中国锂及动力电池产业链发展前景

一、前言

世界碳减排压力凸显，锂电池作为重要的减碳装备得到了快速发展。受新能源汽车行业的发展带动，近年来我国锂消费保持了高速增长态势（年均增速为24%），2020年的锂消费量为22.9万t（按碳酸锂当量计，下同）、车载动力电池出货量为80 GW·h。目前，我国是世界上最大的锂消费国、下游材料生产国、电池生产国，相关产业处于加速上升的前期，面临着参与锂电产业链国际竞争的重大战略机遇。

为了支持我国汽车动力电池产业的有序发展，工业和信息化部、国家发展和改革委员会等部门积极出台政策，着眼2025年前动力电池产品的性能与安全性、产业规模、关键材料及零部件、生产装备智能化等，提出具体要求；以动力电池实行梯次利用为契机，明确动力电池回收责任主体及动力电池编码制度、建立全生命周期追溯体系，促进资源的高效循环利用。在学术与产业研究方面，针对锂及其下游动力电池产业链的各环节开展了较多工作：关于资源勘查，总结了四川省富锂地区资源勘查进展、全国盐湖锂资源品质，梳理了选矿工艺及开发现状；关于冶炼加工，剖析了各类加工锂盐的发展规模、企业发展情况等；关于关键材料和电池产品，完成了国内外关键材料研发技术状况对比，分析了我国关键材料发展面临问题并提出了面向2035年的目标任务；还梳理了锂产业链环节以及龙头企业的生产工艺与技术路径。然而从已有文献看，着眼行业高质量发展而展开的锂及其下游动力电池产业链串联性研究还有所不足。

本文从锂及其下游动力电池产业链高质量发展的必要性出发，针对资源端、冶炼加工端、关键材料与产品端、循环利用端等产业链构成，凝练问题、研判目标、论证路径、提出对策，以期为相关行业发展研究提供基础参考。

（一）锂及其下游动力电池产业链构成

产业链指从原材料一直到终端产品制造的各生产部门的完整链条，其实质是各产业相互之间供给与需求、投入与产出的关系，也是对产业部门之间因技术经济联系而存在紧密关系的形象表述。本文将锂及其下游动力电池产业链划分为矿产资源端、冶炼加工端、关键材料与产品端、循环利用端4个环节，各环节之间相互联动、相互制约、相互依存，存在产品、生产技术、投资等关联方式。

矿产资源端主要指勘查与采矿，涉及锂辉石、锂云母、盐湖等不同锂资源类型的开发利用；处于产业链的最上游，是冶炼加工产业不可或缺的原材料、形成整个产业链的物质基础。

冶炼加工端主要指有色金属冶炼加工业中的锂盐加工，涉及碳酸锂、氢氧化锂、六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂等盐类产品的加工生产；相应的产品规模、生产工艺、产品质量等条件制约着关键材料的生产与发展。

关键材料与产品端主要指汽车锂动力电池及其生产所需要的关键部件，如含锂关键材料主要有三元正极材料、磷酸铁锂正极材料、电解液等；关键材料的研发能力、生产技术水平等因素，直接影响下游的产品性能与水平。电池产品主要分为三元动力电池、磷酸铁锂动力电池，不同的技术发展路线同样影响关键材料种类的选择与发展。

循环利用端主要指对报废汽车动力电池中的锂元素进行提取再利用，是提高资源利用效率的有效手段，将直接缓解资源端的供应紧张态势。

（二）锂及其下游动力电池产业链高质量发展的必要性

锂及其下游动力电池产业链的高质量发展，将突出表现为：国内锂资源得到综合、高效、绿色开发利用，深加工锂盐、关键材料、不同电池产品的核心技术获得突破，各类产品的质量保证、技术研发能力达到国际先进水平，报废的动力电池得到有序和充分地回收再利用，产业链各环节流通顺畅且规模与结构合理，产业链自主可控、科技创新协同、“短板”环节改善等态势良好。加快实施锂及其下游动力电池产业链高质量发展，必要性体现在以下四方面。

一是实现燃油车向新能源汽车平稳过渡，加速降低能源风险。我国石油资源匮乏，2021年石油进口依存度达到72%；能源消费尚未达峰，若继续加大石油使用量，将加剧国家能源安全风险。在交通领域，采用性能先进的动力电池可显著缩小燃油车与新能源汽车的驾驶体验差距，在支持实现新能源汽车与燃油车平稳过渡的同时，进一步降低交通领域石油消费量，缓解对外石油依赖。

二是支撑新能源电力的多场景应用，助力实现碳达峰、碳中和战略目标。高质量的锂动力电池作为一种储能装置，将高效利用风、光、水等新能源电力；还可规模化扩展到航空、航天、船舶等重大装备应用场景，为控制碳排放强度、改善清洁能源使用结构提供有力支撑。

三是加快形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。国际竞争趋于激烈，逆全球化趋势对国际供应链分工合作模式提出挑战。唯有驱动锂及其下游动力电池产业链高质量发展，实现产业链的自主可控，才能有效应对国际竞争、在关键时刻保障国内生产和供给不受影响，从而提升国内经济的自我循环水平。

四是支撑国家经济高质量发展。锂电产业是战略性新兴产业的重要组成部分，锂及其下游动力电池产业链迫切需要朝着国际价值链的中高端迈进，产品结构则转向高技术含量、高附加值的体系模式。形成上、下游各环节共同发力，协同创新效应显著，竞争力水平大幅提升，产业技术水平国际领先的产业链体系，支撑甚至引领国家经济的优质高效发展。

三、我国锂及其下游动力电池产业链现状

（一）资源端

我国锂资源种类丰富，储量排名世界第四位（约800万 t），约占世界总储量的7%。目前世界上大规模开采的锂资源主要是盐湖、锂辉石、锂云母；富锂黏土作为一种潜力资源，部分企业已在墨西哥开展生产试验，尚未进行大规模商业利用。我国同时拥有盐湖、锂辉石、锂云母3种资源，其中盐湖锂主要分布在青海省、西藏自治区，锂辉石主要分布在四川省，锂云母主要分布在江西省；也有一定规模的黏土型资源，具备良好的发展前景。

相比海外优质资源，国内锂资源存在硬岩品位相对较低，盐湖中成分复杂、镁锂占比较高，提取难度相对较大等特点。例如，四川省的甲基卡锂辉石品位为1.3%~1.5%，而澳大利亚格林布什锂辉石品位达2.1%；我国察尔汗、大柴旦、一里坪等盐湖的镁锂占比分别为1577、134、90.5，而智利阿塔卡玛盐湖、玻利维亚乌尤尼盐湖的镁锂占比仅为6.4、18.6。

我国锂资源的产量增速较快，但产量有限。2015—2020年世界锂矿产量年均增速为20%，而我国同期的年均增速高达45%；目前我国的产量为7.5万t，约占世界总产量的17%。江西省、青海省是我国最重要的锂资源生产地，合计占我国总产量的80%。四川省、西藏自治区虽然拥有丰富的资源，但因环境保护约束，高寒、高海拔开发环境恶劣，基础设施建设周期长，短期内的产量增长十分有限。

国内资源开发市场较为集中，产量排名前5位的企业份额合计达93%。主要开采公司有宜春钽铌矿有限公司、青海盐湖工业股份有限公司、西部矿业集团有限公司、融达锂业有限公司、青海恒信融锂业科技有限公司、西藏矿业发展股份有限公司等。

与海外开采矿山相比，国内锂矿的提取生产成本偏高。2021年，世界主要锂矿的开采现金成本不到2900美元/t，澳大利亚优质锂辉石项目开采成本均不超全球平均水平；我国江西宜春锂云母、东西台吉乃尔等项目的提取成本高于3700美元/t，超出世界平均水平约30%。

（二）冶炼加工端

我国生产的锂盐种类齐全，产量增长迅速。2015—2020年的平均增速为32%，2020年的产量为24.6万t，约占世界总产量的67%。形成了大量进口矿产资源进行冶炼加工、出口下游产品的基本格局。生产集中度较高，前5家企业的市场份额占比超过80%，代表性企业有江西赣锋锂业股份有限公司、天齐锂业股份有限公司、盛新锂能集团股份有限公司、四川雅化实业集团股份有限公司等。锂深加工产品的产能规模仍处于扩张阶段，但因进口锂矿资源供应的增量有限而未能利用全部产能。

新型双氟磺酰亚胺锂盐（LiFSi）有望成为第二代电池的电解质，我国企业积极开展投资布局。2020年，以上海康鹏科技股份有限公司、深圳新宙邦科技股份有限公司为代表，开始量产LiFSi；国内建设产能约6800 t（占世界总产能90%），明显快于海外产能建设速度。

电池级碳酸锂、电池级氢氧化锂、六氟磷酸锂等深加工产品的生产技术与质量达到国际领先水平，可满足国内下游关键材料企业应用需求，同时向海外知名企业供货。例如，江西赣锋锂业股份有限公司生产的电池级氢氧化锂产品，为国际主流品牌的车用锂电池产品进行配套；多氟多新材料股份有限公司生产的高纯晶体六氟磷酸锂产品，向日本宇部兴产株式会社、韩国Soulbrain股份有限公司等国际主流的电解液企业供货。

我国企业的锂盐加工生产过程朝着智能化、绿色化方向发展。天齐锂业股份有限公司建成世界首条全自动化的电池级碳酸锂生产线，年产能可达2万t；融捷股份有限公司等企业也正在建设高度自动化的锂盐工厂。锂盐加工属高耗能行业，生产过程中产生污染物。部分矿石类提锂企业通过改进生产工艺、采用酸化窑外夹套循环加热等方式降低总能耗和“三废”排放。

（三）关键材料与产品端

1. 正极材料

我国正极材料生产规模较大，超过世界总产量的50%。目前市场主流的汽车动力电池正极材料是三元材料、磷酸铁锂材料，2020年我国三元正极材料产量为21万t，约占世界产量的40%。三元正极材料的高镍低钴化是发展趋势，2020年国内中低端产品，如镍钴锰多元材料（NCM）333、NCM523的产量占比为57%，而NCM811、镍钴铝酸锂（NCA）等高端高镍产品的产量仅占23%，产品结构失衡。国内NCA材料产量不高，主要原因在于：NCA材料相比NCM技术壁垒更高，对生产工艺、湿度等条件要求更为严格；我国三元电池发展路径以NCM为主，导致材料端、产品端难以产生联动效应、材料企业的NCA生产动力不足。

国内高端产品市场的集中度较高。以NCM811为例，宁波容百新能源科技股份有限公司、天津巴莫科技有限责任公司的市场份额合计高达84%。在产品质量方面，重点企业产品的品质良好，进入了国际主流电池厂商的供应链。目前，国内产品基本满足我国下游电池生产需求，但高端正极前驱体材料仍部分依赖进口。

2020年，我国磷酸铁锂正极材料产量约为14.2万 t，处于世界主导地位。磷酸铁锂安全性好、循环寿命长，但因电池体积能量密度偏低而在国外较少生产。近年来，国内无模组刀片电池等结构性创新大幅提升了磷酸铁锂电池的体积能量密度，在补贴退坡情况下的性价比优于三元电池，从而带动了材料端磷酸铁锂材料产量回升。国内磷酸铁锂动力电池市场化发展优于海外，正极材料自产自销（主要供应国内电池厂商），相关企业具有较高的生产集中度。

在新材料研发和生产方面，部分国内企业的超高镍材料生产技术进入国际前列，如Ni90系三元材料实现国内外批量供货，Ni95系产品完成国际客户验证，Ni98系产品进入研发阶段。在镍钴锰铝（NCMA）四元正极材料方面，国内少量企业已进行技术布局，但整体上与国际先进水平存在差距。部分企业完成了富锂锰基材料的工艺定性和试生产，保障了下游新电池产品的研制需求。

我国企业因技术研发起步较晚，在关键材料的基础核心专利方面积累不足。例如，NCM材料的基础核心专利为美国3M公司拥有，NCA材料专利多由日本、韩国企业掌握。近年来，国内科研院所、企业针对原始专利进行了一定的改性创新，但因国际市场环境影响仍然受到较大制约。

2. 电解液

电解液由锂盐电解质、溶剂、添加剂组成。2020年，我国动力电池电解液出货量约为8.8万t，约占世界产量的50%；出口量超过3万t，主要供应给日本、韩国企业。广州天赐高新材料股份有限公司、深圳新宙邦科技股份有限公司等排名前5名的企业，合计产量占国内市场的78%。国内企业生产的六氟磷酸锂电解质可满足电解液生产需求，碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯等大规模应用的电解液功能添加剂也已经实现国产化。国际主流电解液企业拥有独特的添加剂配方，我国企业在部分功能添加剂设计方面还存在进口依赖现象。

3. 动力电池

我国动力电池生产规模位居世界第一，2020年动力电池装机量为63.3 GW·h，约占世界装机量的40%。宁德时代新能源科技股份有限公司、比亚迪股份有限公司是我国动力电池的领先企业，国内的装机量合计占比达到70%。目前，汽车动力电池的主流类型有NCM三元电池、NCA三元电池、磷酸铁锂；我国企业在NCA三元电池方面技术积累较弱，发展路线以NCM三元电池、磷酸铁锂电池为主。在电池包装集成方面，国内企业突破了NCM电池、磷酸铁锂无模组技术，在提高电池包能量密度的同时降低了生产成本。电池生产的高度自动化可提升产品一致性，国际一流企业的自动化率近80%；我国优势企业的自动化率接近50%，而不少企业仅为20%。

在电池技术发展趋势方面，高能量密度仍是核心因素。从电池所用正极材料的角度看，日本、韩国的电池企业分别在NCM体系、NCA体系、NCMA体系下研发出超高镍（镍含量≥90%）电池，部分企业宣布即将量产。在我国，蜂巢能源科技股份有限公司突破了NCMA电池技术，但量产工作仍在准备；磷酸锰铁锂电池在保留铁锂材料稳定性的基础上可提升能量密度10%~20%，一些企业形成了技术储备和产能布局；富锂锰基电池因其容量高、成本低、安全性好的理论优势而成为潜在发展方向，浙江遨优动力系统有限公司已实现小规模量产。在电解质形态方面，液态电池的能量密度（350 W·h/kg）已达理论极限，发展方向转为固液混合电池、全固态电池。国外企业的固态电池研究积累较多，研发投入力度大，而国内企业的固态电解质技术原始创新及经验积累薄弱。

（四）循环利用端

我国动力电池的循环利用尚处发展初期。2020年进入了首次动力电池规模化退役阶段，累计退役量约为20万t；但实际回收量仅为41%，回收再利用锂资源约为2万t，循环利用效果不佳。目前，国内动力电池回收体系分为梯次利用、拆解回收再生利用两个循环过程。当动力电池余能不足80%后，按照“低功率电动车、电网储能、家庭储能、报废”的先后顺序进行梯次利用；根据不同电池的工作特性，磷酸铁锂电池因可循环次数较多而更适用于梯次利用。政府从规定回收主体、动力电池拆解作业要求、贮存与安全环保要求，提高回收企业门槛、动力电池中的镍钴锰锂回收率等多方面着手，发布了拆解回收再生利用方面的管理办法；构建了新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台，对汽车用动力电池开展全生命周期追溯，实现动力电池的来源可查、去向可追、节点可控。整体来看，现有政策缺乏强制性，动力电池报废后进入正规渠道的回收率仍然很低，产业秩序有待规范。

在动力电池回收技术方面，广东邦普循环科技有限公司、格林美股份有限公司达到世界先进水平，报废电池（包装完好）中的锂、镍、钴、锰等金属元素回收率高于现行政策或标准规定。

四、 我国锂及其下游动力电池产业链发展面临的问题

（一）面临自然环境、生态保护约束，锂矿扩产受到限制

在短期内，四川省、西藏自治区等地的锂资源难以大规模开发利用。西藏扎布耶盐湖平均海拔4422 m，而智利阿塔卡玛盐湖，青海察尔汗、东西台吉乃尔等大部分盐湖的海拔均超过2000 m；海拔高导致温度低、卤水蒸发较慢，基础设施建设困难，较差的地理位置条件制约了潜在生产规模。因环境保护政策等影响，四川省锂资源扩产受到直接限制，虽然多家企业拥有采矿权，但进入正常开采阶段的企业数量很少。

（二）锂资源竞争态势趋于激烈，海外进口风险有所增加

全球碳排放约束日趋严格，各国重视本国锂及其下游供应保障。在美国，提出《能源资源治理倡议》以强化与资源丰富国家的矿业开发合作，实施《美国供应链行政令》以针对大容量电池等产品开展供应链调查，成立能源部矿产资源可持续发展司以保障锂矿供应链安全，发布《2021—2030年美国锂电池国家蓝图》来促进锂电池产业链投资。欧盟以多元化方式扩大海外锂矿供应来源、降低供应链安全风险，建立本土电池产业技术优势并加强二次利用。可以看出，锂矿的供不应求态势将进一步加剧各国对锂资源的争夺；随着国际形势紧张化，我国锂资源进口高度依赖单一国家，潜在的供应风险有所显现。

（三）正极材料、电解液等核心专利因布局较晚而成为产业发展短板

正极材料是锂动力电池生产的关键，而三元正极材料相关核心专利由美国3M公司等掌握，国内外主流企业都需要购买专利授权；磷酸铁锂正极材料核心专利已被加拿大魁北克水电公司申请；电解液、隔膜基础的专利也被日本、韩国企业注册。我国企业开展关键材料的专利布局较晚，专利内容集中在功能、应用层面（如在配方比例上作调整和改良），在原始创新专利方面落后较多。国外企业依托其原始专利，逐步在锂电关键材料方面构筑起专利“屏障”，不可避免地导致我国企业在参与国际市场竞争时处于劣势地位；国外企业构建的专利布局不仅主导了利润率最高的技术环节，相应技术体系也愈发难以规避。

（四）关键材料及电池技术与国际先进水平存在差距，新兴方向积累不足

虽然我国电池生产材料的产能规模居于世界前列，但高端产品与国外企业仍有差距。在高镍三元正极材料方面，日本、韩国企业研发起步早，技术成熟度高，国内企业的产品性能、生产工艺相比之下存在差距；部分高性能正极材料前驱体、电池电解液功能添加剂等，仍部分依赖进口。国内电池企业在单体电池的能量密度、制造精度、温度适应范围等方面较国际市场先进水平存在一定差距。此外，受基础研发不足因素制约，我国关键材料与电池技术体系的发展后劲不足，突出表现在新一代全固态电池方向的研发布局明显滞后于日本丰田汽车公司等优势企业，可能导致新兴方向的技术与产品差距继续拉大。

（五）废旧动力电池资源二次回收体系不完备，产业秩序有待规范

我国新能源汽车行业发展迅速，未来动力电池退役量将快速增长。中国汽车技术研究中心有限公司研究数据表明，2025年我国动力电池累计退役总量将比2020年增长近4倍。充分利用二次资源是缓解资源供应紧张的重要手段，但目前锂动力电池回收规模较小，回收产业链体系尚未建立；回收产业集中度低，仍处产业秩序混乱阶段。发布的动力电池回收管理办法覆盖度不足，因小企业分布分散而加大了监管难度。二次利用生产过程中分解出的氢氟酸和其他含氟化合物，相应的运输、处置可能对环境产生腐蚀性和毒性，潜在的生态环保问题不容忽视。退役电池检测沿用车用动力电池标准、检测时间与资金成本高、电池残值评估技术及人才储备不足等，也是回收产业优质发展的阻碍。

五、我国锂及其下游动力电池产业链发展目标和发展路径

（一）锂及其下游动力电池产业链发展目标

围绕国家发展战略需求，提升产业基础能力和产业链水平。强化国内资源保障能力并提高资源综合利用水平，加强海外不同区域的资源开发合作，在合理利用国内国际两种资源的基础上进行“双循环”。加大科技研发投入，开展前沿科技研究，推动全产业链协同创新，提高资源循环利用水平，保障我国锂及其下游动力电池产业竞争力全球领先。