在本系列报告的上篇中，我们共同探讨了电池的基本构造，并深入剖析了锂离子电池，特别是其核心——正极材料的成本结构与价格逻辑。了解了正极材料相关的基本概念和成本构建后，本篇将详细解读各类主流电池在实际应用中的性能表现，并分析它们如何在新能源汽车、储能及消费电子等关键市场中凭借各自的特性塑造竞争力。

结论预览：

1-三元锂电池具备高能量密度与强续航能力，广泛应用于高端市场，但因原材料价格高且热稳定性差，在成本与安全性方面存在劣势。2025年装车占比已降至18%。

2-磷酸铁锂电池凭借低成本、高安全性与长寿命的优势迅速崛起，在动力和储能市场全面领先，2025年其电动汽车装车量超80%，得益于量产能量密度已提升至200Wh/kg以上，补足与三元材料性能差距；储能市场市占率更高达90%以上。

3-钴酸锂电池以高体积能量密度为主要优势，在消费电子领域长期占据主导地位。2024年产量达9.39万吨，出货结构不断向高电压型号升级，尽管面临成本偏高与寿命、安全等限制，其在主流3C市场仍保持稳定需求。

4-锰酸锂因成本低、安全性好，在电动两轮车等低端场景仍占约25%的市场份额，但因性能不足在市场上逐渐被磷酸铁锂替代，市场份额预计将持续降低。为改善其性能劣势，行业广泛采用三元复合或掺杂改性路线，但整体性能仍难与主流材料抗衡。

5-非锂离子电池占据约20%整体市场，其中铅酸电池占非锂市场60%，在电动两轮车领域广泛应用；镍氢电池占25%，主要用于混合动力车；锌空气电池等合计不足15%，应用场景较为局限。

6-钠离子电池和固态电池是未来发展方向。钠离子电池因资源丰富、低温性能优异，被视为锂离子电池在某些领域的重要补充或替代方案，2024年出货量达1.5GWh，预计2025年突破7GWh；固态电池因具备高安全性与高能量密度潜力，有望在高端新能源汽车等领域发挥作用，目前仍处于研发和示范阶段，预计2025年将实现小规模商业化应用。

一、三元锂电池

1.1性能特点与分类

由于三元材料能够在相同体积或重量下存储更多电能，其构成的三元锂电池具备能量密度高、续航能力强（500-700公里，部分700公里以上）、充电速度快的核心优势。但镍钴锰的组合在提升性能的同时，其显露的缺点也比较明显：主要是循环寿命相对较短，且高温下的稳定性（安全性）不如磷酸铁锂电池。

从金属原材料作用角度分析，镍通过提升能量密度增强续航能力，钴负责强化结构稳定性和充放电效率，而锰/铝则在控制成本的同时提升安全性。基于三者的不同作用，三元材料通过调整镍、钴、锰（或铝）的配比进行更细化的型号区分，以适应不同的电池性能需求。

三元锂电池可以分为常规型号和高镍型号，主流的常规型号有NCM523和NCM622;高镍型号的“高镍”是指前驱体含镍量达到80%以上，NCM811为高镍型号的主要代表，另外还有镍钴铝体系的NCA811和NCM9系等更高镍配比的型号也逐步进入应用领域。

来源：鑫椤锂电，中原期货研究所

图1-2024年中国三元材料分型号产量占比

1.2三元锂电池的市场应用

当前三元锂电池主要消费于新能源汽车和消费电子两大市场，同时在储能领域也有小部分应用。

来源：Mysteel，中原期货研究所

图2-2024年三元材料下游消费结构

1.2.1新能源汽车市场

根据Mysteel数据显示，2024年动力电池装车量总计约为549GWh，其中三元锂电池装车量约为139GWh，占比从年初40%降至20%-25%，到2025年3月进一步下滑至18%。造成这一趋势的主要原因在于三元锂电池的成本压力、补贴政策退坡以及磷酸铁锂电池的技术迭代。但是，尽管其市场份额不断收缩，三元锂电池仍凭借高能量密度的性能优势占领高端新能源汽车市场核心地位。例如，特斯拉的4680大圆柱电池、宝马iX系列及问界M9均采用高镍三元锂电池（NCM811），以满足700公里以上的长续航需求。宁德时代作为三元锂电池领域的龙头企业，2025年1月在该领域的市场份额超过70%。

来源：Mysteel，中原期货研究所

图3-2024-2025三元锂电池装车量

具体型号应用方面，NCM523凭借高稳定性和成本优势，仍广泛消费于中低端新能源汽车。2024年，其产量占三元电池总产量的25%，搭载的熟知车型有广汽Aion S、吉利几何C等，其能量密度可达180-200Wh/kg，适配400-500公里续航需求；NCM622则通过提升镍含量至60%实现220-240Wh/kg能量密度，目前主要应用于中高端纯电动车型，如宝马i系列、奔驰AMG纯电车等，产量占比31%；作为高镍化代表的NCM811（镍钴锰比例为8:1:1），能量密度已突破280Wh/kg，支撑700公里以上长续航，产量占比37%，目前是高端电动汽车的主流选择，宁德时代麒麟电池（采用NCM811）更是占据高端市场65%的份额，搭载于小米SU7 Ultra、蔚来ET7等旗舰车型；更高镍的9系三元材料（如NCM90）及NCA材料（镍钴铝体系）则聚焦超高端市场，例如特斯拉Model S Plaid采用NCA电池，能量密度达300Wh/kg以上，适配800公里续航需求，但该类型号目前有一定技术壁垒，应用范围相对有限，占比6%。

表1-分型号三元锂电池能量密度差异

来源：公开资料整理，中原期货研究所

未来趋势上，三元锂电池的技术发展主要围绕降低成本和提升性能两大方向。一方面，通过研发低镍低钴材料甚至无钴材料来降低对昂贵金属钴的依赖，例如宁德时代已在部分车型中应用了镍使用量减半的新型三元材料。另一方面，三元材料与固态/半固态电解质的结合被视为关键突破口，有望从根本上提升安全性的同时，将能量密度推向新高。多家企业计划在2030年前实现固态电池的量产，有望将能量密度提升至500Wh/kg以上。

1.2.2消费电子领域

尽管三元锂电池相关细分数据在公开报告中披露有限，但结合行业趋势和技术特性可推断其市场表现：三元锂电池虽非主流但仍占据部分高端市场。受制于成本压力（较传统钴酸锂电池高20%以上），三元锂电池的应用集中于售价超过800美元的高端机型，其高能量密度和快速充电能力适配轻薄设备的长续航和轻量化需求，在高端智能手机、高端笔记本电脑、无人机等产品中应用较多，如三星Galaxy Ultra系列折叠屏手机、大疆Mavic 3 Pro无人机、Apple Watch Ultra等。此外，人形机器人、eVTOL（电动垂直起降飞行器）等新兴应用场景也为三元锂电池带来了新的市场空间。总的来说，尽管面临成本竞争，三元锂电池凭借其技术优势，在前沿科技领域仍将扮演重要角色。

1.2.3储能领域

中国报告大厅相关数据显示，2024年三元锂电池在国内新型储能装机中占比仅为7.8%左右。这主要是因为与磷酸铁锂电池相比，三元锂电池在成本、循环寿命和安全性方面处于劣势。因此，在大型储能电站等注重成本和长寿命的应用场景中，磷酸铁锂电池的应用更为普遍（超过90%）。三元锂电池的应用则主要集中在对能量密度、功率响应速度要求较高的特定场景，如电网调频、数据中心备用电源等。此外，利用退役的动力电池进行梯次利用，将其用于储能，是降低三元锂电池在储能领域应用成本的一个探索方向，但电池筛选、重组和一致性管理仍是挑战。

二、磷酸铁锂电池

2.1性能特点与分类

与三元材料不同，磷酸铁锂的原料采用铁、磷等廉价元素，不含镍、钴等贵金属，不仅生产成本低，还大幅减少了高温或过充时的燃烧或爆炸风险，成为目前安全性最受认可的锂离子电池。材料稳定的另一优势是磷酸铁锂的循环寿命长，普遍超过2000次，部分高端或实验室条件下测试的电池甚至能达到3500至5000次，远超三元材料。不过，磷酸铁锂也存在一定的性能局限：相同体积下，传统磷酸铁锂的储电量比三元锂少约20%-30%，导致其续航能力相对偏弱，能量密度普遍在120-160Wh/kg，且低温环境下容量衰减明显，需依赖电池管理系统（BMS）优化性能。

磷酸铁锂根据核心应用场景的需求差异分类为动力型和储能型。动力型磷酸铁锂强调轻量化与紧凑化，聚焦于高能量密度与高功率，以满足新能源汽车的长续航和快速充放电需求。储能型磷酸铁锂则通过模块化设计（如将电芯组合成标准化电池柜或集装箱系统），以适应大规模储能电站的要求，侧重循环寿命和成本控制。

来源：Mysteel，中原期货研究所

图4-磷酸铁锂电池下游应用

2.2磷酸铁锂的市场应用

2.2.1新能源汽车市场

根据Mysteel相关数据显示，2018年至2020年，三元锂电池在国内的市占率始终保持领先。而后期，借助创新技术，磷酸铁锂电池在安全性和成本等方面的优势愈发凸显。2021年7月份，磷酸铁锂电池的市场份额超越三元锂电池，此后便一直保持领先。2024年磷酸铁锂电池装车量约为409GWh，以75%的市场份额占领新能源汽车市场，自2024年年末至2025年3月，其市场份额进一步攀升至80%以上。这一趋势背后的重要原因是磷酸铁锂正在不断缩小其与三元锂电池之间的性能差距：量产的磷酸铁锂电池能量密度已从传统160Wh/kg提升至200Wh/kg以上，可以达到量产的三元锂电池（宁德时代麒麟电池能量密度255Wh/kg）的80%。以特斯拉Model 3标准续航版为例，其搭载的宁德时代磷酸铁锂电池能量密度已达205Wh/kg，2024年全球销量突破120万辆，占特斯拉总交付量的65%。头部企业的技术迭代与产能扩张是磷酸铁锂市场份额持续攀升的核心驱动力。

来源：Mysteel，中原期货研究所

图5-磷酸铁锂电池装车量

2.2.2储能市场

2024年再创下储能发展历史新高，高工产研（GGII）数据显示，中国作为全球最大的磷酸铁锂生产与消费国，2024年储能锂电池出货量达335GWh，同比增长64%，占锂电池总出货量的28.5%。其中，磷酸铁锂电池在储能领域的渗透率持续领先，电化学储能中磷酸铁锂电池占比超过90%。

磷酸铁锂电池在储能市场的优势主要体现在安全性、经济性、寿命及环保性等多维度。首先，其橄榄石结构材料具有极高的热稳定性，分解温度达500°C，且不易释放氧气，显著降低热失控风险。其次，磷酸铁锂成本优势显著，规模化生产推动单瓦时成本较三元电池低10%-15%，全生命周期度电成本可降至0.3元/度以下。此外，其循环寿命长，结合智能电池管理系统（BMS）优化后，实际寿命可达8年以上。

三、钴酸锂电池

3.1性能特点与分类

钴酸锂作为最早实现商业化的锂电池，以其优异的体积能量密度、稳定的充放电性能和较高的工作电压，在小型便携式电子设备中获得了长期且广泛的应用。尽管其原材料钴的价格高昂，且在循环寿命和安全性方面不及后起之秀（如三元材料和磷酸铁锂），但在对空间要求极为严苛的3C电子产品（如智能手机、平板电脑、可穿戴设备）中，钴酸锂依然是主流选择。

其核心优势在于卓越的压实密度。这意味着在有限的设备内部空间中，钴酸锂可以容纳更多的活性物质，从而实现行业领先的体积能量密度。这对于不断追求轻薄化和长续航的现代消费电子至关重要。虽然三元材料等拥有更高的能量密度，但在体积能量密度这一关键指标上，尤其是在小型电池应用中，钴酸锂仍常胜一筹。

当然，不同设备对电池性能的侧重有所不同。例如，智能手机对电池的体积、重量和快充能力要求相对更高，钴酸锂是首选。而笔记本电脑和平板电脑，虽然也重视便携性，但对电池的体积和重量要求限制相对宽松一些，因此有时会采用钴酸锂与少量三元材料共混的策略，以在成本、能量密度和循环性能之间取得平衡。

钴酸锂电池根据其工作电压和材料特性，可以分为普通电压型号与高压型号。普通电压型号的标称电压为3.7V，实际工作电压范围为2.4V~4.2V，广泛用于手机、笔记本电脑等消费电子领域。高压型号通过材料改性（如掺杂、表面包覆）将充电截止电压提升至4.35V~4.5V，工作电压范围扩展至3.0V~4.35V（或更高）,高压钴酸锂电池具有更高的能量密度，能够在同等体积下提供更多的电量，多用于对能量密度要求更为严苛的场景，例如超薄高端智能手机、长续航平板电脑及部分无人机电池模组。

表2-钴酸锂不同电压型号性能对比

来源：公开资料整理，中原期货研究所

3.2钴酸锂的市场应用

消费电子市场是钴酸锂电池的传统优势领域，智能手机、笔记本电脑和平板电脑是其最大应用场景，合计占比超70%。

来源：鑫椤锂电，中原期货研究所

图6-2024年钴酸锂下游消费结构

根据鑫椤锂电数据显示，2024年钴酸锂产量达9.39万吨，同比增长18.84%，创下历史新高。在下游应用市场方面，2024年全球智能手机出货量为12.2亿部，同比上升7%；笔记本电脑和平板市场受地缘以及人工智能等多重因素影响，产量也有所上升，其中PC 厂商出货量为 2.53 亿台，较 2023 年增长 2.6%。

人工智能技术的持续渗透加速了3C电子产品的迭代升级，激发了消费者的换机需求，从而带动了钴酸锂电池的市场需求。在智能手机领域，用户对续航能力的要求不断提高，推动了电池容量的持续增长，进而也拉动了钴酸锂需求。根据充电头网的数据显示，2024年，智能手机电池容量主要集中在5000-6000mAh，占比达60%，而容量超过6000mAh的手机占比为19%。此外，钴酸锂电池本身也在不断进行性能升级。2024年，充电截止电压达到4.5V及以上的高电压钴酸锂产品，其出货量占比已超过20%，预计2025年将继续增长。

四、锰酸锂电池

4.1性能特点与分类

作为早期实现商业化的锂电池之一，锰酸锂以成本低、环境友好、安全性能优异及倍率性能突出为显著特点，应用于低端动力电车和部分储能领域。但其缺点在于比容量较低、循环寿命较短（尤其在高温环境下容量衰减明显），这些因素限制了其在主流高端市场的应用。

尽管如此，锰酸锂凭借其特定优势仍在部分细分市场拥有一席之地。例如，在对成本敏感且对能量密度要求不高的电动两轮车、电动工具以及一些入门级低速电动车中，其性价比和安全性仍有吸引力。其相对较好的低温性能（优于未改性的磷酸铁锂）也使其在特定区域的小型储能或启动电源应用中具备潜力。值得注意的是，为了改善其性能短板，锰酸锂常通过掺杂改性（如铝、镍等元素）或与三元材料复合使用，以弥补其比容量与循环性能的不足，从而拓展其在混合动力汽车等领域的适用性。

4.2锰酸锂的市场应用

目前，锰酸锂在整个锂电市场中的份额相对较小（通常在5%左右或更低），且面临来自磷酸铁锂等材料的持续竞争压力。其固有的能量密度和循环寿命瓶颈，使其难以在主流动力电池、高端消费电子或大规模储能等领域与磷酸铁锂和三元材料形成有力竞争。

在低速电动车领域，锰酸锂尚占有一定份额。据南方新闻网数据显示，2024年中国电动两轮车国内总销量约为4950万辆，同比下滑11.6%，其中该领域主流的铅酸电池占比达到65%，而锰酸锂占比约25%。然而，有观点（来源：湘股策）认为，对于有严格限速要求的电动两轮车，锂电池本身的高倍率性能并非刚需，而价格更为低廉、技术成熟的铅酸电池已能满足大部分需求。若对锂电有一定性能要求（如更长续航或更高循环寿命），性价比日益突出的磷酸铁锂电池则成为更优选，尤其是在外卖、快递等高频使用场景的两轮或三轮车中，磷酸铁锂的渗透率正在快速提升。因此，锰酸锂在这一领域面临着来自铅酸和磷酸铁锂的双重挤压，其市场空间可能进一步收窄。

五、锂离子电池小结

综上所述，锂离子电池在成本与性能之间始终存在权衡，不同材料体系展现出各自独特的优势与局限性。三元材料凭借高能量密度与长续航特性，持续占据高端新能源汽车和消费电子市场的重要地位，但面临高成本与安全性挑战；磷酸铁锂以低成本、高安全性和长循环寿命的优势，在动力与储能领域快速崛起，成为市场主流；钴酸锂则凭借高体积能量密度与充放电稳定性，继续牢牢占据消费电子市场；锰酸锂依靠成本低廉、安全性好，在低速电动车与部分储能市场中仍保有一定空间，但其能量密度与寿命瓶颈限制了进一步扩张。

表3-四类主流锂电池主要对比

来源：公开资料整理，中原期货研究所

六、非锂离子电池

在中国市场，非锂离子电池虽整体规模已被锂电池远远超越，但仍占约20%的市场份额。其中，铅酸电池占非锂市场约60%，2024年出货量约283.1GWh（来源：新浪财经），凭借技术成熟、高可靠性和低成本在电动两轮车、备用/起动电源等领域广泛应用，但因能量密度低、环保压力大（含有害物质铅），正被锂电（尤其磷酸铁锂）逐步替代。镍氢电池占非锂市场约25%，主要用于混合动力汽车（HEV）和小型电动工具，需求稳定但汽车领域面临锂电成本优势的挤压。锌空气及其他电池占比不足15%（2024年产量<10GWh），锌空气电池用于助听器等小型设备，具有较高的理论能量密度，但实际功率和寿命等方面仍有局限。

新兴技术方面，钠离子电池因其正极材料所用的钠资源储量极为丰富、分布广泛、成本低廉，且在低温性能、倍率性能和安全性方面表现出一定优势，被视为锂离子电池在某些领域的重要补充或替代方案。中商产业研究院数据显示2024年钠离子电池出货量突破1.5GWh，2025年预计突破7GWh。宁德时代已于4月21日正式发布名为“钠新”的钠离子电池，这是首次将钠离子电池推向大规模生产，纳新电池分为24V重卡启动驻车一体式的蓄电池和乘用车的动力电池两种，计划于今年6月和12月分别进行量产，其宣称的能量密度（可达175Wh/kg）、低温性能（-40℃下仍保持较高容量）和快充能力（如5C）显示出良好的应用前景。（以上数值为宁德时代发布会公布内容）。固态电池通过采用固态电解质替代传统的有机电解液和隔膜，有望从根本上解决锂电池的漏液和热失控等安全问题，并允许使用更高能量密度的正负极材料（如金属锂负极），从而大幅提升电池的能量密度（远期目标500Wh/kg以上）和工作温度范围。EVTank数据显示，2024年全球固态电池出货量达到5.3GWh，同比大幅增长4.3倍，全部为半固态电池，主要为中国企业生产。目前，固态电池仍处于研发和示范阶段，预计2025年将实现小规模商业化应用。随着技术的进步和产业链的完善，固态电池有望在新能源汽车、储能等领域发挥重要作用。

七、总结

本篇报告聚焦各类主流电池在实际应用中的性能表现与市场格局，揭示了三元锂、磷酸铁锂、钴酸锂与锰酸锂等主流锂离子电池如何凭借各自特性，在新能源汽车、储能及消费电子等领域发挥优势。核心在于，不同应用场景对电池的能量密度、成本、安全性及循环寿命等核心指标有不同侧重，驱动了多元化技术路线的并行发展。展望未来，随着钠离子、固态电池等新兴技术的持续突破，电池行业将朝着更高性能、更优成本和更可持续的方向加速演进，持续为全球能源转型与科技进步注入新的动力。

【锂电系列专题报告】锂电池介绍（上）

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