份(全球市占35%,湿法隔膜龙头)、星源材质(干法+湿法并举)。关键指标是「孔径均匀度」(湿法隔膜孔径0.1-0.3μm,误差≤10%)和「热关闭温度」(120-150℃时孔径闭合,阻断 Li⁺传输)。

2. 电芯与PACK:电池的「成品组装」

四大材料加工完成后,进入「电芯制造」和「PACK组装」环节:

电芯制造:将正极、负极、隔膜、电解质组装成电芯,主流有圆柱(特斯拉4680)、方形(宁德时代麒麟电池)、软包(LG新能源消费电子用)三种形态。核心工艺是「卷绕 / 叠片」(卷绕效率高,叠片空间利用率高)和「注液」(电解液注入量误差≤0.1g)。

PACK组装:将电芯串联/并联,搭配BMS(电池管理系统)、冷却系统、外壳,形成电池包。技术趋势是「CTP(无模组)」和「CTC(电芯到车身)」:CTP 省去模组外壳,空间利用率提升10%(宁德时代 CTP3.0);CTC将电芯嵌入车身底盘,空间利用率再提升 5%(特斯拉4680电池包)。

中游的中国话语权极强:全球正极、负极、电解质、隔膜产能中,中国占比分别达 80%、90%、75%、65%;电芯产能占全球70%(宁德时代、比亚迪合计市占超 50%)。

三、下游应用与回收:产业链的【价值出口】与【循环闭环

中游制造的电池包,最终流向下游应用市场,而退役电池通过回收重新进入产业链 —— 这形成了「生产 - 使用 - 回收」的完整闭环。下游市场的需求,直接拉动上游和中游的产能扩张。

1. 下游三大应用:电池的【最终归宿

下游市场分「动力电池、储能、消费电子」,其中动力电池是最大需求端(2025年占比 65%)。

动力电池:最大需求引擎(占下游65%)主要用于新能源汽车,需求特点是「高能量密度、长循环、高安全」:

 

  • 高端电动车:用三元电池(NCM811/NCM92),续航600km+(如特斯拉 Model 3、蔚来ET5)。
  • 中低端电动车:用磷酸铁锂电池(成本低、安全),续航400-500km(如比亚迪秦 PLUS、五菱宏光 MINIEV)。
  • 商用车:用刀片电池(长寿命、抗穿刺),如比亚迪电动重卡。2025年全球动力电池需求达1.2TWh,中国占比60%(宁德时代、比亚迪、亿纬锂能为核心供应商)。

 

储能领域:最快增长市场(年增 50%+)主要用于电化学储能电站、户用储能、通信基站,需求特点是「长循环、低成本、耐高低温」:

 

  • 储能电站:用磷酸铁锂电池(循环10000+次,度电成本<0.5元),如宁德时代麒麟储能、比亚迪储能。
  • 户用储能:用磷酸铁锂或钠离子电池(适配家庭光伏,容量5-20kWh),如派能科技、阳光电源。
  • 通信基站:用磷酸铁锂电池(耐高低温,-30℃至 60℃可工作),如中兴、华为配套。

 

消费电子:传统需求市场(占下游20%)主要用于手机、TWS 耳机、笔记本电脑,需求特点是「小体积、高能量、快充」:

 

  • 手机:用软包锂电池(厚度0.5-1mm,容量 4000-5000mAh),如三星SDI、欣旺达供应。
  • TWS 耳机用微型圆柱电池(如10440 型号,容量 300-500mAh),如鹏辉能源供应。
  • 笔记本:用方形锂电池(容量50-100Wh,支持65W 快充),如宁德时代、LG 新能源供应。

 

2. 回收环节:产业链的【循环闭环

随着2014年首批新能源汽车电池退役,回收成为产业链的重要环节,分「梯次利用」和「材料回收」:

梯次利用:退役动力电池(容量剩70%-80%)经检测、修复后,用于储能或低速车(如退役电动车电池→储能电站)。优势是成本低(仅为新电池的50%),代表企业:格林美、邦普循环(宁德时代子公司)。

材料回收:容量低于70%的电池,拆解后提取锂、镍、钴等金属,重新用于正极材料制造。技术路线分三种:

  • 火法:高温焚烧去除有机物,提取金属合金(优点:处理快;缺点:能耗高、锂回收率低<50%)。
  • 湿法:用酸性溶液溶解金属,通过萃取分离锂、镍、钴(优点:锂回收率>90%,纯度高;缺点:周期长)。
  • 干法:物理破碎+分选,分离金属和塑料(优点:环保、能耗低;缺点:技术难度高)。中国回收技术领先:邦普循环的湿法回收,锂、镍、钴回收率均达99.3%;格林美的干法回收,能耗比火法低60%。2025年中国退役动力电池回收量将达140万吨,可回收锂10 万吨、镍 20万吨,相当于减少100万吨锂矿开采。

从上游的「加工主导」,到中游的「技术垄断」,再到下游的「市场拉动」,中国已掌控锂电产业链的核心话语权:全球70%的电芯产能、80%的正极产能、90%的负极产能集中在中国,2025年中国锂电产业规模将突破10万亿元,占全球60%以上。

挑战:上游锂、镍资源依赖进口(中国锂资源对外依存度60%),中游固态电解质、高端隔膜设备仍需突破,下游回收体系尚未完全成熟。未来,产业链的竞争将聚焦「资源安全」(海外布局资源基地)、「技术升级」(固态电池、无钴电池)、「循环利用」(提升回收效率)三大方向。
 


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