一、我國鋰電池發(fā)展現(xiàn)狀
經(jīng)過幾十年的發(fā)展革新,我國的鋰電池產(chǎn)業(yè)從數(shù)量上、質(zhì)量上都取得了極大的突破,而且在政策、補貼的推動下,鋰電池產(chǎn)業(yè)誕生出許多具有全球競爭力的企業(yè)。2021年我國鋰電池出貨量達(dá)229GW,預(yù)計2025年出貨量有望達(dá)到610GW,年復(fù)合增長率超過25%?! ?/span>
通過近年來的市場分析,主要有以下特點:
(一)市場規(guī)模持續(xù)增長
2015年至2020年,中國鋰離子電池市場規(guī)模持續(xù)增長,從985億元增長到1980億元,到2021年達(dá)到3126億元。但是受價格等因素的影響,增速放緩,同比增長率從37.76%下降到2020年的13.14%。按容量計算,2020年我國鋰離子電池產(chǎn)量148GWh ,同比增長19.2%,但是到2021年該產(chǎn)量達(dá)到324GWh,同比增長118.9%,產(chǎn)量高速增長。按照這個數(shù)來算,近年產(chǎn)量持續(xù)增長,2016年至今2021年我國鋰離子電池產(chǎn)量從84.7億只增長到232.6億只,但是同比增長率從51.3%下降到23.4%。
(二)動力電池占比大且增長更快
新能源汽車的快速增長帶動動力電池的持續(xù)增長。2021年消費、動力、儲能型鋰電產(chǎn)量分別為72GWh、220GWh、32GWh,分別同比增長18%、165%、146%,占比分別22.22%,67.9%,9.88%,動力電池的占比最大且增長最快。動力電池中又以磷酸鐵鋰電池占比高,2021年磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量累計125.4GWh,占總產(chǎn)量57.1%,同比累計增長262.9%。
(三)方形電池逐步占據(jù)主導(dǎo)地位
方形電池的性價比最高,目前已占據(jù)中國市場主流,2021年方形鋰電池市場份額約80.8%。軟包電池電芯能量密度最高,但因為鋁塑膜容易破損,電池組需加裝更多保護層,導(dǎo)致整體能量密度不具備優(yōu)勢,同時標(biāo)準(zhǔn)化程度極低,導(dǎo)致生產(chǎn)成本偏高,故市場份額約9.5%。圓形電池成本最低,但能量密度偏低,較少企業(yè)選擇這類電池,因此市場份額較少約9.7%?! ?/span>
(四)上游原材料成本波動大
受產(chǎn)業(yè)周期、疫情、國際局勢緊張等多重因素影響,2022年動力電池上游原材料成本漲幅不斷增加。如電池級碳酸鋰價格為一路飆升,從2013年的4.16萬元/噸增長到2022年6月的47.49萬元/噸,尤其是2022年價格漲勢高,2022年6月價格增幅高達(dá)425.3%。但自7月份形開始,正負(fù)極等材料價格均出現(xiàn)了一定幅度的回落。
二、鋰電池材料行業(yè)市場狀況
鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。
具體可分為正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜、鋁塑膜等?! ?/strong>
(一)正極材料
鋰電池正極材料是其電化學(xué)性能的決定性因素,對電池的能量密度及安全性能起主導(dǎo)作用,且正極材料的成本占比也較高,占鋰電池材料成本的30%-40%,因此正極材料是鋰電池最為關(guān)鍵的材料。鋰電池按照正極材料體系來劃分,主要分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等技術(shù)路線。鈷酸鋰成本較高、壽命較短,主要應(yīng)用于3C產(chǎn)品;錳酸鋰能量密度較低、壽命較短但成本低,主要應(yīng)用于專用車輛;磷酸鐵鋰壽命長、安全性好、成本低,主要應(yīng)用于商用車;三元材料尤其是NCM能量密度高、循環(huán)性能好、壽命較長,主要應(yīng)用于乘用車。目前三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池是行業(yè)主流路線,磷酸鐵鋰受益于電動汽車和儲能市場的增長帶動,將成為未來5年增長最快的正極材料。
數(shù)據(jù)顯示,我國鋰電池正極材料市場規(guī)模由2016年213.8億元增至2020年751.9億元,年均復(fù)合增長率為36.9%。2021年市場規(guī)模達(dá)877.1億元,據(jù)預(yù)測,2022年我國正極材料市場規(guī)??蛇_(dá)1002.3億元?! ?/span>
(二)負(fù)極材料
負(fù)極材料是鋰離子電池的重要組成部分。主要影響鋰電池的容量、首次效率、循環(huán)性能等。負(fù)極材料由負(fù)極活性物質(zhì)、粘合劑和添加劑混合制成糊狀均勻涂抹在銅箔兩側(cè),經(jīng)干燥、滾壓形成。負(fù)極材料在動力電池成本的占比約為5%~15%?! ?/span>
目前鋰電池負(fù)極材料主要以人造石墨和天然石墨為主,發(fā)展趨勢為向石墨負(fù)極中摻雜硅形成能量密度更高的硅基負(fù)極?,F(xiàn)階段,人造石墨為負(fù)極主流路線。硅基材料應(yīng)用潛力較大,未來市場空間廣闊?! ?/span>
2021 年中國鋰電負(fù)極市場出貨量 72 萬噸,同比增長 97%。由于人造石墨的一致性和循環(huán)性能好于天 然石墨,更契合動力及儲能電池的需求,人造石墨產(chǎn)出貨量占比持續(xù)提升至 84%,而天然石墨市場份額下降至 14%。
數(shù)據(jù)顯示,我國鋰電池負(fù)極材料市場規(guī)模由2016年64.6億元增至2020年140.2億元,年均復(fù)合增長率為21.4%,2021年市場規(guī)模達(dá)159.1億元。據(jù)中商研究院預(yù)計,2022年我國負(fù)極材料市場規(guī)??蛇_(dá)178億元?! ?/span>
(三)電解液
電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體,具體是在鋰電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)離子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的保證。鋰電池電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料,在一定條件下、按一定比例配制而成的。其中按其結(jié)構(gòu)的不同,有機溶劑可以分為主要成分有六氟磷酸鋰、碳酸乙烯酯、五氟化磷等?! ?/span>
目前我國鋰電池電解液行業(yè)集中度較高,行業(yè)業(yè)務(wù)規(guī)模前三名集中度超60%。同時近幾年我國鋰離子電池電解液龍頭企業(yè)不斷投資建廠擴產(chǎn),行業(yè)競爭格局穩(wěn)定,集中度正在進一步提升。數(shù)據(jù)顯示,2021年我國鋰電池電解液由2017年11萬噸增長到50.7萬噸。預(yù)計2022年我國鋰電池電解液出貨量可達(dá)62.6萬噸?! ?/span>
(四)隔膜
鋰電池隔膜是鋰電池原材料之一。位于電池內(nèi)部正負(fù)極之間,保證鋰離子通過的同時,阻礙電子傳輸,是一種具有微孔結(jié)構(gòu)的薄膜,是鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈中最具技術(shù)壁壘的關(guān)鍵內(nèi)層組件。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性,性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用
鋰膜的制造工藝分為干法和濕法,從隔膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,我國隔膜市場出貨仍以濕法隔膜為主。濕法隔膜性能較高,厚度更薄,可提高鋰電池能量密度。干法隔膜的核心優(yōu)勢在于成本更低,產(chǎn)線投資額低、單位能耗低,更適用于對成本敏感度高而對能量密度要求低的應(yīng)用場景,譬如儲能市場?! ?/span>
隔膜生產(chǎn)工藝復(fù)雜,資金投入大,且需要長時間的研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗積累, 是鋰電池四大材料中最后才實現(xiàn)國產(chǎn)替代的材料。近年來,鋰電隔膜在鋰電池需求增長帶動下,出貨量也實現(xiàn)快速的增長。數(shù)據(jù)顯示,2021年中國鋰電隔膜出貨量78億平方米,同比增長超100%。預(yù)計2022年我國鋰電池隔膜出貨量將超150億平方米,市場規(guī)模可達(dá)36.7億元?! ?/span>
(五)銅箔
鋰電銅箔作為鋰離子電池負(fù)極集流體,充當(dāng)負(fù)極活性材料的載體;在鋰電池成本占比不高,大概在5-10%左右,但對電池綜合性能具有重要影響。因此,鋰電銅箔是鋰電池不容忽視的重要部件。根據(jù)厚度不同,鋰電銅箔可分為薄銅箔(12-18微米)、超薄銅箔(6-12微米)和極薄銅箔(6微米及以下)。由于新能源汽車對能量密度的要求較高,動力電池傾向于采用厚度較薄的超薄和極薄銅箔。
受益中國新能源汽車以及鋰電池行業(yè)較快發(fā)展,中國鋰電銅箔發(fā)展處于全球領(lǐng)先的地位,產(chǎn)品涵蓋薄銅箔、超薄銅箔和極薄銅箔。目前我國6納米鋰電池銅箔市場較為廣闊,但傳統(tǒng)7-8納米銅箔市場競爭激烈?! ?/span>
目前中國已成為了全球最大的鋰電銅箔生產(chǎn)國,2015-2021年中國鋰電池銅箔行業(yè)平均增速高達(dá)80%。2020年中國全年鋰電銅箔出貨量為12.5萬噸,同比增長13.9%,其中含內(nèi)資企業(yè)出貨的10.5萬噸及外資企業(yè)的2.0萬噸。未來幾年,在新能源汽車產(chǎn)業(yè)受國家政策繼續(xù)驅(qū)動及行業(yè)調(diào)整后,市場預(yù)計將再次進入快速發(fā)展階段,動力電池將帶動中國鋰電銅箔市場保持高速增長趨勢。2021年鋰電銅箔出貨15.4萬噸,預(yù)計2022年將增長至18萬噸?! ?/span>
(六)鋁塑膜
鋁塑膜是軟包電池核心材料,對于電池輕量化起著關(guān)鍵作用。相較于鋼殼、鋁殼或塑料殼等包裝材料,鋁塑膜具有質(zhì)量輕、厚度薄、外形設(shè)計靈活等優(yōu)勢,正在逐漸成為市場主流。整體來看,我國鋁塑膜行業(yè)市場規(guī)模呈上升趨勢。由2016年的30億元增長至2020年的41億元,年均復(fù)合增長率達(dá)8.1%,2021年達(dá)48億元。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測,2022年我國鋁塑膜行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)57億元?! ?/span>
(七)設(shè)備
電池生產(chǎn)的流程,把正負(fù)極材料分開均勻攪拌成漿,攪拌后的正極材料涂抹在鋁箔上,負(fù)極材料涂抹在銅箔上。正負(fù)極材料之間用隔膜隔開,涂布后的極片進一步壓實,提高能量密度。然后根據(jù)不同類型進行切片、烘烤、卷繞、入殼、注入電解液等,最后進行封裝測試。
其中所需要用到的鋰電池設(shè)備包括真空攪拌機、涂布機、輥壓機、卷繞機、注液機、檢測機等。鋰電池設(shè)備主要分為前段、中段、后段。前段設(shè)備價值量最高,主要由日韓企業(yè)把控。我國在鋰電設(shè)備中后端制造生產(chǎn)方面技術(shù)領(lǐng)先,已達(dá)到國際先進水平,價格方面優(yōu)勢明顯。
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