钴酸锂电池行业发展概况

钴酸锂电池行业发展概况

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。锂离子电池行业进入壁垒（一）锂离子电池行业技术和工艺壁垒锂离子电池的研发设计涉及材料学、化学、物理学等多学科知识的交叉，需要大量基础性研究和完整研发体系的支撑，特别是在提升锂离子电池的安全性能、能量密度、循环寿命等前沿领域，需要大量的技术积累和突破。锂离子电池的生产工艺较为复杂，生产过程中的每一道工序均对保证锂离子电池产品的性能具有重要意义，而对于每一道工序的控制、优化、改进及创新需要企业多年的实践探索和技术积累。加之近年来下游应用领域对锂离子电池性能指标的要求不断提高，相应的技术和工艺壁垒也不断提高。因此，新进入者短期内无法突破关键技术，难以形成竞争力，行业内掌握核心技术和先进工艺的企业树立起较高的技术和工艺壁垒。（二）锂离子电池行业人才壁垒锂离子电池企业的研发和技术经验的积累需要大量专业技术人员的支持，因此，锂离子电池行业是人才密集型行业，需要大量兼备高水平专业技术和行业经验的复合型人才。对于行业新进入企业而言，核心技术人员的培训需要大量的资金和时间成本。因此，行业内核心技术人才经验丰富、专业水平领先、核心技术团队长期稳定的企业已树立起行业较高的人才壁垒。（三）锂离子电池行业客户资源壁垒锂离子电池生产企业在客户开发过程中往往需要经过潜在客户识别、技术交流、产品开发、样品测试、客户实地考察等一系列流程，历时较长。因此，锂离子电池生产企业在与客户建立合作关系后，一般不会轻易被更换。此外，锂离子电池的安全可靠性水平是客户选取合格供应商的重要考虑因素，锂离子电池产品下游应用市场及客户对锂离子电池通常设立了严格的安全认证标准，相关产品必须通过相应的安全认证才能获得市场认可及客户资源。以上因素使得行业内拥有优质客户的企业树立起较高的客户资源壁垒。（四）锂离子电池行业规模壁垒锂离子电池行业规模壁垒较高。首先，锂离子电池生产企业在形成稳定技术路线、具有竞争力的产品体系以及优质的客户资源后，才可以快速扩大产能规模，因此行业内优秀的企业将形成较大规模产能；其次，下游客户对锂离子电池的性能指标提升和成本下降有持续、迫切的需求，只有具备一定规模的锂离子电池生产企业能够持续保持研发投入从而满足客户需求；再次，只有具备一定规模的企业才能形成规模效应，并对上下游形成一定的议价能力，有效降低单位生产成本。而行业新进入企业从建立新产能到稳定释放通常需要较长时间，规模较小的企业抵抗风险能力较差，面临的各方面挑战较多。（五）锂离子电池行业资金壁垒锂离子电池行业资本开支较高，通过厂房建设、生产设备购置等进行产能扩张需要大量的资金支持。此外，锂离子电池行业需要保持持续较大的研发经费投入，日常经营也需要大量流动资金支持。因此，行业新进入企业面临一定的资金壁垒。（六）锂离子电池行业品牌壁垒低质或劣质的锂离子电池产品不仅性能指标不达标，而且使用过程中会产生较大的安全隐患，因此企业良好的产品质量表现、较低的退、换货率、较高的安全评价是影响消费者选择的重要因素，以上共同构成了消费者的品牌认知。而品牌认知的建设需要较长时间的积累和持续的维护，从而构成行业的品牌壁垒。全球锂电池产业竞争格局自1991年全球第一只商业化锂离子电池由日本索尼推向市场以来，锂离子电池产业发展已走到其第25个年头。经过20多年的发展，锂离子电池市场规模从无到有，先后超越镍镉电池、镍氢电池等其他二次电池而发展成为仅次于铅酸电池的第二大二次电池产品。从1990年至2012年间，锂离子电池产量从0．5万kWh（1990年还处在试应用阶段）快速发展到3233．47万kWh（注：与国内统计的数据有所不同），年均复合增长率高达49%，仅次于铅酸电池的3．26亿kWh。2000年之前10年的锂离子电池市场规模的年均复合增长率高达70．8%，之后10年为年均27．1%。从2010年至2015年，比传统功能手机更耗电的智能手机以及平板电脑、电动汽车等新兴市场的崛起，推动了锂离子电池市场的快速发展和市场普及。到2015年全球锂离子电池产量快速发展到7921．7万kWh，是2010年的3倍多。在全球经济总体处于低谷徘徊的情况下，如此高速增长尤为难得。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。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。锂离子电池行业发展情况自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。近年来，随着消费类电子产品领域的持续稳定发展、新能源汽车产业的快速繁荣以及具有万亿级别规模的储能市场的兴起，带动了对锂离子电池的需求，锂离子电池行业保持持续高速发展态势。（一）全球锂离子电池行业发展情况根据EVTank数据显示，2021年全球锂离子电池出货量为562．40GWh，同比增长90．97%。全球锂离子电池出货量规模由2015年的100．80GWh增长至2021年的562．40GWh，复合增长率为33．18%。从区域分布来看，全球锂离子电池产业主要集中在中、日、韩三国，从2015年开始，在中国大力发展新能源汽车的带动下，中国锂离子电池产业规模开始迅猛增长，2015年已经超过韩国、日本跃居至全球首位。2018年，中、日、韩三国锂离子电池电芯产值合计达2，800亿元，占全球锂离子电池电芯产值的比重接近99%。其中，我国锂离子电池电芯产值为1，550亿元，占全球总产值的比重为54．77%，位居全球首位。（二）中国锂离子电池行业发展情况从中国市场来看，近年来随着智能手机、笔记本电脑和平板电脑的普及，以及新能源汽车的销量提升和储能领域的发展，国内锂离子电池市场空间不断发展扩大。2010年，我国锂离子电池产量为26．87亿只，得益于电动车销量快速增长，2016-2017年我国锂离子电池累计产量增速均在40%以上，到2017年锂离子电池产量已提升至111．13亿只，较2010年增长超过4倍。2021年我国锂离子电池产量为232．64亿只，同比增长23．45%；我国锂离子电池产量规模由2010年的26．87亿只增长至2021年的232．64亿只，复合增长率为21．68%，产量呈持续快速增长趋势。（三）我国锂离子电池下游应用市场情况根据下游应用领域的不同，锂离子电池主要分成动力类锂离子电池、消费类锂离子电池和储能类锂离子电池三大类。1、动力类锂离子电池应用市场情况动力类锂离子电池主要用于新能源汽车、电动两轮车（如电动单车、电动摩托车）和电动工具等领域。根据高工产研（GGII）统计，受新能源汽车市场发展带动，2014年以来我国新能源汽车用动力电池出货量保持快速增长，2021年新能源汽车用动力电池出货量为226GWh，同比增长182．50%。受下游市场需求提升带动影响，近年来小动力锂电池（指应用于电动两轮车领域的锂电池）和电动工具用锂电池市场规模不断增长。2021年，小动力锂电池和电动工具用锂电池出货量分别为10．5GWh和11GWh，同比增速分别为8．2%和96%。2、消费类锂离子电池应用市场情况消费类锂离子电池的下游应用领域主要包括手机、笔记本电脑、平板电脑、智能玩具、小家电、LED照明、电子烟、可穿戴设备、无人机、移动电源、医疗设备等。根据数据显示，2018年我国消费类锂离子电池市场规模为1，014亿元，其中常规消费类锂离子电池市场（指手机、笔记本和平板电脑三大应用领域市场）规模为855亿元，新兴与升级消费类锂离子电池市场（指前述常规市场以外的其他应用领域，如智能玩具、小家电、LED照明、电子烟、可穿戴设备、无人机、移动电源、医疗设备等）规模为159亿元。近年来，随着手机，笔记本电脑和平板电脑从增量发展进入存量更新阶段，应用于常规消费类锂离子电池市场增速逐渐放缓。2014至2018年，应用于手机、笔记本电脑、平板电脑三大领域的常规消费类锂离子电池市场规模年均复合增长率为11．51%，而同时期新兴与升级消费类锂离子电池市场规模年均复合增长率高达77．55%。未来新兴与升级消费类锂离子电池市场规模仍将保持快速增长，预计2023年市场规模将达到442亿元。3、储能类锂离子电池应用市场情况储能类锂离子电池的应用领域主要包括移动通信基站电源及其他不间断电源、家庭储能、便携储能、大中型风光发电配套储能、电网储能等。相较于动力类锂离子电池和消费类锂离子电池而言，储能类锂离子电池发展较晚，目前处于高速发展阶段。根据高工产研（GGII）数据显示，2021年全球储能类锂离子电池出货量为70GWh，同比增长159．26%；全球储能类锂离子电池出货量由2016年的7GWh增长至2021年的70GWh，年均复合增长率约为58．49%。我国储能类锂离子电池产业还处于孕育期，体量与未来潜在的万亿规模相比仍比较小，其主要用于通信基站、用户侧削峰填谷、离网电站、微电网、轨道交通、UPS等，部分还出口欧洲、澳大利亚等市场，主要用于家庭储能、电网储能等项目。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%。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