2025年新能源汽车产业链上游分析

发布日期:2025-08-06 点击次数:136

锂、镍、钴等金属

锂、钴、镍等金属是新能源汽车动力电池制造的核心原料。锂、镍、钴等金属矿产被广泛应用于电动汽车电池中,这些矿产经深度加工,转化为碳酸锂、氢氧化锂、硫酸钴、硫酸镍等关键原材料,构成了动力电池的重要组成部分。

目前主流的电动汽车电池技术主要包括三元锂电池(NCX)和磷酸铁锂电池(LFP),其中钴和镍主要应用于三元锂电池中,锂既应用于三元锂电池,又应用于磷酸铁锂电池中。三元锂电池进一步细分为镍钴铝酸锂电池(NCA)和镍钴锰酸锂电池(NMC),由于钴资源的稀缺性和高价格,高镍低钴技术正在成为主流演变方向。锂是锂电池核心原料,全球分布集中。

被誉为“白色石油”,是锂离子电池的核心原料,通过锂离子在正负极之间的迁移实现能量存储与释放,是电解液、正极材料(如三元材料、磷酸铁锂)的关键成分。

全球锂资源存在于三种类型的矿床中:盐湖型(锂盐湖)、伟晶岩型(锂辉石)和花岗岩型(锂云母),盐湖型矿床占据了主导地位,其储量约占全球总锂资源的 70%,而锂辉石和锂云母矿床合计贡献了约 30%的资源储量。锂资源的全球分布具有明显的地理集中特征,主要分布在南美洲的“锂三角”(智利、玻利维亚和阿根廷)、澳大利亚、美国和中国等少数国家,占有全球锂资源的 80%以上。

锂三角的盐湖中的锂离子浓度高,品质好,从而大大降低了提取锂的成本,是全球碳酸锂生产成本最低的产地,代表包括玻利维亚的乌尤尼盐湖、智利阿塔卡玛盐沼、阿根廷霍姆布雷托盐湖。据美国地质调查局(USGS)2024 年发布的数据,全球已探明的锂资源量显著增长,约为 1.05 亿吨金属锂,可采锂储量为 2800 万吨金属锂;其中,南美“锂三角”占全球锂资源的 56%,美国、澳大利亚分别占 13%、8%,中国约占 6%。

中国锂资源丰富但利用率偏低,中国企业布局海外优质锂矿资源。我国锂资源储量虽位列世界前列,拥有较为丰富的锂矿资源,但优质锂矿资源相对较少,且分布地区海拔高、自然地理环境条件差、生态环境脆弱,面临开采难度高、环保要求严苛等多重挑战,导致锂资源依赖进口锂精矿等,根据中国有色金属工业协会锂专业委员会数据统计,2023 年我国共计进口锂精矿约 401 万吨,占比为 74%,同比增长约 41%,主要的进口来源国包括澳大利亚、巴西、津巴布韦等。

另外为了应对日益增加的锂矿需求,中国企业采取了包括收购国外优质矿区股权在内的多种策略来布局海外锂资源市场,并在澳大利亚、阿根廷、智利等全球主要锂生产国家获得了重要的资源权益。根据美国地质调查局的数据,2023 年全球锂金属产量达到 18.47 万吨。其中,中国锂产量 3.3 万吨,居世界第 3 位,占全球锂产量的 18.34%,显示了中国在全球锂产业中的重要地位。随着新能源行业的快速发展,对锂电池的需求持续增加,动力电池和储能电池作为锂金属的主要应用领域,占据了总消费量的 87%。

新能源汽车及储能需求增长导致碳酸锂价格大幅波动,目前处于供过于求局面。碳酸锂是锂离子电池正极材料(如磷酸铁锂、三元材料)和电解液(六氟磷酸锂)的核心原料,近年来,随着新能源汽车市场的爆发式增长,对锂的需求急剧上升,导致锂价波动较大,自 2021 年起,新能源汽车对碳酸锂需求激增,而供给端因锂矿开采和冶炼项目建设周期长达 3-5 年难以快速响应需求,因此碳酸锂价格一路飙升,并在 2022 年达到价格巅峰,最高价达到 57 万元/吨,当年均价超过 48 万元/吨;

自 2023 年起,全球锂资源产能集中释放,市场供需格局迅速逆转,碳酸锂价格随之下跌,2023 年度均价降至 26 万元/吨,尽管储能市场与新能源汽车市场维持着增长态势,但近两年来未能按预期速度消化过剩的锂盐产能,供过于求的趋势进一步加剧,最低价格下探至 6 万元/吨以下,较顶峰时期下跌约 90%。2025 年,碳酸锂供需失衡的局面仍在延续,使得其价格持续走低,徘徊在 6 万元/吨左右。

镍、钴是三元锂电池的主要正极材料,用于制造镍钴铝酸锂电池(NCA)和镍钴锰酸锂电池(NMC)。镍元素可以提高电池的能量密度,增加电池的续航里程,随着镍含量的增加,电池的能量密度也会相应提高,例如从 NMC532 逐渐演替为 NMC811,镍含量不断提升,电池能量密度也得到了显著提升,此外,镍还能改善电池的充放电性能,提高电池的循环稳定性。钴同样是三元锂电池的关键成分,它能够稳定电池的晶体结构,提高电池的充放电效率和循环寿命,还可以增强电池的安全性,降低电池热失控的风险。不过,由于钴资源稀缺且价格较高,其在电池中的用量逐渐受到限制,电池技术正朝着高镍低钴的方向发展,以减少对钴的依赖。

镍、钴金属矿产在地理分布上同样高度集中,中国主要依赖进口。目前全球大约有 60%的镍产自于印度尼西亚、菲律宾、俄罗斯和加拿大,80%以上的钴来自于刚果民主共和国;当前全球探明钴、镍储量分别为 1100 万吨、超 13000 万吨,未来随着矿产开采技术的进步,全球钴、镍储量可能进一步增长,高度集中的地理分布也可能出现变化。中国的钴、镍资源相对匮乏,对外依存度较高:钴资源方面,我国储量匮乏,对外依存度高达 98%,主要依赖刚果(金);镍资源方面,我国消费量占全球的 50%以上,但 86%以上依赖进口,主要来自印度尼西亚和菲律宾。

电动汽车产业驱动锂、钴、镍需求迅速扩张。在净零排放气候目标的驱动下,全球电动汽车电池对锂、钴、镍的需求将快速增长。根据美国地质调查局的数据,2019—2023 年,全球锂、钴、镍的产量分别从 8.6 万吨、14.4 万吨、261 万吨,上升到 18.0 万吨、23.0 万吨、360万吨,年平均复合增长率高达 16%、10%、7%,这一增长与近年来新能源汽车产业的快速发展密切相关。根据中国科学院相关研究,到 2020—2050 年,全球电动汽车产业在净零排放情景下对锂、钴、镍需求的年复合增长率分别高达 13%—15%、10%—13%、13%—16%,这意味着全球锂、钴、镍的供应增长压力仍将持续。

中国锂、钴、镍矿产资源储量较少,全面推进勘探和开采工作的同时应完善电池回收利用体系。2023 年 8 月,欧盟《电池和废电池法规》正式生效,其中明确规定,到 2031 年电池活性材料中再生金属元素的最低使用比例:锂、镍均不低于 6%,钴不低于 16%。相比之下,我国在电动汽车电池循环利用领域的规划设计与实践推进仍存在明显差距。

考虑到 2035 年电动汽车退役潮即将来临,当前亟需制定清晰的电池循环回收目标,提前布局电池回收产业,推动行业加速实现锂、钴、镍这三种关键金属的循环利用。与此同时,还需密切监测电动汽车电池技术路线的演进,动态研判在不同技术发展趋势下,循环回收对保障电池供应链安全的重要价值,并依据实际的供应安全状况,对回收工作的重心进行灵活调整。

正极、负极、电解液及隔膜材料

锂电池电芯为锂电池最核心部分,其性能和成本主要取决于正极材料、负极材料、电解液和隔膜四大主材,同时配以铝箔(正极集流体)、铜箔(负极集流体)、导电剂(如炭黑)等辅材制成。正极材料包括磷酸铁锂、三元材料、钴酸锂、锰酸锂等,采用层状结构的锂金属氧化物,如钴酸锂(LiCoO₂)、镍钴锰酸锂(NCM)、镍钴铝酸锂(NCA)等,或具有橄榄石型结构的磷酸铁锂(LiFePO₄)等,或尖晶石结构材料,这些材料具有稳定的晶体框架,允许锂离子可逆地嵌入与脱出。负极材料通常由石墨构成,其层状结构为锂离子提供嵌入空间。

电解液作为锂离子传输的介质,液态电解质(如 LiPF₆溶于碳酸酯类溶剂)具有优异的离子导电性,而固态电解质(如硫化物玻璃陶瓷)则带来更高的安全性。隔膜多采用微孔聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或其复合膜,部分涂覆陶瓷(如 Al₂O₃)以提升耐高温性,既阻隔电子直接接触,又允许锂离子通过,起到电子绝缘和离子导通的关键作用。正极材料成本约占总成本的 35%,负极材料占总成本的比例为 12%,隔膜材料占总成本的比例为 12%,电解液材料占总成本的比例为 13%。

正极材料中,磷酸铁锂占比最大且持续提升。主流细分正极材料性能各异,三元材料和磷酸铁锂在性能、寿命、安全性等方面综合优势相对于钴酸锂、锰酸锂较大,磷酸铁锂和三元材料各有优势:磷酸铁锂凭借低成本、循环寿命长、安全性较高等优势,产量增速预计保持高速增长,而三元材料具有成本高、循环寿命短、安全性差的缺陷,但在能量密度、低温性能方面更具优势。2025 年一季度中国正极材料出货量 100 万吨,同比增长 68%,其中:磷酸铁锂材料出货 76 万吨,同比增长 94%,占正极材料总出货量比例高达 75.8%,领跑正极材料行业增长;三元材料出货 17 万吨,同比增长 11%;钴酸锂与锰酸锂材料出货分别为 3 万吨、3.8 万吨,同比增长分别为 47%、36%;磷酸铁锂材料占比首破 75%,主要受储能和新能源汽车需求带动。

受益于新能源汽车等终端市场需求拉动,锂电材料四大主材出货量持续增长。根据 GGII调研数据显示:2024 年我国正极材料出货量 335 万吨,同比增长 35%,其中磷酸铁锂材料出货量 246 万吨,占比近 74%,同比增长 49%,三元材料出货 65 万吨,同比微增;负极材料出货量 208 万吨,同比增长 26%,其中人造石墨 181 万吨、天然石墨材料 26 万吨;电解液出货量147 万吨,同比增长 32%,单 GWh 电池电解液量因电池配方技术迭代更新及对降成本考虑而持续减少;锂电隔膜出货量 223 亿平米,同比增长 30%,其中湿法隔膜 173 亿平米、干法隔膜 50 亿平米。

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