三元锂电池行业市场深度分析及发展规划咨询

三元锂电池行业市场深度分析及发展规划咨询

中国锂电池市场规模分析在国家各种支持政策的刺激下，我国新能源汽车产量快速增长，对动力锂离子电池的需求量将超过140亿瓦时左右，再加上电动自行车对锂离子电池的需求，2015年动力电池市场规模将超过250亿元，IT用锂离子电池市场约为640亿元，储能用锂离子电池市场为30亿元，2015年我国锂离子电池产品销售收入估计约920亿元，同比2014年增长28%以上。由于动力电池需求的快速扩大，导致碳酸锂、六氟磷酸锂等材料产能不足，从2015年第三季度开始，材料价格飞速上涨。电池产品涨价的呼声日益高涨。在国家各种支持政策的刺激下，我国新能源汽车产量快速增长，对动力锂离子电池的需求量将超过140亿瓦时左右，再加上电动自行车对锂离子电池的需求，2015年动力电池市场规模将超过250亿元，IT用锂离子电池市场约为640亿元，储能用锂离子电池市场为30亿元，预计2015年我国锂离子电池产品销售收入将超过920亿元，同比2014年将增长28%以上。由于动力电池需求的快速扩大，导致碳酸锂、六氟磷酸锂等材料产能不足，从2015年第三季度开始，材料价格飞速上涨。电池产品涨价的呼声日益高涨。锂离子电池自1991年由日本索尼首次商业化以来，市场规模从无到有，先后超越镍镉电池、镍氢电池等其他二次电池，发展成为仅次于铅酸电池的第二大二次电池产品。锂离子电池通过性能优势，和快速下滑的价格，市场规模逐步扩大，而需求增长直接导致行业产能扩张、制造成本下降，又反过来刺激市场需求进一步提升。锂电池需求重心正处于由消费类电子产品的小电池市场向电动交通工具的动力电池市场转移的发展阶段，同时工业和储能市场也开始启动。其中电动交通工具以电动汽车和电动自行车为代表，工业和储能市场主要以移动通信基站电源市场为代表。电动交通工具市场对锂电池的需求呈现出高速增长的态势，未来5年电动汽车市场对锂电池需求爆发。在电动自行车市场，随着性价比提升，锂电池已开始规模化替代铅酸电池，2014年电动自行车市场使用锂电池的新品占比在20%左右，据预测，2020年占比将达95%以上。电动汽车市场是未来5年锂电池市场规模增长的最大动力，2014年电动汽车对锂电池的需求量占锂电池总需求量的比重由2011年的6．6%迅速提升至16．7%，成为仅次于智能手机的锂电池第二大细分市场，据专家预测，2016年将以2071万kWh的需求量和22%的市场份额成为最大细分市场，2020年将以31．4%的市场份额超越整个消费类电子产品市场，届时需求总量将超过6200万kWh，CAGR约32%。移动通信网络由3G向4G甚至5G方向发展，要求在人口密集地区高密度建设大量小微型移动通信基站，锂电池成为此类基站电源的最佳选择，未来几年锂电池在基站电源市场的应用有望高速发展。同时，为降低电动汽车的售价，日产、特斯拉、通用汽车、三菱汽车、戴姆勒-奔驰、比亚迪等知名车企已纷纷尝试将车载电池扩产或回收二次利用，开发家庭储能市场，以降低车载电池的价格。锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，是二次电池技术中能量密度最高、综合性能最好的电池，其市场份额自诞生之日起便逐年提升。与其他充电电池相比，锂离子电池具有高能量密度、高电压、寿命长、无记忆效应等优点。锂离子电池已经占据了手机、笔记本电脑等消费电子类产品电池的主要市场，未来随着锂电生产工艺和电池性能的进一步提升，将占据储能电池、动力电池等领域的主要市场。2016年中国锂电池的产量达到78．42亿只，同比增长40%。各类锂离子电池的制造可统一分为极片制作、电芯组装、电芯激活检测和电池封装四个工序段。极片制作工艺包括搅拌、涂布、辊压、分切、制片、极耳成型等工序，是锂离子电池制造的基础，对极片制造设备的性能、精度、稳定性、自动化水平和生产效能等有着很高的要求；电芯组装工艺主要包括卷绕或叠片、电芯预封装、注电解液等工序，对精度、效率、一致性要求很高；电芯激活检测工艺主要包括电芯化成、分容检测等；电池封装工艺包括对构成电池组的单体电池进行测试、分类、串并联组合，以及对组装后的电池组性能、可靠性测试。锂离子电池的生产工艺复杂，不同型号的锂离子电池的生产工艺不同，甚至同一型号但不同的电池生产商所用生产工艺也不同。国外企业单一设备精度高，价格昂贵。目前，日本和韩国的锂电设备居于世界领先地位，相对于国内研发起步早，设备精度高、自动化程度较高、性能优越、技术更加成熟，价格也相对价高。企业分工精细，基本上都是从事单一设备的研发制造，如国外生产锂电卷绕设备的企业主要有日本皆藤、CKD以及韩国的Koem；生产涂布设备的企业主要有东芝、富士、东丽、平野；生产分条设备的企业主要有日本的西村等。锂离子电池行业中国市场从锂离子电池行业运行情况来看，2021年，我国锂离子电池行业以深化供给侧结构性改革为主线，加快提升产业链供应链现代化水平，全行业实现持续快速增长，先进产品供给能力不断提高。据工信部数据，2021年我国锂离子电池出货量达到324GWh，同比增长106%。2022年1-2月，我国锂离子电池行业保持高速增长态势，出货量超过82GWh。从锂离子电池产量来看，根据国家统计局数据，2021年我国锂离子电池产量为232．6亿只，同比增长22．4%，2022年1-3月锂离子电池产量达到58．5亿只，同比增长14．5%。从下游出货量结构来看，动力电池占比最高。据工信部数据，我国2021年锂离子出货量中，消费、动力、储能型锂电产量分别为72GWh、220GWh、32GWh，分别同比增长18%、165%、146%。2022年1-2月，储能电池出货量超过9GWh，新能源汽车动力电池装车量约30GWh。从动力电池市场来看，根据电池联盟数据，2021年，我国动力电池产量共计219．7GWh，其中磷酸铁锂电池产量累计125．4GWh，占总产量57．1%，同比累计增长262．9%；我国动力电池装车量154．5GWh，其中磷酸铁锂电池装车量累计79．8GWh，占总装车量51．7%，同比累计增长227．4%。电池及锂离子电池概述（一）电池概述电池是一种能量转化与储存的装置，根据原理不同可划分为化学电池、物理电池以及生物电池，其中应用最为广泛的是化学电池。化学电池指盛有电解质溶液和电极以产生电流的杯、槽、其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能。实用的化学电池可以分成两个基本类型：原电池与蓄电池。原电池又叫一次电池，制成后即可产生电流，但在放电完毕即被废弃。蓄电池又称为二次电池，使用前须先进行充电，充电后可放电使用，放电完毕后还可以反复充电循环使用。目前二次电池按所用电芯的正负极材料主要分为四种：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。因铅酸电池，镍镉电池内含有大量铅、镉、汞等有害元素，废弃后会产生大量有毒物质对环境造成严重污染，在全球范围内其生产、销售和使用已逐步受到限制。镍氢电池由于在能量密度、循环寿命、记忆效应等方面逊色于锂离子电池，近年来在手机、笔记本电脑等消费类电子产品领域的使用已逐渐被锂离子电池替代。（二）锂离子电池概述锂离子电池是一类依靠锂离子在正极与负极之间移动来达到充放电目的的一种二次电池。锂离子电池主要由正极（含锂化合物），负极（碳素材料），电解液，隔膜四个部分组成。电池充电时，正极上锂原子电离成锂离子和电子（脱嵌），锂离子经过电解液运动到负极，得到电子，被还原成锂原子嵌入到碳层的微孔中（插入）；电池放电时，嵌在负极碳层中的锂原子，失去电子（脱插）成为锂离子，通过电解液，又运动回正极（嵌入）；锂离子电池的充放电过程，也就是锂离子在正负极间不断嵌入和脱嵌的过程，同时伴随着等当量电子的嵌入和脱嵌。锂离子数量越多，充放电容量就越高。根据功能与应用领域的不同，锂离子电池主要分成消费类锂离子电池、动力类锂离子电池和储能类锂离子电池三大类；根据封装方式和形状的不同，锂离子电池可以分为软包电池、方形电池和圆柱电池；根据使用的正负极材料体系不同，锂离子电池可以划分为磷酸铁锂电池、三元锂电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池和钛酸锂电池等。近年来，锂离子电池产业受到世界各国政府的高度重视和大力支持。随着21世纪微电子技术的不断发展，小型化电子设备的日益增多，消费者对电源有了更高的要求，再加上新能源汽车行业的不断发展和进步，从而使锂离子电池进入了大规模的实用阶段。目前，锂离子电池已大量应用在消费类电子产品（例如手机、笔记本电脑等3C产品）、新能源汽车和储能领域等。与传统的二次电池相比较，锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、重量轻、体积小、自放电小、无记忆效应、循环寿命长、充电快速等优势，同时由于不含铅、镉等重金属，无污染、不含毒性材料，因此被广泛应用于消费类电子产品领域，以及新能源汽车和储能等领域，被称为绿色新能源产品。政策推动离子电池行业发展新能源，新材料，新能源汽车行业作为战略性新兴产业与先导产业同时受国家相关产业政策支持，具有巨大的发展空间。锂离子电池属于新能源产业，面对日益紧迫的环保压力，我国出台了多项法律法规和政策以大力支持锂离子电池材料行业的整体发展。《十四五国家战略性新兴产业发展规划》明确提出深入实施制造强国战略，大力发展新能源、新材料等战略性新兴产业。相关政策的出台促进了锂离子电池材料行业的健康发展。锂离子电池行业全球市场现状受益于全球节能减排趋势及欧盟达成碳排放协议，全球锂电市场在2018年后进入需求高速发展时期。据统计，2020年全球锂电池需求量达到279GWh，其中动力电池需求量为127GWh，储能、3C等其他锂电池需求量为152GWh。预计到2025年，全球锂电池需求量将达到1223GWh。从供给情况来看，据统计，2020年全球锂离子电池出货量为298GWh，同比增长23%；其中消费电子电池出货量92GWh，同比增长7%，占比下滑至31%；动力电池出货量143GWh，同比增长31%；储能电池出货量为27GWh，同比增长53%。锂电池行业成本仍有下降空间降低成本是电动汽车对锂离子电池行业发展提出的另一需求。电动汽车的造价成本一般比传统燃油车高。而电动汽车中动力电池成本占比在40%左右，动力电池成本的降低对整车降本贡献最大。而且锂离子电池成本下降空间一直存在。自从大规模工业化应用以来，锂离子电池的制造成本呈现急速下降趋势。根据BloombergNEF数据，2019年全球动力锂离子电池包价格在156美元/kWh，预计到2024年降至93美元/kWh，到2030年进一步降至61美元/kWh。锂离子电池的失效分为性能失效与安全性失效。性能失效指锂电池容量衰减、循环寿命短、倍率性能差、一致性差、易自放电、高低温性能衰减等。安全性失效包括热失控、胀气、漏液、析锂、短路等。失效的内因较为复杂，电芯四大材料皆存在失效导火索。动力锂电池的失效直接影响电池的使用寿命与安全性。有效解决电池热失效问题主要方法为：1）使用阻燃添加剂防止有机电解液燃烧；2）开发不易燃的固态电解质。近年来，锂电池不仅广泛应用于新能源汽车、消费类电子产品、储能领域，而且受工业智能化、信息化、民用便利化以及互联网、物联网、智慧城市快速发展带动，应用场景日趋丰富、产品质量持续提升。根据高工产业研究院（GGII）统计数据显示，2021年中国锂离子电池产量达到324GWh，同比增长126．57%。同时，我国锂电池行业创新持续加速，高端产品供给能力不断提高，三元电池、磷酸铁锂电池等产品能量密度陆续取得突破，预计2022年中国锂离子电池产量将达到489GWh。从应用领域来看，我国锂电池主要分为动力型锂电池、消费型锂电池和储能型锂电池三大类，广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑、电动自行车、电动工具、数码相机和储能等众多下游领域。根据高工产业研究院（GGII）数据显示，2021年受新能源汽车发展带动，锂电池市场中动力型锂电池产量最大，为220GWh，占比达到68%。2021年，虽然全球经济依然受到了新冠疫情的负面影响，但一方面，国内新能源终端市场增长超预期，新能源汽车市场产量超过350万辆，同比增幅达到159．5%，带动国内动力电池出货量增长；另一方面，欧洲新能源汽车市场继续高增长，带动国内部分头部电池企业出口规模提升。因此，我国动力型锂电池产量呈高增长态势。根据高工产业研究院（GGII）数据显示，2021年我国动力型锂电池产量达到220GWh，同比增长175．0%，预计2022年我国动力型锂电池产量将达到306GWh。在可穿戴设备、电子烟、无人机、服务机器人、电动工具等新兴市场快速增长背景下，消费型锂电池需求呈较快增长态势。根据高工产业研究院（GGII）数据显示，2021年中国消费型锂电池产量达到72GWh。预计随着5G技术的进一步普及、应用场景的持续拓展，未来锂电池在消费相关领域将释放更大的市场空间，带来更多发展机遇，预计2022年我国消费型锂电池产量将达到122GWh。在风电、光伏装机量持续增长与5G基站建设加快的背景下，储能锂电池需求快速增长。2021年，在电力与通信储能市场推动的同时，加上全球化石能源价格上涨、储能参与电力市场收益性提升和国内新型储能示范项目快速上马等因素驱动，中国储能型锂电池需求继续保持高增长，根据高工产业研究院（GGII）数据显示，2021年国内储能电池出货量达到32GWh，预计2022年我国消费型锂电池产量将达到61GWh。锂离子电池行业未来发展趋势在动力电池领域，系统的能量密度与电动汽车的续航里程直接挂钩，高能量密度几乎成为市场衡量电池性能的绝对标准。目前，多国政府和企业对动力电池能量密度提出发展规划。从国家规划来看，韩国的规划相对激进，提出电芯能量密度在2030年达到600Wh/kg。美国先进电池联合会提出在2020年电芯能量密度提升至350Wh/kg。日本新能源产业技术综合开发机构提出在2020/2030年电芯能量密度分别达到250/500Wh/kg。中国的目标最为稳健，计划在2020/2025/2030年分别达到300/400/500Wh/kg。新技术、新体系将推动行业竞争格局良性改变。目前成熟的锂电池体系的能量密度天花板已现。对于电芯而言，能量密度提升的本质在于提高正负极材料的比容量以及正负极材料的电势差。短期可以通过调节材料元素成分或改善制备工艺提高现有体系的能量密度，如无钴高镍技术、干电极技术；长期看，现有锂电成熟体系的能量密度天花板已现，未来十年里，固态电池、锂空/锂硫电池等新体系的开发或将成为重点。锂离子电池行业面临的机遇与挑战（一）国家政策大力支持锂离子电池行业发展我国锂离子电池行业已逐步实现从无到有、由弱到强的转变。近年来，国家陆续出台多项对锂离子电池行业的鼓励支持政策，对行业规模的进一步扩大起到了极为重要的推动作用。《电子信息产业调整和振兴规划》中提出，要提高新型锂离子电池、薄膜太阳能电池等产品的研发生产能力，初步形成完整配套、相互支撑的电子元器件产业体系，并于2014年将锂离子电池材料作为电子核心基础工业中关键电子材料列入《国家重点新产品计划支持领域（2014年）》。为贯彻落实国家十三五规划纲要和《中国制造2025》，工信部在2016年8月发布《轻工业发展规划（2016-2020年）》，指出要推动电池工业向绿色、安全、高性能、长寿命方向发展。加快锂离子电池高性能电极材料、电池隔膜、电解液、新型添加剂及先进系统集成技术。同年11月，工信部又印发了《锂离子电池综合标准化技术体系》，制定工作目标到2020年，锂离子电池标准的技术水平达到国际水平，初步形成科学合理、技术先进、协调配套的锂离子电池综合标准化技术体系。为加强锂离子电池行业管理，引导产业转型升级，推动锂离子电池产业健康发展，2019年1月工信部发布《锂离子电池行业规范条件（2018年本）》，指出鼓励企业加强顶层设计，促进自动化装备升级；鼓励企业积极开展智能制造，降低运营成本，缩短产品生产周期，提高生产效率，降低产品不良品率，提高能源利用率，推动自动化水平提高。国家相关部门对锂离子电池行业多项鼓励政策的发布，明确显示出国家对锂离子电池产业发展的肯定与支持，对行业快速发展、加速产业升级具有积极意义。（二）锂电池产业链不断完善在我国相关政策的大力扶持和下游消费需求有效支撑的作用下，我国锂离子电池产业经过十余年的发展和完善，不仅在电芯制造这一核心领域取得了长足的发展，而且已逐步建立起包含锂矿采选、材料供应、电芯及PACK、电池回收等各个环节的完整产业链，