2021年我国电池材料需求情况研究①

何 艺，王兆龙，鲍 伟，陈 龙，卢晓阳，曹国庆

(1.生态环境部固体废物与化学品管理技术中心，北京 100029;2.浙江华友循环科技有限公司，浙江 桐乡 314599;3.珠海格力绿色再生资源有限公司，广东 珠海 519070;4.浙江南都电源动力股份有限公司，浙江 杭州 311305;5.北京资源强制回收环保产业创新战略联盟，北京 100101;6.苏州大学化学电源研究所，江苏 苏州 215006)

电池主要包括锂离子电池、铅蓄电池、镉镍电池、氢镍电池、锌锰电池等十多个系列，电池材料分别涉及锂、钴、镍、铜、铝、铅、锑、锌、锰、镉、汞、铟、储氢稀土等。随着电池产销量逐年增长，电池材料需求量增加，对资源、生态环境保护产生较大影响。

据工信部电子信息司数据，2021年全国锂离子电池产量324 GWh，同比增长106%，其中消费、动力、储能型锂离子电池产量分别为72 GWh、220 GWh、32 GWh，分别同比增长18%、165%、146%。据研究机构测算，正极材料、隔膜、电解液增幅接近100%。锂离子电池全行业总产值突破6 000亿元。[1]

据不完全统计，2021年锂离子电池与材料产业链投资扩产项目约317个项目，281个公布投资金额，投资总额逾1.27万亿元。在电解液领域，统计在内的47个项目中，44个项目公布了投资金额，投资总额约482.52亿元。

2.1 锂离子电池正极材料产量

据不完全统计，2021年，正极材料及上游原材料领域为投资热点，91个项目累计产能超过1 239.7万吨，其中76个项目公布了投资金额，合计约2 853.02亿元。

根据中国有色金属工业协会锂业分会数据，2021年我国正极材料产量约111.17万吨，同比增加约100.78%。其中，钴酸锂产量10.1万吨，三元材料产量44.05万吨，磷酸铁锂产量45.91万吨，锰酸锂产量11.11万吨。钴酸锂电池、三元电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池单体能量密度分别平均达到200 Wh/kg、280 Wh/kg、170 Wh/kg、120 Wh/kg，按其测算可配套生产锂离子电池产量235 GWh。如表1所示。[2]

表1 2016—2021年我国锂离子电池正极材料产量Table 1 Output of cathode materials for lithium ion batteries in China from 2016 to 2021.

(正极材料产量数据来源：中国有色金属工业协会锂业分会)

根据工信部数据，2021年全国锂离子电池产量324 GWh，其中消费、动力、储能型锂离子电池产量分别为72 GWh、220 GWh、32 GWh，由此测算正极材料需求用量约159万吨，如表2所示。

表2 2021年锂离子电池产量正极材料需求量测算Table 1 Production of lithium ion batteries and demand for cathode materials in 2021.

2.2 锂离子电池负极材料产量

负极材料占锂离子电池成本10%～15%。据不完全统计，2021年，负极材料领域新建或扩建项目23个，产能合计约194万吨，投资总额约552.93亿元。[3]

我国锂离子电池负极材料出货量由2016年11.8万吨增至2020年34.7万吨～36.5万吨。根据研究机构EVTank数据[4]，2021年我国负极材料出货量达到77.9万吨，同比增长86.4%。

2.3 锂离子电池隔膜产量

隔膜材料占锂离子电池成本10%～20%。据不完全统计，2021年隔膜领域24个项目产能总计123.15亿m2，投资总额约682.5亿元[4]。

据研究机构EVTank数据[5]，2020年，中国锂离子电池隔膜出货量为38.7亿m2，同比增长29.9%，其中湿法隔膜出货量27.2亿m2，出货量占比提升至70.3%。起点研究院(SPIR)数据，2020年隔膜产量约37.8亿m2，同比增加23.1%。

据GGII调研数据[6]，2021年中国锂离子电池隔膜出货量78亿m2，同比增长超100%。据《高功能薄膜》数据，2021年上半年，锂离子电池隔膜出货量34.5亿m2。推估2021年全年隔膜产量70亿m2。

2021年全球锂离子电池隔膜产量105.5亿m2，预计2022年全球隔膜需求量将超135亿m2。从远期来看，据国际机构W-Scope测算[7]，到2025年全球锂离子电池市场规模接近1 400 GWh，对隔膜需求将达到200亿m2;到2030年全球锂离子电池市场规模或将超3 000 GWh，对隔膜需求将接近320亿m2，是2020年隔膜需求量的5.3倍。

2.4 锂离子电池电解液产量

2021年电解液领域47个项目产能合计435.8万吨，投资总额约487.02亿元。根据百川盈孚数据[4]，国内电解液现有产能约65万吨，较2020年末增加25%。

2021年上半年，中国电解液产量18.25万吨，同比增长115.4%[8]。

据GGII数据[8]，2021年上半年电解液出货量为20.1万吨，同比增长152%。由此推估2021年电解液产量40万吨。根据网络数据，2020年，我国电解液产量23万吨～26.9万吨，同比增加约30.7%。

电解液一般由电解质锂盐、高纯度有机溶剂、添加剂等原料按一定比例配制而成。电解液占动力电池总成本10%～15%。按质量占比划分，电解质锂盐占电解液的比例10%～15%，有机溶剂占比约80%，添加剂占比5%～10%。按成本占比划分，一般而言，电解质锂盐占比约45%，有机溶剂占比约25%，添加剂占比约20%，其他生产费用约10%。具体配比要依据动力电池厂商需求而定制。

动力电池电解液耗用量约为1 200吨/GWh，2021年锂离子电池产量324 GWh，按其测算，2021年电解液需求量约39万吨。[9]

按每吨电解液配比0.12 t六氟磷酸锂，以此计算，对应2021年需电解液40万吨，需六氟磷酸锂4.8万吨；
2025年需电解液108万吨，需六氟磷酸锂13万吨。

表3 2016—2021年我国锂离子电池主要材料产量测算[2,3,4,5]Table 1 output estimation of main materials of lithium ion batteries in China from 2016 to 2021.

3.1 镍材料需求情况

2022-02-21，央视财经栏目报道，据有色金属研究机构安泰科预计[10]，2022年全球镍需求将达到305万吨，同比增速9.4%。我国镍需求165.5万吨，同比增速7.3%。

锂离子电池正极材料采用含镍三元复合材料，氢镍电池、镉镍电池与铁镍电池生产采用镍材料，随着电池生产用镍量增加，从2020～2021年，中国的镍消费结构中，动力电池镍用量占比从10%提升至15%。

据安泰科数据[10]，2021年我国原生镍(原生物料生产的镍产品，包括电解镍、含镍生铁、镍盐等，折金属量)产量66.9万吨，同比下降10.1%。镍材料价格上涨幅度较大。据安泰科统计，2021年电解镍现货均价为13.7万元/t，同比上涨25.6%。

据海关总署数据，2021年镍矿、电解镍分别进口4 352.9万吨、26.2万吨，分别同比增长11.4%、100%。2021年电解镍现货均价为13.7万元/t，同比上涨25.6%。

3.2 钴材料需求情况

据安泰科数据[10]，2021年我国精炼钴(包括电解钴、钴粉、钴盐等，折金属量)产量12.8万吨，同比增长26.7%。电池行业钴用量约占总量69%，钴资源对外依存度超过80%。钴材料价格上涨幅度较大。据安泰科统计，2021年电解钴现货均价36.3万元/t，同比上涨40.1%。

3.3 锂材料需求情况

据安泰科数据[2]，2021年我国碳酸锂、氢氧化锂产量分别为24万吨、17.5万吨，同比增长40.4%、88.6%。锂主要应用于锂离子电池领域，锂用量约占总消费量50%。锂材料价格上涨幅度较大，2021年碳酸锂、氢氧化锂现货均价分别为12.2万元/t、11.3万元/t，同比上涨177%、117%。

据中国有色工业协会锂业分会统计，2021年我国碳酸锂产量29.82万吨(产能约50万吨)，增幅约59.47%；
氢氧化锂产量19.03万吨(产能约26万吨)，同比增幅约105%。我国利用国内盐湖卤水(6万吨)、锂云母精矿(6万吨)及锂辉石(1万吨)、回收含锂废料(3万吨),生产的锂盐折合碳酸锂当量约16万吨，锂原料对外依存度约65%。在材料价格方面，2021全年锂离子电池上游材料市场价格持续上涨，其中，碳酸锂年末价格26.6万元/t，年涨幅432%；
氢氧化锂年末价格21.66万元/t，年涨幅316.67%；
磷酸铁锂年末价格10.5万元/t，年涨幅183.78%。据中国有色工业协会锂业分会数据[2]，2021年我国电解质材料六氟磷酸锂产量为5.2万吨。

3.4 铜箔材料需求情况

据国家统计局数据[11]，2021年，我国精炼铜产量1 049万吨，同比增长7.4%，近两年平均增长3.5%。铜材产量2 124万吨，同比下降0.9%。铜应用于锂离子电池负极集流体，以及太阳能电池用镀锡铜带等。2021年中国锂离子电池用铜箔市场出货量约14.4万吨。2021年锂离子电池产量如按230亿只测算，铜箔需求量约10万吨。我国新能源汽车产量和保有量约占世界总量的一半，因此电池铜箔消费量约占世界消费总量的50%。

2021年铜现货价格高位震荡。据中国有色金属工业协会统计，12月铜现货均价69 683元/t，环比下降2.1%，同比上涨20.3%；
全年现货均价68 490元/t，同比上涨40.5%。[12]

据有关机构预测，2021～2022年，全球锂电铜箔需求量分别为29.65万吨、38.75万吨，到2025年，全球锂电铜箔需求量将达到76.82万吨。以国内铜箔价格测算，2021年至2022年，全球锂电铜箔市场空间分别为223亿元、292亿元，到2025年有望达到580亿元。[13]

3.5 铝箔材料需求情况

正极集流体(极耳)，极耳厚度约为0.1 mm，正极基体铝箔厚度约为0.016 mm，锂离子电池的导电母线。按1 GWh锂离子电池用铝箔约750 t测算，2021年我国锂离子电池产量290～324 GWh,铝箔需求量22～24万吨。2025年铝箔需求量将达到30万吨。[14]

据中国有色金属报数据[15]，2021年全国电池/电子铝箔总产能可达130万吨/年，其中电池铝箔为60万吨/年。2019～2022年是中国电池铝箔企业大发展时期，已投产及在建企业约200家，总生产能力约150万吨。

2015年中国电池箔的产量约3万吨，2017年消费量4.5万吨，2020年产量达8万吨。根据GGII调研数据，2020年国内锂离子电池铝箔出货量为6.1万吨，预计2021年中国电池铝箔出货量有望突破12万吨。

2020年中国铝箔产量为415万吨，2020年中国进口铝箔7.2万吨，比2019年的进口量增长4.8%，2020年出口铝箔123.3万吨，同比下降4.8%。我国新能源汽车产量和保有量约占世界总量的一半，因此电池铝箔消费量约占世界消费总量的50%。2021年全球锂电池用铝箔市场销售额达到了7.3亿美元[16]。

据中国有色金属工业协会统计[12]，2021年，铝价持续高位运行，全年现货均价18 946元/t，同比上涨33.5%。

3.6 铅材料需求情况

2021年我国铅蓄电池产量251.87 GWh，铅蓄电池用铅量约530万吨，占铅消费总量82%左右。不同统计数据来源，2021年金属铅材料产量如下。

(1)据国家统计局数据，2021年我国铅产量736万吨，同比分别增长11.2%。2020年中国铅产量为644.3万吨，较2019年的579.7万吨同比增长11.14%。

(2)根据安泰科数据[17]，2021年样本企业精铅产量476.1万吨，同比增幅达3.0%，即13.7万吨，其中，原生铅产量同比下降3.9%，至235.5万吨；
增量全部来自再生铅方面，再生铅产量同比增加10.7%至240.6万吨，再生铅产量占比50.5%。2021年铅现货均价15 278元/t，同比上涨3.4%。

(3)根据卓创资讯数据，2021年我国精铅总产量608.535万吨，较2020年增加57万吨，增幅10.34%；
其中增量主要为再生铅，再生精铅产量280.59万吨，占全年铅产量46.1%。

(4)据Mysteel数据，2021年11月再生铅产量32.97万吨，2021年1-11月再生铅产量329.33万吨,累计同比增长15%。预计12月再生铅产量为31.15万吨，2021年全年再生铅产量约360万吨。

综上所述，2021年我国再生铅产量240.6～360万吨，由此推算，其废铅蓄电池回收处理量376～563万吨。

3.7 锑材料需求情况

锑主要应用于起动型铅蓄电池正极板栅合金，低锑合金中锑含量0.75%～3%，高锑合金中锑含量为4%～12%。按起动型铅蓄电池产量75.60 GWh,正极板栅合金47.23万吨，锑含量3%测算，锑需求量约1.42万吨。[18]

据中国有色金属工业协会统计数据，2019年全球锑探明储量为150万吨,其中中国48万吨，2020年1～11月锑品累计产量为21.20万吨，同比下降4.12%。据海关统计数据，2020年1～11月累计进口量为41 939.0 t，同比下降26.1%。1～11月累计锑产品出口量为44 699.4 t，同比下降15.1%。

3.8 锌材料需求情况

据国家统计局数据，2021年，我国金属锌产量为656.1万吨，同比增长1.7%。锌锰电池、氧化银电池、锌空气电池负极采用锌或氧化锌，2021年电池行业金属锌推估用量20万吨，其锌用量约占锌消费总量的3%。据中国有色金属工业协会统计[19]，2021年，我国锌现货均价为22 579元/t，同比增长22.1%。

3.9 锡材料需求情况

3.9.1 铅蓄电池板栅合金用锡量

锡主要应用于铅蓄电池板栅铅钙锡合金，硫酸电解液中添加硫酸亚锡，电池单体极板组装铸焊连接条，2020年铅蓄电池产量227.36 GWh，锡用量约1.63万吨。2021年铅蓄电池产量251.87 GWh，锡用量约1.81万吨。而锡锭价格强势上涨，对电池产业影响较大。

3.9.2 太阳能电池用镀锡铜带用锡量

光伏组件中电池片串联焊接和电池方阵并联层叠两个环节需要使用光伏焊带。目前光伏焊带以镀(涂)锡铜带为主，锡含量约为17%；
光伏组件焊带的使用量在550～800 t/GW，对应不同焊带类型，镀层(涂层)的锡含量在60%或63%，光伏用锡量为56～86 t/GW，取中值在70 t/GW。2021年全国太阳能电池产量为234.05 GW，同比增长42.1%，用锡量约1.64万吨。

3.9.3 锡产量

2020年锡产量达到20.29万吨，国内表观需求量亦从2014年19.38万吨增长至2020年21.61万吨。2021年中国锡锭产量为15.4万吨，同比增长8.3%，全球占比约42%。2021年我国电池行业用锡匡算为3.44万吨，占比约22.31%[20,21]。

据Mysteel统计，2021年我国全年锡产量16.57万吨,同比增加13.97%。

ITA数据显示，2021年全球精锡供给量为36.7万吨，而需求为38.25万吨。2021全年我国进口精锡4 894 t，同比减少72.4%；
出口精锡1.4万吨，同比增加219.8%;净出口精锡量9 426 t。

据上海有色网统计，2020年锡锭产量为15.007 6万吨，同比增长5.52%。

3.10 储氢材料材料需求情况

2021年，氢镍电池推估产量为6.4亿只，储氢材料用量约1.1万吨。据中国稀土行业协会数据[12]，2021年稀土储氢材料产量10 778 t，同比增长16.7%。

3.11 镉材料需求情况

在安全可靠性要求高，大功率充放电使用环境，仍需采用镉镍电池，例如磁浮列车、地铁、航空、船舶，以及特殊车辆设备等。2021年，我国镉镍电池推估产量为7 863.5万只，镉耗用量约2 865.9 t。

3.12 汞材料与无汞化进程

2017-08-16,《关于汞的水俣公约》(公告2017年第38号)正式生效，禁止生产含汞电池(氧化汞原电池及电池组、锌汞电池、含汞量高于0.000 1%的圆柱型碱锰电池、含汞量高于0.000 5%的扣式碱锰电池)。要求2020年前淘汰含汞电池，对含汞氧化银电池和含汞锌空气电池可豁免。要求15年后应关闭汞矿，禁止新增汞矿开采。

据企业调查，目前，我国碱性锌锰电池、纸板锌锰电池、糊式锌锰电池、氧化银电池全部实现无汞，因此电池制造基本不人为添加汞材料。

根据上述有色金属电池行业需求讨论与评价，可见电池材料与资源、能源、环保紧密相关，对电池行业影响主要有以下几点。

(1) 金属材料与化合物是电池主要材料，使用量大，亟待研究解决资源保障问题，亟待建立和完善电池材料供应链，保障电池材料供应，稳定材料市场价格，促进电池与相关产业可持续发展。

(2) 目前，电池生产企业多，电池产销量大，电池价格提升难度大，而金属材料持续涨价，提高了电池生产成本，严重影响生产企业经济效益。

(3) 随着电池产量增加，电池制造过程采用的金属量也持续增加，电池生产过程中重金属污染物产排量随之增加，亟待加强企业环境管理。

(4) 随着电池制造金属与化合物材料采用量增长，并废电池产生量逐年增加，与之相关的污染物排放量也将随之增加，加强环境管理迫在眉睫。

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