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起动电池产品

锂电池职业开展现状与未来趋势

时间: 2023-07-22 00:25:21 |   作者: 起动电池产品

  • 产品特点

  锂电池是以锂金属或锂合金为正极资料,运用非水电解质溶液的电池。锂电池与锂离子电池不一样的是,前者是一次电池,后者是充电电池。锂离子电池作业原理便是依托锂离子在正极和负极之间来回移动。充电时,加在电池南北极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,穿越隔阂抵达负极分子摆放呈片层结构的碳中。放电时,锂离子则从片层结构的碳中分出,重新和正极的化合物结合,锂离子的移动便产生了电流。在电动轿车高速添加的带动下,我国锂电池工业继续坚持快速添加态势,职业立异不断加速,新产品、新技能不断涌现,各种新电池技能也相继问世。

  安徽省宣城市将新动力作为主导工业,首要环绕光伏和锂电池职业开展,但起步较晚,经过近年的吸引和培养,锂电池工业链集群初具雏形,市经开区集聚了25家锂电池工业链企业,包含了正负极资料、电解液、隔阂、铜箔及电芯等类型。但全体而言,企业规划遍及不大、带动力不强,技能相对落后、研制投入缺乏,短少龙头型企业。当时,安身补链、强链、延链,着眼于招大引强,是新一轮锂电池职业招商引资的要点和要害。

  经过几十年的开展改造,我国的锂电池工业从数量上、质量上都获得了极大的打破,并且在方针、补助的推进下,锂电池工业诞生出许多具有全球竞赛力的企业。2021年我国锂电池出货量达229GW,估计2025年出货量有望到达610GW,年复合添加率超越25%。

  (一)商场规划继续添加。2015年至2020年,我国锂离子电池商场规划继续添加,从985亿元添加到1980亿元,到2021年到达3126亿元。可是受价格等要素的影响,增速放缓,同比添加率从37.76%下降到2020年的13.14%。按容量核算,2020年我国锂离子电池产值148GWh ,同比添加19.2%,可是到2021年该产值到达324GWh,同比添加118.9%,产值高速添加。依照这个数来算,近年产值继续添加,2016年至今2021年我国锂离子电池产值从84.7亿只添加到232.6亿只,可是同比添加率从51.3%下降到23.4%。

  (二)动力电池占比大且添加更快。新动力轿车的快速添加带动动力电池的继续添加。2021年消费、动力、储能型锂电产值别离为72GWh、220GWh、32GWh,别离同比添加18%、165%、146%,占比别离22.22%,67.9%,9.88%,动力电池的占比最大且添加最快。动力电池中又以磷酸铁锂电池占比高,2021年磷酸铁锂电池产值累计125.4GWh,占总产值57.1%,同比累计添加262.9%。

  (三)方形电池逐渐占有主导位置。方形电池的性价比最高,现在已占有我国商场干流,2021年方形锂电池商场份额约80.8%。软包电池电芯能量密度最高,但因为铝塑膜简单破损,电池组需加装更多保护层,导致全体能量密度不具备优势,一起标准化程度极低,导致出产本钱偏高,故商场份额约9.5%。圆形电池本钱最低,但能量密度偏低,较少企业挑选这类电池,因而商场份额较少约9.7%。

  (四)上游原资料本钱动摇大。受工业周期、疫情、国际局势严重等多重要素影响,2022年动力电池上游原资料本钱涨幅不断添加。如电池级碳酸锂价格为一路飙升,从2013年的4.16万元/吨添加到2022年6月的47.49万元/吨,尤其是2022年价格涨势高,2022年6月价格增幅高达425.3%。但自7月份形开端,正负极等资料价格均呈现了必定起伏的回落。

  锂离子电池一般是运用锂合金金属氧化物为正极资料、石墨为负极资料、运用非水电解质的电池。详细可分为正极资料、负极资料、电解液、隔阂、铝塑膜等。

  锂电池正极资料是其电化学功能的决议性要素,对电池的能量密度及安全功能起主导效果,且正极资料的本钱占比也较高,占锂电池资料本钱的30%-40%,因而正极资料是锂电池最为要害的资料。锂电池依照正极资料体系来区分,首要分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元资料等技能道路。钴酸锂本钱较高、寿数较短,首要运用于3C产品;锰酸锂能量密度较低、寿数较短但本钱低,首要运用于专用车辆;磷酸铁锂寿数长、安全性好、本钱低,首要运用于商用车;三元资料尤其是NCM能量密度高、循环功能好、寿数较长,首要运用于乘用车。现在三元锂电池和磷酸铁锂电池是职业干流道路,磷酸铁锂获益于电动轿车和储能商场的添加带动,将成为未来5年添加最快的正极资料。

  从竞赛格式来看,近年来钴酸锂的商场集中度不断前进,头部集中化趋势逐渐闪现。2021年,厦钨新能、杉杉动力、盟固利新资料、巴莫科技、格林美(002340)占有钴酸锂商场份额前五,商场份额别离为42%、14%、10%、9%、6%,累计占比高达82%。钴酸锂的高集中度与高低端产品显着分层、高端产品壁垒前进、全体商场已走向老练密切相关,未来高电压钴酸锂等产品或促进产品壁垒进一步前进。三元资料的商场集中度相对较低,容百科技以11%的商场份额位居榜首,巴莫科技、当升科技(300073)、久远锂科紧随其后,商场份额均为10%,各厂商间的距离相对较小,职业格式较为涣散。磷酸铁锂正极资料集中度较高,湖南裕能和德方纳米(300769)两家独大。其间湖南裕能市占率为22%,处于龙头位置。其次是德方纳米,占比20%。

  数据显现,我国锂电池正极资料商场规划由2016年213.8亿元增至2020年751.9亿元,年均复合添加率为36.9%。2021年商场规划达877.1亿元,据猜测,2022年我国正极资料商场规划可达1002.3亿元。

  负极资料是锂离子电池的重要组成部分。首要影响锂电池的容量、初次功率、循环功能等。负极资料由负极活性物质、粘合剂和添加剂混合制成糊状均匀涂改在铜箔两边,经枯燥、滚压构成。负极资料在动力电池本钱的占比约为5%~15%。

  现在锂电池负极资料首要以人工石墨和天然石墨为主,开展趋势为向石墨负极中掺杂硅构成能量密度更高的硅基负极。现阶段,人工石墨为负极干流道路。硅基资料运用潜力较大,未来商场空间宽广。

  2021 年我国锂电负极商场出货量 72 万吨,同比添加 97%。因为人工石墨的一致性和循环功能好于天 然石墨,更符合动力及储能电池的需求,人工石墨产出货量占比继续前进至 84%,而天然石墨商场份额下降至 14%。我国负极资料商场集中度较高,职业竞赛格式相对较好,CR3到达56%。其间,贝特瑞、璞泰来(603659)(江西紫宸)和杉杉股份(600884)一向处于头部位置,占比别离为26%、15%、15%,东莞凯金近年市占率有所前进,占比13%。

  数据显现,我国锂电池负极资料商场规划由2016年64.6亿元增至2020年140.2亿元,年均复合添加率为21.4%,2021年商场规划达159.1亿元。据中商研究院估计,2022年我国负极资料商场规划可达178亿元。

  电解液是电池中离子传输的载体,详细是在锂电池正、负极之间起到传导离子的效果,是锂离子电池获得高电压、高比能等长处的确保。锂电池电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等质料,在必定条件下、按必定份额制作而成的。其间按其结构的不同,有机溶剂能够分为首要成分有六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯、五氟化磷等。

  现在我国锂电池电解液职业集中度较高,职业事务规划前三名集中度超60%。一起近几年我国锂离子电池电解液龙头企业不断出资建厂扩产,职业竞赛格式安稳,集中度正在进一步前进。有相关数据显现,国内锂离子电池电解液前三别离为天赐资料(002709)、新宙邦(300037)、国泰华荣,2021年,上述三家企业的商场份额算计67.1%。其间天赐资料商场份额最高,归于该职业肯定龙头,占比33.1%

  数据显现,2021年我国锂电池电解液由2017年11万吨添加到50.7万吨。估计2022年我国锂电池电解液出货量可达62.6万吨。

  锂电池隔阂是锂电池原资料之一。坐落电池内部正负极之间,确保锂离子经过的一起,阻止电子传输,是一种具有微孔结构的薄膜,是锂离子电池工业链中最具技能壁垒的要害内层组件。隔阂的功能决议了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全功能等特性,功能优异的隔阂对前进电池的归纳功能具有重要的效果

  锂膜的制作工艺分为干法和湿法,从隔阂产品结构来看,我国隔阂商场出货仍以湿法隔阂为主。湿法隔阂功能较高,厚度更薄,可前进锂电池能量密度。干法隔阂的中心优势在于本钱更低,产线出资额低、单位能耗低,更适用于对本钱灵敏度高而对能量密度要求低的运用场景,比如储能商场。

  在湿法隔阂方面,呈现出‘一超多强’的职业格式,恩捷股份(002812)在2021年产能大规划开释下,隔阂产值超越30亿平大关,湿法隔阂商场龙头位置进一步安定,湿法隔阂的商场占有率超越50%。星源原料(300568)和中材科技(002080)位居第二队伍。

  在干法隔阂方面,全体呈现出‘鼎足之势’的商场格式。中兴新材在产能开释以及下流大客户需求放量的情况下,一举成为干法隔阂龙头企业。星源原料以21%的市占率退居第二,其他玩家有惠强新材、中材科技等。

  隔阂出产工艺杂乱,资金投入大,且需求长时间的研制和出产经历堆集, 是锂电池四大资料中最终才完成国产代替的资料。近年来,锂电隔阂在锂电池需求添加带动下,出货量也完成快速的添加。数据显现,2021年我国锂电隔阂出货量78亿平方米,同比添加超100%。估计2022年我国锂电池隔阂出货量将超150亿平方米,商场规划可达36.7亿元。

  锂电铜箔作为锂离子电池负极集流体,充任负极活性资料的载体;在锂电池本钱占比不高,大概在5-10%左右,但对电池归纳功能具有重要影响。因而,锂电铜箔是锂电池不容忽视的重要部件。依据厚度不同,锂电铜箔可分为薄铜箔(12-18微米)、超薄铜箔(6-12微米)和极薄铜箔(6微米及以下)。因为新动力轿车对能量密度的要求较高,动力电池倾向于选用厚度较薄的超薄和极薄铜箔。

  获益我国新动力轿车以及锂电池职业较快开展,我国锂电铜箔开展处于全球抢先的位置,产品包含薄铜箔、超薄铜箔和极薄铜箔。现在我国6纳米锂电池铜箔商场较为宽广,但传统7-8纳米铜箔商场竞赛剧烈。

  2020年我国锂电池铜箔出货量排前五的别离是龙电华鑫、诺德股份(600110)、嘉元科技、铜冠铜箔(301217)与九江德福,龙电华鑫以18.4%的商场份额暂居榜首。

  现在我国已成为了全球最大的锂电铜箔出产国,2015-2021年我国锂电池铜箔职业均匀增速高达80%。2020年我国全年锂电铜箔出货量为12.5万吨,同比添加13.9%,其间含内资企业出货的10.5万吨及外资企业的2.0万吨。未来几年,在新动力轿车工业受国家方针继续驱动及职业调整后,商场估计将再次进入快速开展阶段,动力电池将带动我国锂电铜箔商场坚持高速添加趋势。2021年锂电铜箔出货15.4万吨,估计2022年将添加至18万吨。

  铝塑膜是软包电池中心资料,关于电池轻量化起着要害效果。相较于钢壳、铝壳或塑料壳等包装资料,铝塑膜具有质量轻、厚度薄、外形规划灵敏等优势,正在逐渐成为商场干流。全体来看,我国铝塑膜职业商场规划呈上升趋势。由2016年的30亿元添加至2020年的41亿元,年均复合添加率达8.1%,2021年达48亿元。据中商工业研究院猜测,2022年我国铝塑膜职业商场规划将达57亿元。

  电池出产的流程,把正负极资料分隔均匀拌和成浆,拌和后的正极资料涂改在铝箔上,负极资料涂改在铜箔上。正负极资料之间用隔阂离隔,涂布后的极片进一步压实,前进能量密度。然后依据不同类型进行切片、烘烤、卷绕、入壳、注入电解液等,最终进行封装测验。

  其间所需求用到的锂电池设备包含真空拌和机、涂布机、辊压机、卷绕机、注液机、检测机等。锂电池设备首要分为前段、中段、后段。前段设备价值量最高,首要由日韩企业把控。我国在锂电设备中后端制作出产方面技能抢先,已到达国际先进水平,价格方面优势显着。从营收规划来看,先导智能(300450)是设备范畴肯定龙头,2021年相关事务营收为69.56亿。其次为赢合科技(300457),相关营收49.07亿,其他企业还有科恒股份(300340)、璞泰来、杭可科技、华自科技(300490)等。

  现在,疫情对出产端影响已逐渐趋于缓解,依据下流销量与上游产能运用率来看,锂电池仍处于求过于供状况,企业纷繁扩展产能。原资料方面,国内新动力车对本钱更为灵敏,磷酸铁锂的需求相关于三元前驱体更为旺盛,价格高位坚持。现在电池电芯价格有所上升,电池出产企业毛利率有所好转。考虑到锂电池板块估值处于近年来底部,储能需求的不断添加,部分地区开端补助轿车消费,后期锂电池工业链仍将快速开展。

  (一)储能运用迸发,构成与EV双轮同步添加的态势。2021年全球储能电池出货量203.5GW,我国出货量43.44GW,占21.3%。跟着“双碳”推进,绿电高速开展,储能需求更加火急,据第三方猜测2025年全球锂电池出货量将到达1218GW,储能占比将到达36%。

  (二)方形电池份额继续上涨。动力类方形电池份额进一步上升,储能电池以方形铁锂为主导,圆柱类4680投产进展加速。

  (三)EV电池商场集中度继续前进。宁德年代(300750)、比亚迪(002594)作为榜首队伍,商场份额超越70%,国轩高科(002074)、中航锂电商场份额挨近5%,第三队伍商场份额均小于3%,差(五)储能运用继续添加,EV需求仍坚持微弱气势。距仍有拉大趋势。

  (四)动力电池价格继续上涨。受原资料上涨,拉闸限电产能下降,能耗双控和人工本钱添加等要素影响,动力电池电芯价格暂时难以回落。

  (五)上游原资料供需仍有缺口。占比最大的磷酸铁锂因为产能缺乏,新增产能有限,需求严重;电解液缺口进一步扩展,估计价格区间10—15万元/吨,涨幅最大。

  (六)钠离子电池、固态电池等中心技能仍在打破。受原资料资源和本钱影响,此类电池重视度高居高不下,但短时间内难以完成规划量产,无法构成与锂电池的竞赛。

  (一)电池工业新技能逐渐迈向老练。锂电池的无模组规划、刀片电池、弹夹电池等体系结构立异技能完成规划化运用,高镍无钴电池、固态/半固态电池等前沿技能获得打破。一起跟着技能的前进,动力电池能量水平不断攀升。三元方形电池能量密度挨近300Wh/kg,软包电池已到达330Wh/kg;半固态电池能量密度也已打破360Wh/kg,估计到2025年将完成400Wh/kg;未来锂硫电池能量密度有望到达600Wh/kg。

  特别是液态电解质锂离子电池存在着热失控的危险,氧化物电解质有望成为高功能电池的重要挑选。未来的电池将朝着更高的比能量开展,整个电芯从液体向着更安全的混合固液和全固态电池开展。一起,更高比能量的高镍和富锂锰基,正极将成为大开展方向,以满意续航路程到达1000km的乘用车要求以及电动飞机要求;此外,根据改性锰酸锂、磷酸铁锂、镍锰尖晶石的正极资料,与高容量的负极资料相匹配,构成针对600公里纯电动轿车续航的解决方案。

  (二)完成“双碳”方针加速推进电池收回。电池具有高收回价值,退役电池依然能够经过收回、前进后再投入运用。即使是电池作废的时分,还能够收回其间的锂钴镍资源。正极资料里边金属的循环运用以及电池中的铝和铜的收回运用,不仅对供应链安全非常要害,对碳排放的方针到达具有非常重要的含义。现在首要有三种电池收回办法:物理收回、火法收回、湿法收回。(1)物理收回经过收回能够下降整个电池出产链的碳排放;(2)火法收收回回方法减碳量少,且能耗比较大;(3)湿法收回的能耗会下降一些,可是有液体溶剂污染物排放等问题。据有关组织估计,2030年电池资料收回将构成规划;2050年前后,原始矿产资源和收回资源的供给量将到达适当水平。更长时间来看,收回资源将逐渐彻底代替原始资源需求。

  (三)轻浮化、高能量密度、高安全性和快速充电是未来职业重要的开展方向。近年来,消费类电子产品向时髦轻浮化、人体工学外形规划及移动互联性不断增强的方向开展,且在消费类电子产品射频频段扩张、像素密度前进、处理器功能增强的布景下,消费类电子产品的能耗和发热问题也日益凸显,其对重量轻、体积小、容量大、能量密度高、尺度可定制、安全功能好、可快充的锂离子电池需求不断添加。一起,面临电动轿车和储能商场的快速开展,动力电池在高安全、高比能量、长寿数和快速充电等方面的体现遭到顾客重视。

  (四)技能前进进一步推进职业开展。电动自行车以及低速电动车将越来越多地运用锂离子电池代替传统的铅酸电池;在消费电池运用范畴,5G技能的老练及大规划商业化运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、无线蓝牙音箱等新式电子产品的鼓起亦将为消费电池带来新的商场;在储能电池运用范畴,电网储能、基站备用电源、家庭光储体系、电动轿车光储式充电站等都有着较大的生长空间。能够预见,锂离子电池职业开展空间宽广。

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