锂电池电动两轮车市场的应用

锂电池电动两轮车市场的应用锂电池电动两轮车市场的应用随着技术的进步，锂电池凭借着环保、使用寿命长、质量相对较轻等优势，在电动自行车领域的应用愈发广泛。在现有技术条件下，同样容量的锂电池重量仅为铅酸电池的五分之一，未来随着锂电池安全技术的提升、能量密度的提高，重量会更轻。2019年4月，随着电动自行车新国标《电动自行车安全技术规范》的正式实施，锂电池在逐渐替代铅酸电池的过程中，市场需求将迎来进一步增长，换电模式也将成为电动自行车领域新的市场风口。根据EVTank数据统计，2021年我国锂电版电动两轮车产量达到1，317万辆，总体渗透率达到24．2%。预计2025年锂电版电动两轮车的市场渗透率将接近50．00%，未来市场空间较大。随着锂电版电动两轮车产量快速增长，电动两轮车用锂电池出货量亦增速明显。根据EVTank数据，2021年国内电动两轮车用锂电池出货量达到13．1GWh，同比增长22．43%，预计2025年电动两轮车用锂电池需求量将达到45．9GWh。在锂电技术不断发展进步、成本逐年下降的趋势下，铅酸电动自行车将被锂电自行车逐步替代。我国作为全球电动自行车生产和销售的第一大国，电动自行车作为国民交通工具具有全民属性，已成为人们日常短途出行的重要交通工具，覆盖各行各业以及各年龄段的所有人群，电动自行车市场的蓬勃发展也将为动力锂电池的进一步大量应用创造空间。锂电池领域的世界格局与很多高端产业欧美处于领先地位不同，锂电池领域多年来始终是亚洲处于主导地位，在这期间，亚洲国家之间的格局也发生了巨大变化。2000年以前，日本锂电池企业总体销售额占全球销售额的93%可以说处于绝对的垄断地位。2000年之后，以手机和MP3等消费电子为代表的韩国企业快速成长，蚕食了大量日本企业的锂电池市场份额，2010年日本企业的市场份额只占43%，韩国企业则占了39%。期间，由于中国拥有巨大的消费电子产品市场，以及庞大的人口红利，日韩企业也纷纷向中国投放新的产能，在这个过程中催生了一批国产锂电池企业。2011年之后，消费锂电池发展进入成熟阶段，市场需求饱和增速放缓。动力锂电池又成为了新战场，这是一个比消费电池更大的市场。2015年以来，中国新能源汽车的增长，数据显示，今年10月，中国新能源汽车继续保持高速增长，月度产量和销量分别同比增长87．6%和81．7%达到76．2万辆和71．4万辆，市场占有率达到28．5%，再创新高。朝着这个趋势发展，预计中国全年的销量或达到600万辆。而这不仅意味着中国将提前三年完成国家规划2025年的目标，而且还有可能超过其他国家的销量总和。新能源汽车的增长也催生了动力电池的市场需求，中国已成为全球最大的动力电池需求市场。如今，中国在锂电池市场已经处于领先地位。国际能源署公布的报告显示，中国占全球锂化学品供应量的60%以上，还生产了全球3/4的锂离子电池。本来由日韩垄断的锂电池市场，也逐渐出现了越来越多的中国企业名字。行业应用加速拓展，助推双碳进程加快2022年，锂电在新能源汽车领域以及风光储能、通信储能、家用储能等储能领域加快兴起并迎来增长窗口期，2022年全国新能源汽车动力电池装车量约295GWh，储能锂电累计装机增速超过130%。2022年全国锂电出口总额3426．5亿元，同比增长86．7%，为新能源高效开发利用和全球经济社会绿色低碳转型做出积极贡献。储能行业迅猛发展如今，储能行业已经从附属于光伏发电、风力发电的一个分支，逐渐独立出来，成为独立的投资主题，受到投资者们越来越多的关注。储能行业也从商业化起步逐渐走向了规模化发展。随着国家、地方层面储能政策的密集出台，各环节储能发展模式正在走向成熟。形成了围绕电池开展，主要包括上游原材料及零部件的供应商，中游的电池、变流器、管理系统、其他设备和系统集成，下游包括发电侧、电网侧、用电侧的应用场景。储能的产业链逐渐成熟，叠加政策支持，将迎来快速发展期。随着技术的进步与产能的扩张，近年来风电、光伏的发电成本与锂离子电池的制造成本降幅显著，在新能源上网侧平价的基础上，当前全球正朝着新能源+储能平价的方向快速前进。另一方面，储能在电力系统中的定位与商业模式正日渐清晰，目前美国、欧洲等发达地区储能市场化发展的机制已基本建立，新兴市场的电力系统改革亦持续加速，储能行业规模化发展的条件已经成熟。随着新能源汽车产业的快速发展，动力锂电池成为拉动行业增长的主要原因。然而，动力电池容量会随着使用次数的增加而不断降低，电量衰减至80%之后就无法满足为新能源汽车提供动力，而不得不面临淘汰，便只能进入回收处理阶段。预计2023年退役的废旧电池将超过20万吨，回收废旧电池的相关产业规模就达到140亿元，回收废旧锂电池会成为锂电池衍生产业中较为重要的一环。一方面，锂电池是由镍、钴、锂等重金属原料组成，随意丢弃会对自然环境造成巨大危害，也不符合中国的环保政策要求。另一方面，镍、钴、锂是不可再生资源，也是中国的重要战略资源，自然中提取工艺复杂且含量稀缺，且提取量远低于废旧电池提取量，如果废旧锂电池得到充分回收，将大幅减少现行的挖掘成本，且对环境友好，利于提高可持续发展。既然是未来一片光明的行业，自然也少不了各大企业的布局。目前动力电池回收利用市场的参与方可以分为四类：第一类是以比亚迪、吉利汽车等为代表的汽车生产企业；第二类是以宁德时代、南都电源等为代表的电池及储能企业；第三类是以格林美、天齐锂业等为代表的电池材料企业；第四类是以天奇股份、旺能环境等为代表的第三方企业，都在不断地加大投入，以期在未来电池回收赛道提速后，获得更多的加速度。总的来说，从1991年索尼发布首个锂离子电池至今，锂电池行业已经走过了31个年头我国在锂电池行业已经从追赶者变成领先者，且与其他国家的差距也越拉越大。之所以我国可以在新能源领域有如此大的成果，一方面是为了实现双碳目标的努力，谁都知道牺牲环境发展经济的方式，不是长久之计，但是没办法，当时的形势，要技术没技术要人才没人才，不牺牲环境发展低端制造业，国家就得不到发展，人民就很难得到好的生活条件。随着竭泽而渔式发展经济，传统汽车排放的尾气，以及传统的铅酸电池带来的环境污染的恶果逐渐显现，这直接加剧了人们对清洁能源的渴望。石油是重要的战略资源，石油储备对每个国家都很重要。然而，我国石油储量并不丰富且开采技术难度也很高，需求大部分需要依靠进口来满足，曾经还在能源方面被国外各种掣肘，可以说能源危机始终伴随着国家的发展。近些年，随着经济快速发展，汽车保有量持续飙升，我国已经成为石油第一消费大国，石油缺口也就越来越大，使我国的经济发展时刻面临国际形势的影响。而随着国家的工业基础基本完善，锂电池的诞生并在中国扎根发展，有了摆脱能源的制约，让国家经济又快又好的发展希望，自然会吸引到国家政策、企业、资本等各方面的投入，为锂电池行业从落后到领先的跨越提供充足条件。综上来看不管是能源危机还是环保政策都是锂电池发展的动力，并且市场需求也在逐渐增加未来发展前景向好。但是，锂电池的制造离不开锂，全球的锂资源如同石油一样是有限的，并且中国锂资源相对缺乏，因此中国电池级锂材料市场缺口较大，许多锂电池企业的锂电池生产材料都要依赖于国外补足。目前，根据美国地质调查局统计（USGS-2021），全球已探明锂资源储量约为8600万吨，主要集中在南美锂三角（玻利维亚、智利、阿根廷），中国占比5．7%左右，这对高速发展的锂电池行业来说，是远远无法满足的。因此，中国许多锂资源企业开始转向海外投资，如赣锋锂业就投资了墨西哥、爱尔兰、阿根廷等国的锂资源项目，天齐锂业投资了澳大利亚、智利等国锂资源项目。目前，中国相关企业已掌握了全球一半以上的锂矿资源，但在全球锂资源需求快速扩大的趋势下，全球锂资源拥有国相关部门都会加紧对本国锂资源的调控，比如今年美国通过的《通胀削减法案》相关条款规定：即自2024年起，将全面禁用产自中国的电池组件，自2025年起，全面禁用产自中国的矿物原材料。所以为了保证自己国家有足够的锂矿生产锂电池，未来全球锂资源争夺战将进一步加剧。2022年，我国锂离子电池行业坚持供给侧结构性改革，加快技术创新和转型升级发展，不断提升先进产品供给能力，总体保持快速增长态势。锂电池行业现状锂电池具有能量比高、使用寿命长、额定电压高、具备高功率承受力、自放电率低、重量轻、高低温适应性强、绿色环保等特点，其大致可以分金属锂电池和锂离子电池两大类。（一）锂离子电池锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称，是一种二次电池，也就是常说的充电电池。锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子，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。锂离子电池的主要组成部分有：1、正极活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂、镍钴锰酸锂材料，比如电动自行车普遍用镍钴锰酸锂或者再加少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用的是厚度1020微米的电解铝箔。2、隔膜一种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。3、负极活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。4、有机电解液溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液。5、电池外壳分为钢壳、铝壳、镀镍铁壳、铝塑膜等，还有电池的盖帽，也是电池的正负极引出端。锂离子电池由于其相较于金属锂电池更安全的特性，成为目前市场上主要的锂电池产品，甚至在很多人的认知中，锂电池就是指的锂离子电池。（二）固态锂电池固态锂电池是用金属锂作为电极的一种储能电池，比能量极高，可以分为一次性电池和可充电固态锂电池。一次性固态锂电池跟普通干电池的原理一样，它是用金属锂作为电极，通过金属锂的腐蚀或叫氧化来产生电能的，用完就废了，不能充电。至于可充电固态锂电池，在实际应用的过程中依旧面临着许多难点。锂金属具有较高反应活性，容易与有机电解液反应生成Li2CO3、LiOH、Li2O、Li3N、LiF等无机产物和ROCO2Li、ROLi、RCOO2Li（R是烷基官能团）等有机产物。这些反应会导致锂金属和电解液的利用率降低，并会伴随着大量的气体产生，容易引发锂金属电池的安全隐患。此外还有固态锂电池的锂枝晶带来的影响。枝晶可在锂表面堆积，渗透到固体电解液中，最终从一个电极交叉到另一个电极，使电池短路，进而引发一些安全事故。全球锂电池电解液出货量预计2025年全球锂电池电解液出货量有望超过250万吨。关键假设：（1）2023年起国内电动车销量保持30%的同比增速；欧洲新能源车销量在2022年由于汽车供应链问题受到压制，预计2023年起保持30%的同比增速；美国新能源车基数较低，预计2023-2025年增速分别为60%、50%、40%。（2）动力电池中三元电池占比从2021年的73%逐步下降至40%，磷酸铁锂电池占比逐步上升至50%；二轮车电池磷酸铁锂电池占比从2021年的23．4%逐步上升至2025年的30%；电化学储能电池中磷酸铁锂电池占比保持在95%。（3）由于长续航储能电池及高安全性动力电池需要保持较高的电解液用量，预计未来几年电解液单耗保持不变，磷酸铁锂电池单GWh电解液消耗量为1200吨，三元电池单GWh电解液消耗量保持在800吨。电解液生产流程主要为化工生产过程，原料的选择和生产是影响电解液性能和成本的关键。相比需要烧结的正极、需要石墨化的负极、需要拉伸分切对设备要求高的隔膜，电解液在溶质、溶剂、添加剂生产完成后只需按照配方进行混合罐装，生产流程主要为化工生产过程。从性能端来看，电解液的产品性能主要取决于溶质的种类选择、添加剂体系的性能、溶质溶剂的产品纯度；从成本端来看，电解液的降本途径主要包括原料生产路径的创新、副产品的梯次利用、原料制造的规模效应。因此电解液的性价比主要取决于溶质、溶剂、添加剂三大原料的选择和生产是否具有优势。产量持续快速增长，产业规模不断扩大根据行业规范公告企业信息及研究机构测算，2022年全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；正极材料、负极材料、隔膜、电解液等锂电一阶材料产量分别约为185万吨、140万吨、130亿平方米、85万吨，同比增长均达60%以上；产业规模进一步扩大，行业总产值突破1．2万亿元。电解液产业链电解液产业链的利润可以拆分成三大原料生产利润、配方渠道利润和新型原料及电解液体系研发扩产带来的超额利润。由于锂电池产业链逐步发展成熟，电解液规模化扩产后配方总体趋于标准化，头部电池厂也拥有电解液配方相关的技术储备，电解液配方及下游客户出货渠道带来的利润逐步下降。未来电解液行业的竞争核心一方面是在新型锂盐、新型添加剂、高电压电解液等新产品的研发技术储备，一方面是原料的成本控制和规模化降本速度。电解液产能规划过剩，2023年新进入者加剧竞争有望加速产能出清。2021年起龙头开始进入加速扩产阶段，同时法恩莱特、石大胜华、永太科技等新加入者开始大规模规划电解液产能。预计2022年底国内电解液产能将超过220万吨，2023-2024年竞争加剧将进一步压缩电解液配方及渠道利润，原料生产成本端的竞争将变得更加关键，同时竞争加剧有望加速落后产能出清，原料自供率高、生产成本具备优势的龙头企业的集中度将得到提升。2021年电解液行业CR3市场份额为67%，未来行业集中度有望进一步提高。行业竞争加剧导致原料成本竞争要素重要性凸显，其中天赐材料实现液态六氟磷酸锂的大规模自产，在添加剂通过浙江天硕进行布局；新宙邦实现溶剂和添加剂的自供；瑞泰新材通过超威新材布局各类型添加剂；电解液行业头部企业具备产业链一体化、低成本工艺路线、规模效应强三大成本优势，未来市场份额有望进一步提升。锂电池是20世纪90年代开发成功的新型绿色二次电池，近十几年来发展迅猛，在小型二次电池市场中占据了最大的市场份额，已成为化学电源应用领域中最具竞争力的电池。相对于铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等二次电池，锂电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等突出优势。随着社会对环境保护、节能降耗的要求越来越高，锂电池所具有的循环利用寿命长、环保节能的优点愈加突显，应用领域将不断拓宽。2019年，受中美电动汽车市场发展放缓影响，全球电动汽车产量仅增长6%，达到220万辆，动力电池需求增幅收窄，全球锂电池产业发展速度放缓。2019年全球锂电池产业规模达到450亿美元，同比增长9%，增速仅为2018年的一半，增速呈现加速回落态势。2020年受疫情影响全球汽车总销量有所下滑，但电动汽车的销量却逆风增长，尤其是在排放法规趋紧和补贴政策的双重影响下，从2020年下半年开始全球新能源市场彻底爆发，全年电动汽车销量首次突破300万辆。据EVSales公布的全球电动汽车（乘用车）销量数据，在全球汽车销量同比下降14%的背景下，2020年全球电动汽车逆势上涨41%，销量达到312．5万辆，市场份额达到4%。2020年全球锂离子电池市场规模约为535亿美元，同比增长19%，增速较2019年提高10个百分点，出现加速增长态势。从2015年开始，随着动力型锂离子电池产量迅猛增长，我国锂离子电池产品结构发生了显著变化，动力型锂离子电池已经成为锂离子电池行业的主导力量。按容量计算，2020年消费类锂电池（含手机、便携式电脑和其他消费电子产品）占比32．80%，较2019年下降了7．2个百分点；电动汽车用锂电池占比达到53．70%，较2019年提高了7个百分点，占比首次突破50%，对消费类锂电池的领先优势持续扩大；随着锂离子电池在储能电站、5G基站等领域快速渗透，储能用锂离子电池市场占比不断提