三元與鐵鋰電芯成本構成與占比調研
2025年01月06日 16:06
一、引言
1.1 研究背景與目的
在當今新能源蓬勃發(fā)展的時代，鋰電芯作為核心部件，廣泛應用于電動汽車、儲能系統(tǒng)等眾多領域，其重要性不言而喻。三元鋰電芯與磷酸鐵鋰電芯憑借各自特性，在市場中占據關鍵地位。深入探究二者成本組成與占比，能為企業(yè)生產、市場定價、投資決策提供關鍵指引。對于兩輪、三輪電動車產業(yè)，作為鋰電芯重要應用場景，明晰其電池包市場價格行情，有助于產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)把握市場動態(tài)、優(yōu)化資源配置，提升市場競爭力，故本研究極具現(xiàn)實意義與實用價值。
1.2 研究方法與數據來源
本研究綜合運用文獻研究、數據分析、案例對比等方法。廣泛收集國內外權威行業(yè)報告、學術論文，深入研讀以夯實理論基礎；精準剖析企業(yè)官網產品資料、財務報表，挖掘一手數據；借助電商平臺、專業(yè)市場調研機構數據，全面掌握市場價格動態(tài)。多源數據相互印證、補充，經嚴謹篩選、整理、分析，確保研究結論真實可靠，精準反映兩類鋰電芯成本與市場價格本質特征及變化趨勢。
二、鋰電芯概述
2.1 鋰電芯工作原理
鋰電芯作為鋰電池的核心部件，其工作原理基于鋰離子在正負極之間的定向移動。在充電過程中，鋰離子從正極材料脫出，經過電解質向負極遷移，并嵌入負極晶格中；放電時則相反，鋰離子從負極脫嵌，通過電解質返回正極，電子在外電路定向移動形成電流，從而實現(xiàn)化學能與電能的相互轉換。
2.2 三元與鐵鋰電芯特性對比
三元鋰電芯以鎳鈷錳（NCM）或鎳鈷鋁（NCA）等多元材料為正極，具有較高能量密度，當前主流產品能量密度可達 180 - 260 Wh/kg，能為車輛提供更長續(xù)航里程，滿足消費者對長續(xù)航需求；但其熱穩(wěn)定性欠佳，在高溫環(huán)境或電池內部短路時，易引發(fā)熱失控，安全性風險相對突出。同時，因含鎳、鈷等稀缺金屬，成本受原材料價格波動影響大。
磷酸鐵鋰電芯采用磷酸鐵鋰（LFP）作正極，晶體結構穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性卓越，工作溫度范圍寬，高溫下不易分解，安全性極高。能量密度一般在 140 - 180 Wh/kg，雖低于三元鋰電芯，但足以應對多數中短途出行場景。且原材料來源廣泛，成本主要受碳酸鋰影響，相對穩(wěn)定，無鈷等稀缺昂貴金屬，整體成本優(yōu)勢顯著。
三、三元鋰電芯成本組成與占比
3.1 成本組成
3.1.1 材料成本
在三元鋰電芯成本架構中，材料成本占據主導，比例高達 70% 左右。
正極材料成本占比最為突出，達到 30% - 40%。這是因為正極材料作為決定電池能量密度與性能關鍵要素，其研發(fā)、制備工藝復雜，且依賴鎳、鈷、錳等金屬原材料，這些原材料價格受全球供需、地緣政治、資源壟斷等諸多因素影響，波動劇烈。
負極材料多采用人造石墨，占成本 5% - 15%。隨著技術進步，石墨材料制備工藝漸趨成熟，成本相對穩(wěn)定，但高端負極如硅基材料研發(fā)投入大，初期成本較高，不過其能顯著提升電池性能，未來有望改變成本占比結構。
電解液成本占 20% - 30%，以六氟磷酸鋰為溶質、碳酸酯類為溶劑，六氟磷酸鋰制備條件苛刻、產能爬坡慢，過去曾出現(xiàn)供應短缺致價格暴漲，大幅抬升電解液成本。
隔膜成本介于 15% - 30%，作為隔離正負極、防止短路關鍵部件，其對材質、孔隙率、穩(wěn)定性要求極高，濕法、干法制備工藝各有優(yōu)劣，高端隔膜產品因技術門檻高，價格居高不下。
3.1.2 制造成本
制造成本涵蓋設備折舊、人工、能源消耗等，約占三元鋰電芯成本 30%。電池生產需高精度涂布機、卷繞機、化成設備等，前期設備投資巨大，以新建一條 GWh 產能生產線為例，設備采購成本可達數億元，按設備使用壽命 5 - 10 年折舊計算，每年折舊費用高昂。
3.2 成本占比詳情
成本項目 | 占比范圍 | 近年變化趨勢 |
正極材料 | 30% - 40% | 因高鎳低鈷化技術推進，部分高鎳材料如 NCM811 成本占比有所下降，從早期接近 40% 降至當前 30% - 35%，但受金屬價格波動影響仍大 |
負極材料 | 5% - 15% | 隨石墨化工藝成熟、產能擴張，成本占比穩(wěn)定在 5% - 10%，硅基負極等新技術應用初期使占比微升 |
電解液 | 20% - 30% | 六氟磷酸鋰等原料產能釋放，價格回歸理性，成本占比從高位 30% 回落至 20% - 25% |
隔膜 | 15% - 30% | 國產隔膜技術突破、良品率提升，成本占比穩(wěn)中略降，維持在 15% - 20%，高端產品占比稍高 |
制造成本 | 30% 左右 | 規(guī)模效應下，設備利用率提高、人工熟練度上升，整體呈緩慢下降趨勢，新產能擴張時因折舊增加有階段性回升 |
四、鐵鋰鋰電芯成本組成與占比
4.1 成本組成
4.1.1 材料成本
磷酸鐵鋰正極材料在成本中占主導，約 40% - 50%。其由碳酸鋰與磷酸鐵合成，碳酸鋰價格波動對其成本影響顯著，如碳酸鋰價格從高位腰斬，磷酸鐵鋰正極材料成本隨之大幅下降。
石墨負極材料占 10% - 20%，多采用人造石墨，工藝成熟，成本相對平穩(wěn)，且隨著石墨化產能擴張，有一定降本空間。
電解液成本占 15% - 25%，以六氟磷酸鋰為核心溶質，隨六氟磷酸鋰產能釋放，過去因供應短缺導致的高價局面緩解，成本占比趨于穩(wěn)定。
隔膜成本占 5% - 15%，干法、濕法工藝并行發(fā)展，國產隔膜憑借性價比優(yōu)勢逐步提升市場份額，成本在技術進步與規(guī)模效應下逐步可控。
4.1.2 制造成本
磷酸鐵鋰電芯制造工藝成熟，流程相對簡化，制造成本較三元鋰電芯有優(yōu)勢，約占總成本 20% - 30%。設備投資雖仍可觀，但折舊分攤因工藝成熟、設備通用性強相對較低；人工成本受產業(yè)集群區(qū)域影響，在勞動力資源豐富地區(qū)有成本優(yōu)勢；能源消耗環(huán)節(jié)，因生產條件相對寬松，能耗成本低于三元鋰電芯生產。大規(guī)模生產下，固定成本分攤效果顯著，進一步拉低單位制造成本。
4.2 成本占比詳情
成本項目 | 占比范圍 | 近年變化趨勢 |
正極材料 | 40% - 50% | 隨碳酸鋰價格起伏大，高價時占比超 50%，價格回落至合理區(qū)間，占比穩(wěn)定在 40% - 45% |
負極材料 | 10% - 20% | 石墨化產能擴張、工藝優(yōu)化，占比穩(wěn)中略降，維持 10% - 15% |
電解液 | 15% - 25% | 六氟磷酸鋰等原料供應改善，從高位 25% 降至 15% - 20% |
隔膜 | 5% - 15% | 國產替代、技術升級，占比穩(wěn)中有降，5% - 10% 居多 |
制造成本 | 20% - 30% | 規(guī)模效應持續(xù)顯現(xiàn)，設備利用率、人工熟練度提升，呈緩慢下降趨勢 |
以圖表展示，磷酸鐵鋰電芯成本結構呈 “金字塔” 型，正極材料為塔尖，制造成本為寬厚底座，與三元鋰電芯成本結構對比鮮明，凸顯其成本穩(wěn)定性與降本潛力，為下游應用提供堅實成本支撐，尤其在對成本敏感的兩輪、三輪電動車及儲能領域優(yōu)勢顯著。
五、當前每瓦時成本（元/Wh）
5.1 三元鋰電池
2024年，三元鋰電池的每瓦時成本大約在0.4元-1.1元之間，具體取決于電池的規(guī)格和質量。例如，寧德時代推出的一款173Ah VDA規(guī)格的磷酸鐵鋰電池，每瓦時的電芯價格控制在0.4元人民幣以內；每度電成本?：三元鋰電池的價格大約在1000元-1100元/kWh。?
?技術層面，高鎳低鈷化雖降低部分成本，但新型材料研發(fā)、工藝改進投入拉高前期成本。
5.2 鐵鋰電池
2024年，磷酸鐵鋰電池的每瓦時成本大約在0.4元-0.95元之間。某些型號的磷酸鐵鋰電池每瓦時的電芯價格可以控制在0.4元人民幣以內；每度電成本?，磷酸鐵鋰電池的成本約為800元-950元/kWh?。原材料上，碳酸鋰價格回穩(wěn)及廣泛資源保障原料供應穩(wěn)定；技術進步如刀片電池、CTP 技術提升能量密度、簡化工藝，降低成本超 15%；產業(yè)協(xié)同發(fā)展，上下游企業(yè)緊密合作優(yōu)化流程、共享收益，強化成本優(yōu)勢。
六、結論
本研究深入剖析三元與磷酸鐵鋰電芯成本，明晰前者材料成本高、受稀缺金屬價波動大，制造成本亦可觀；后者成本結構穩(wěn)定，原料廣、制造成本低。當前三元鋰電芯每瓦時成本 0.4 - 1.1 元，磷酸鐵鋰 0.4 - 0.95元，在兩輪、三輪電動車電池包市場，價格受電芯成本、品牌、容量、供需影響，不同規(guī)格電池包價格各異?？傊?，鋰電芯成本受原材料、技術、市場多因素動態(tài)影響，市場價格隨之波動，企業(yè)與從業(yè)者須精準把握成本脈搏，靈活應對市場變化。
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