1800 年，伏打电池的发明标志着电池的诞生。经过 200 多年的发展，电池的用 途和功能也逐步趋于完善。从最早的不可重复充电的锌锰类(Zn/MnO2)一次 电池，到后来以铅酸电池(SLA)，镍电池(Ni-MH，Ni-Cd)，锂离子(Li-Ion) 电池为代表的可重复充电的二次电池，每一次电池材料的革新都带来了单位体积内的包含的能量 的突飞猛进。

  锂离子电池由日本索尼公司于 1990 年最先开发成功，是目前的主流电池方案。 从结构来看，锂电池主要由正极(Positive electrode)、负极(Negative electrode)、 电解液(electrolyte)和隔膜(Separator)组成。根据正极材料的不同，锂电池 可以被分为磷酸铁锂电池，钴酸锂电池，三元电池等，而锂电池的负极一般都 是碳素材料，如天然石墨，人工石墨等。

  根据锂离子电池所用电解液材料的不同，锂离子电池又可大致分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)。由于 PLB 采用的是凝胶状电解液，相比 LIB的液态电解质密度更大，且不易泄漏，所以对体积大小有较高要求的消费电子领 域主要是采用的是 PLB 电池。

  锂电池充电时，锂离子离开(术语:脱嵌)正极，经过电解液运动到负极，并进 入(术语:插入)石墨的微孔中，插入的锂离子越多，充电量越高。充电时，正 极为阳极(Anode)，负极为阴极(Cathode)。

  同样，锂电池放电时(即个人会使用电池的过程)，锂离子离开(术语:脱插)负 极，返回(术语:嵌入)正极。回正极的锂离子越多，放电量越大。放电时，正 极为阴极(Cathode)，负极为阳极(Anode)。

  由于消费电子科技类产品的内部空间存在限制，要求在有限的空间内尽量提升电池容量，所 以电池的体积单位体积内的包含的能量至关重要。

  单位体积内的包含的能量由正负极材料决定，传统的铅酸蓄电 池其体积单位体积内的包含的能量最大也只能达到 150Wh/L，而磷酸铁锂(LFP)的能量密度 达到了 300Wh/L 左右的水平，大范围的使用在消费电子的钴酸锂(LCO)的单位体积内的包含的能量 则逐步提升到 600Wh/L 以上，三元材料(镍钴锰酸锂 NCM，镍钴铝酸锂 NCA) 方面，由于其放电平台的电压下降较快，易低于手机截止电压 3.4V，所以一般 用于新能源汽车，在消费电子领域仅在平板上有所应用。

  整体来看，锂电池的市场需求会直接受到下游应用的市场规模影响。2016 年全 年，锂电池的市场规模达到 62.34GwH，预计 2017 年仍将维持高增长的态势，达到 102.68GwH，未来三年的的复合增长率高达 25%。

  锂电池下游应用最重要的包含消费电子，动力汽车，储能电站三大类。消费锂电方面，2011-2014 年，得益于智能终端的普及，消费锂电三年间的复合增长率达到26.00%。2015 年之后，智能手机逐步进入存量替换时代，消费锂电市场的增速 也开始放缓。

  而与此同时，新能源汽车开始爆发式增长，动力电池成为拉动锂电 池市场需求的主要驱动引擎，2015 年，动力电池的市场规模达到 16.9Gwh，而2016 年，则进一步增长到 29.39Gwh，从体量上已超越了传统的消费锂电。

  储能电站方面，伴随着新能源电站弃风弃光问题的日益严重，以及企业对稳定供 电的迫切需求，储能的重要性也凸显出来，储能电站建设更是列入了“十三五” 规划的百大工程建设项目，未来，储能市场的发展将逐步推动对锂电池的需求。

  参考 Element Energy 的行业调研数据，锂电池 PACK 的成本结构中，电芯占总 成本比例的 50%，别的物料成本总和约占 24%。而根据 Frost & Sullivan 的数据， 目前锂电池电芯的物料成本结构里，正极材料占据了电芯总成本的 48.8%，往 后依次是电解液，负极和隔膜。能够准确的看出锂电池的成本较大程度上会受到正极材 料和电解液价格波动的影响。

  其中正极方面，消费锂电一般都会采用钴酸锂做为原材料。根据行业数据，1 吨钴酸 锂中，钴的含量约在 0.6 吨左右，锂的含量则 0.07 吨不到。所以直接原材料电 解钴的价格会极大影响锂电正极材料的成本。

  而目前新能源车的主要正极材料镍 钴锰酸锂 NCM，镍钴铝酸锂 NCA 也均会用到钴，所以近年来下游市场对电解 钴的需求极为旺盛，从 2016 年年底起钴价一路走高，从 2016 年 11 月初的 21.2万元/吨的价格，到 2017 年 4 月中的 38.4 万元/吨，后有所回落，但依旧维持在37 万元/吨左右。

  2017 年 6 月初，英国金属导报(Metal Bulletin)的钴报价又 开始新的一轮大涨，至 6 月 14 日，已经连涨三波，累计上涨 1.6 美元/磅，按照 最新汇率换算即上涨了 2.3 万元/吨。国内钴价也有望随之上涨。

  锂电池行业是一个高度分工的产业链，从上游的材料到电芯，再到 PACK 都有 各自领域的有突出贡献的公司。我们在本文中主要关注电芯和 PACK。

  由于电芯生产是重资产投入，规模化效应显著，大者恒大的局面已形成。2016年全球电芯厂 TOP10 的集中度为 72%，相比 2015 年的 68%提升 4 个百分点。 排名靠前的厂商中，三大厂松下，LGC，三星 SDI 已经转移了相当一部分的产 能给了新能源车，其中松下更是将大部分精力放在和特斯拉的合作项目上。而锂 电池鼻祖索尼由于锂聚合物电池研发进度缓慢，新能源车锂电池业务不断调整， 业绩表现不佳，2016 年被 Murata 并购。国内电芯厂商，如 ATL，光宇，力神 则把握住了智能终端普及的发展机遇，跻身于全球消费锂电电芯厂前列。

  下游的 PACK 方面，早期的 PACK 厂仅做简单的封装，技术上的含金量较低，市场碎 片化严重。后来由于下游消费电子客户对安全性、一致性、热性能等性能指标的 不断重视，再加上部分 PACK 厂商开始进军 BMS，以追求高的附加价值。PACK 厂的行业门槛也在逐步的提升，涌现出了一批行业巨头。如国内的德赛电池，欣旺达， 明美，飞毛腿等。

  2016 年 8 月 19 日，三星正式对外发布 Galaxy Note 7。上市之初，Note 7 手机凭借 虹膜解锁、无线快充、实时 HDR 视频拍摄等特性，好评不断，更是被业界认为 是苹果 iPhone 7 手机的最大竞争对手。但好事不长，上市不到一周，Note 7 便 在韩国出现了爆炸事件。

  9 月 2 日，三星手机部门负责人对电池爆炸事件致歉， 并宣布了 Galaxy Note 7 的全球替换计划(中国除外)。9 月中，三星宣布召回 在中国境内的 1858 台 Note 7 测试体验机。至此，三星手机爆炸事件告一段落。 在这次事件中，三星因为召回行动产生的成本约为 10 亿美元，市值在两天之内 蒸发掉 190 亿美元，损失惨重。

  一般而言，导致锂离子电池爆炸的因素主要有两类，过热和机械损坏。过热背后 的原因是多样的，外界环境和温度过高，过压充电，或者手机高负荷运转均会导致 过热。一旦手机内部温度持续超过 60 度，并得不到及时散热的话，手机电解液 的主要成分六氟磷酸锂就会发生分解反应，产生大量气体。由于电池 PACK 的 空间存在限制，生成的气体会将电池 PACK 撑大，也就出现了所谓的“电池鼓包”， 部分情况下至于会导致爆炸。

  而机械损坏则是因为物理原因，致使正负级之间的隔膜损坏，引起短路爆炸，一 旦发生后果较为严重。三星 Note 7 爆炸的原因也正是如此。具体分析来看，Note7的非大陆版电池(采用 SDI 的电芯)是因为电池尺寸不合规，无法与 Galaxy Note 7 的电池仓相匹配，挤压了隔膜，致使正负极短路起火。而大陆版电池(采用ATL 的电芯)则是因为正极上的焊接毛刺戳穿了隔膜，引发短路，最终爆炸。

  针对三星 Note 7 的爆炸事件，中科院研究员陈立桅表示，“这可能是手机生产厂商为 了提升电池的体积能量密度、延长手机电池续航能力，而采用了更薄的隔膜材 料，但是由于对隔膜材料质量控制不严或者工艺缺陷，导致隔膜局部变薄，不能 有效隔离正极与负极，从而造成了电池的安全问题”。由此可见，虽然机械损坏 是 Note 7 爆炸的直接原因，归根结底还是因为三星为提升续航能力，忽视了 安全考量。

  在过去的几年内随着 2G 到 4G 的演变，智能机分辨率的不断的提高，续航能力的 问题也越发凸显。根据三星在 2015 年做的市场调查与研究，71%的用户觉得增长手机 续航时间能最大限度提升用户满意度。

  与此同时，由于电池材料没有突破性进展，手机航时的改善得更多归功于大 屏手机的普及，使得手机内部空间随之增多，从提升手机配备的电池容量。

  但 大屏手机完全点亮时的耗电量也较为可观，所以改善幅度有限。目前市面上主流 的是 5.5 英寸的手机，也有一部分 6 英寸的超大屏手机，已经接近手持设备大小 的极限。再往后发展，续航时间的提升还得另辟蹊径。

  根据三星的预计，从 2010年到 2020 年，手机的电池容量会翻倍，年复合增长率为 5%。

  随着消费电子，尤其是智能手机的推陈出新，通信模块和屏的耗电量也与日俱增。 各大厂商需要在保障安全的同时，一方面通过类载板、ECP，SIP 封装等技术， 节省手机其他组件的体积，再通过双电芯技术给手机电池提供更大的空间，提升 手机续航时间。或者另辟蹊径，在充电速度上取得技术突破。

  为了保证续航，除了大容量电芯之外，充电速度也很重要。充电速度直接取决于 充电功率，而功率又等于电流和电压的乘积，一般而言，消费电子的 USB 充电 线V，而手机电池的电压一般在 4.2V 左右，所以充电的时候，需要 将 5V 降压至 4.2V，至于充电电流的大小则是由手机内的 charger 芯片负责实时 调整。

  综合来看，高电压和大电流快充方案，最终在充电时，都会被降压至 4.2V 的大 电流充电。而大电流的缺点在于存在热效应，无论是传输还是充电时都会发热。 所以对电芯、PACK 的耐热性，散热能力均有较高的要求。

  成本需求方面，锂电正极的重要原材料电解钴的价格从 2016 年年底起一路走高， 目前价格维持在 37 万元/吨的高位，消费锂电涨价趋势明显;同时不排除为了迎 接下半年的消费电子高峰期，市场拉货导致供不应求的局面出现，进一步推升电 池价格。

  智能机微创新方面，智能机终端市场的竞争激烈，且同质化严重。所以各大品牌 厂商为了打造差异化竞争优势，对高端旗舰机各个组件的微创新极为重视。一旦 先行者采用了新技术并大获成功之后，该技术会迅速被其他厂商效仿，甚至会进 一步下沉到中低端手机市场。近期市场大热的指纹识别和双摄模组就是典型案例。