磷酸铁锂电池行业发展基本情况

磷酸铁锂电池行业发展基本情况

中国锂离子电池行业市场现状锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。锂离子电池按照应用领域分类可分为储能、动力和消费电池。储能电池涵盖通讯储能、电力储能、分布式能源系统等；动力电池主要应用于动力领域，服务的市场包括新能源汽车、电动叉车等；消费电池涵盖消费与工业领域，包括智能表计、智能安防、智能交通、物联网等。近年来3C产品对锂离子电池需求量的稳定增加，以及随着新能源汽车的不断发展和储能电池的需求扩大，我国锂离子电池产量规模也不断扩大。从容量规模来看，据工信部数据，2022年我国锂离子电池产量达750GWh，同比增长超过130%，其中储能型锂电产量突破100GWh；从数量规模来看，据国家统计局数据，2022年我国锂离子电池产量达239．28亿只。经过几十多年的发展，中国锂离子电池生产厂从最初的几家到现在的上百家，完成了数量的突破，中国成为全球最大的锂离子电池生产国和消费国。在政策、补贴的双重推动下，中国锂离子电池产业诞生出众多具有全球竞争力的企业。根据中国化学与物理电源行业协会按照营业收入（仅统计锂离子电芯及动力用、消费类产品用和储能用锂离子电池模组或系统）排序，前10家企业2021年营业收入为2787．80亿元。其中，宁德时代新能源科技以1051．15亿元营业收入位居第一，且远远超过其他企业。锂离子电池因其较小体积条件及优越的性能条件，是现代电子产品优先选择的储能电池种类，也是新能源汽车主要使用的动力电池。未来中国市场对电子产品的需求会保持相对稳定，再有新能源汽车市场需求的稳步增长，锂离子电池下游应用行业将带动行业发展。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。技术进步推动离子电池行业发展电动自行车以及低速电动车将越来越多地使用锂离子电池替代传统的铅酸电池；在消费电池应用领域，5G技术的成熟及大规模商业化应用将催生智能移动设备的更新换代需求。此外，可穿戴设备、无人机、无线蓝牙音箱等新兴电子产品的兴起亦将为消费电池带来新的市场；在储能电池应用领域，电网储能、基站备用电源、家庭光储系统、电动汽车光储式充电站等都有着较大的成长空间。锂电池行业综述电池（Battery）指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。电池根据放电时内部反应分为化学电池、物理电池和生物电池。电池可根据是否可以充电分为一次电池和二次电池。一次电池也称原电池，是指电极反应不可逆，可连续或间歇放电，放电后不能充电复原的电池。主要包括锌锰电池、碱锰电池和锂一次电池等。二次电池又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池，主要包括铅酸电池、镍铬电池、镍氢电池和锂离子电池，目前行业主流电池为锂离子电池。锂离子电池按照锂电池不同的组成成分、形状及其应用，可以从几个原则进行分类：电解质形态、正极材料、应用领域、外包装材料、形状。从外包装材料来分，目前锂离子电池主要方形、圆柱、软包三大类，其中方形和圆柱的外壳主要采用铝合金、不锈钢等硬壳。而软包的外壳则采用铝塑膜来制造：铝塑膜（ALF）是由铝箔、多种塑料和粘合剂（包括粘接性树脂）组成的复合材料：在软包电池中，单片电池组装后用铝塑膜密封，铝塑膜起保护内容物的作用；从应用领域来看，目前锂离子电池主要包括三种：消费电池、储能电池和动力电池。从锂离子电池生产工艺来看，锂电池生产分前端、终端和后端生产工艺，主要包括搅拌、涂布、分切、卷绕、注液、化成、分容等环节，其涉及搅拌机、模切机、卷绕机等一系列锂电设备。锂离子电池行业发展态势（一）锂离子电池加速替代其他二次电池二次电池主要包括铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池四大类。自1991年日本索尼第一次将锂离子电池实现商业化以来，锂离子电池已广泛应用于消费电子、新能源汽车和储能等领域。根据艾瑞咨询数据显示，我国锂离子电池销售规模占我国电池行业整体销售规模的比重由2014年的17．9%上升至2018年的42．9%。与其他二次电池相比，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，对人体无危害。此前，制约锂离子电池替代传统二次电池的主要因素是锂离子电池价格相对其他二次电池偏高，但近年来随着锂离子电池制造技术和生产工艺的进步、生产规模的提升，锂离子电池的价格已大幅下降。以锂离子电池和铅酸电池对比为例，锂离子电池的能量密度可以达到铅酸电池的4倍以上，循环寿命也是铅酸电池的3-4倍，能量转换效率可达97%，且锂离子电池不含铅等重金属，更加环保。目前，锂离子电池的价格已经降至铅酸电池的2倍不到，从单次循环使用成本来看，锂离子电池成本已经低于铅酸电池。由于锂离子电池性能较其他二次电池更加优异且更加环保，随着制造成本和价格的不断下降，未来锂离子电池在全应用场景加速替代其他二次电池将是大势所趋。（二）动力锂离子电池行业竞争加剧新能源汽车行业为国家大力坚定支持的战略性新兴行业，近年来实现了快速发展。碳排放政策（双积分政策）的引导、财政补贴政策以及其他相关政策的支持，是驱动新能源汽车行业增长的重要因素。然而，受宏观经济波动、相关政策支持力度下滑、中美贸易战、突发事件（如新冠肺炎疫情）等多重因素影响，新能源汽车行业的发展也呈现出明显的波动起伏。但从中长期发展趋势来看，随着电池成本不断降低、充电基础设施日趋完善、安全性逐步提升等下游消费者痛点问题的解决，新能源汽车行业未来增长趋势明确。随着新能源汽车补贴政策力度的滑坡甚至取消，新能源汽车行业将迎来更加市场驱动化的竞争，高端需求和性价比需求等多层次需求分化、显现。在新能源汽车行业快速发展的背景下，新能源汽车动力锂离子电池行业发展迅速，国内厂商新能源汽车动力锂离子电池装机量逐年提升。动力锂离子电池行业需要高资本投入，高技术要求，高人才配置，有较高的市场壁垒和准入门槛，近年来随着新能源汽车补贴政策力度的滑坡，动力锂离子电池技术的更新迭代，在激烈的市场竞争过程中，部分参与者已逐步被市场淘汰。根据赛迪研究院数据，2020年我国新能源汽车市场共计72家动力电池企业实现装机配套，相较2019年减少了7家，行业集中度不断提升。未来随着新能源汽车补贴政策的取消，新能源汽车动力锂离子电池行业格局还将不断变化，未来市场竞争将进一步加剧。（三）消费锂离子电池行业稳中有升消费锂离子电池下游应用领域十分广泛，涉及到生活的方方面面，与居民日常生活息息相关。随着消费电子产品行业规模不断扩大，消费锂离子电池产品的性能提升、成本降低、性价比提高等发展趋势为相关消费电子产品的热销提供了可能。未来随着5G网络的深化普及，移动互联技术的广泛渗透，人工智能技术的快速发展，消费电子产品的智能化、无绳化、网联化趋势进一步加速，新的消费电子产品将不断推陈出新，且消费类电子产品技术发展迅猛，产品迭代更新迅速，消费电子产品的增量市场与存量市场并存发展，配套的消费锂离子电池行业稳中有升，未来市场前景广阔。（四）储能锂离子电池行业高速发展储能锂离子电池行业近年来发展迅猛，主要受4G基站备用电源铅酸换锂电、5G基站建设、海外家庭储能、光伏电站建设等需求因素影响，这得益于锂离子电池技术的快速发展，进一步提高了电池能量密度，降低了单位瓦时成本，并以其安全、稳定等优越性能抢占了市场。根据高工产研（GGII）数据显示，2021年我国储能类锂离子电池出货量为48GWh，同比增长196．30%。储能锂离子电池市场目前已初具规模，未来随着新基建的快速铺开、海外家庭储能市场的持续放量以及其他应用场景的优化升级，储能锂离子电池市场将继续高速发展。此外，根据2020年国网1号文《国家电网关于全面深化改革奋力攻坚突破的意见》，电力储能再次被国家电网定位为战略性新兴产业，预计未来将获得高速增长。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。下游需求旺盛推动离子电池行业市场发展目前锂离子电池电解液行业的下游应用仍在不断丰富中。在动力电池应用领域，全球汽车电动化趋势愈发明朗，新能源汽车行业发展迅速，渗透率不断提升，带动动力电池装机量迅速提升。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