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鋰電池:新能源車帶動上游繁榮
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鋰電池:新能源車帶動上游繁榮

2020-04-30 11:23:50 來源:樂晴智庫 點擊:689

【大比特導讀】全球動力電池銷量快速增長,2019年出貨116.3GWh,其中中國占比61%。根據SNE數據,2019年全球動力電池出貨量為116.3GWh,預計2025年全球動力電池出貨量達到707.7GWh,2019-2025年CAGR為35.12%。

近幾年,隨著我國新能源汽車的快速發展,直接帶動了上游動力電池市場的蓬勃繁榮,打破了原本由日韓主導的鋰電池格局。從裝機量來看,2019年寧德時代蟬聯全球第一,達到32.5GWh,占全球鋰電池出貨量的28%。松下、LG化學、比亞迪分列裝機量排名的2-4位,為28.1GWh、12.3GWh、11.1GWh,份額占比為24%、11%、10%。此外,躋身全球前十鋰電池廠商的國產企業還有國軒高科和力神,裝機量達到3.2GWh、1.9GWh,占比2.7%、1.6%。

全球動力電池銷量快速增長,2019年出貨116.3GWh,其中中國占比61%。根據SNE數據,2019年全球動力電池出貨量為116.3GWh,預計2025年全球動力電池出貨量達到707.7GWh,2019-2025年CAGR為35.12%。

鋰電池

今年前兩個月LG和松下通過配套國產Model3,裝機分別為0.08和0.26gwh,市占率分別3%和9%;SK配套部分北京奔馳車型,也開始起量。但是寧德時代份額仍然維持55%高位,主要因為合資車及新造車勢力明顯起量,其均由寧德時代主要供應。

彭博新能源預計,到2024年,動力電池組的價格將降至100美元/KWh以下,電動汽車可以在價格上與傳統燃油汽車競爭。從寧德時代過去幾年的動力電池成本,以及2019年國內方形三元和鐵鋰電池成本來看,15年至今動力電池系統成本持續下降,當前鋰電池成本已不斷接近100美元/kWh,但在要售價上接近這一水平,預計還需時間。但隨著競爭對手數量增加,行業競爭加劇,預計鋰電池技術進步的步伐將加快。

鋰電池是一類依靠鋰離子在正負極之間穿梭來達到放電目的的化學電池,由于其具有高能量密度、高工作電壓、長循環壽命、大充放電倍率等優勢,被廣泛應用于新能源汽車、3C產品以及儲能電池領域。

從產業鏈角度來看,鋰電池行業已經成為了一個清晰明了且專業化程度非常之高的體系。鋰離子電池行業向上可延續至各類基礎原材料的開采和加工,包括鈷、鋰、石墨、焦等原材料,中游主要為包括鋰電池材料、電芯正負極等,鋰電池下游應用主要有動力(電動交通工具,如新能源汽車、電動自行車等)、3C消費電子和儲能等鋰離子電池領域。

根據應用領域的不同可將鋰電池分為儲能電池、消費電池和動力電池三種類型,當前應用新能源汽車的動力電池已成為需求最大的應用領域。

鋰離子電池工作原理是將電能轉化為化學能儲備在電極中,在需要的時候可以重新以電能釋放。其主要材料包括正極材料、負極材料、電解液和隔膜。

其中電解液對綜合性能的影響最大。電解液作為鋰離子的載體,在充放電的過程中,完成鋰離子的傳輸,因此需要具備極大的離子導電率及極小的電子導電率。鋰電池電解液的生產設備及制備工藝相對簡單,原材料成本占據總生產成本的絕大部分。電解液原材料主要由溶質(鋰鹽)、溶劑和添加劑三部分組成。

導電劑作為一種關鍵復材,可以增加活性物質之間的導電接觸,提升鋰電池中電子在電極中的傳輸速率,從而提升鋰電池倍率性能和改善循環壽命。

隔膜是鋰電池中的關鍵內層組件之一,市場上鋰電池隔膜主要分為干法隔膜與濕法隔膜兩種,兩者在原理和工藝上有非常大的區別。濕法隔膜厚度均勻性更好,拉伸度更高,更適用于高能量密度的三元電池。

2019年中國企業已生產全球鋰電池隔膜的3/4。中國隔膜企業在國內市場完成國產替代后,上海恩捷、星源材質等持續拓展海外LG化學、三星SDI、松下等客戶,逐步滲透全球市場。

鋰電池按照形態可分為圓柱電池、方形電池和軟包電池等,其生產工藝有一定差異,但整體上其工藝流程包括前端工序——電極制作、中端工序——電芯制作以及后端工序——電池組裝。由于鋰離子電池的安全性能要求很高,因此在電池制造過程中對鋰電設備的精度、穩定性和自動化水平都有極高的要求。

國內動力電池方形為主,2019年裝機占比達84.52%。按照包裝形式,鋰電池的封裝種類歸為三大形式:圓柱形、方形以及軟包。方形和圓柱均采用金屬結構件外殼,軟包采用鋁塑膜包裝。目前全球領先的動力電池廠商多以生產方形電池為主。

目前主流動力和儲能電池是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,需求持續保持較快增速。動力電池的需求主要來源于新能源汽車的推廣和滲透率提升,受汽車銷量整體下滑,新能源汽車補貼退坡以及消費者對于新能源汽車續航焦慮和安全性擔憂等方面因素疊加需求承壓。

三元電池企業多在集中布局高鎳三元電池的研發。雖然在與磷酸鐵鋰電池的競爭中,三元鋰電池在安全性和穩定性上略遜一籌,但確具有其他電池無法比擬的電池能量密度、材料成本、續航里程的優勢。三元鋰電池安全問題的解決呼喚優質電池企業的投入,在未來,優質、能量密度高的三元材料電池市場規模將繼續擴展。

鋰電池產能當前主要集中在中日韓等亞洲地區,而特斯拉、戴姆勒、大眾、奔馳、標志雪鐵龍、通用和奧迪等品牌前期均遭遇電池供應有限導致的整車產能受限矛盾,部分亦開始自己投資布局動力電池領域,以減少對亞洲鋰電池產業的依賴。

受國家政策補貼傾向于三元材料等影響,磷酸鐵鋰過去幾年增長緩慢。2015-2019年國內磷酸鐵鋰電池裝機量緩慢增長,由10.7GWh增長至20.0GWh,2016-2019年裝機量穩定。整體來看,2015-2019年國內磷酸鐵鋰電池市場份額逐漸萎縮,由68.5%下降至32%。

2019年寧德時代磷酸鐵鋰電池出貨量占全國市場份額55.8%,為國內磷酸鐵鋰電池主要供應商;國軒高科、比亞迪、億緯鋰能位列其后,分別占比為15.1%、13.8%以及8.8%。

由于磷酸鐵鋰電池能量密度等原因,國內乘用車市場中磷酸鐵鋰電池市場份額大幅萎縮,由2015年51.4%下降至2019年4.1%。而因為磷酸鐵鋰電池安全性高、成本低等優勢,得磷酸鐵鋰電池逐步壟斷客車與專用車市場,2019年市場份額分別為94.6%、79.6%。

鋰電設備是鋰離子電池生產過程所涉及的一系列設備。鋰離子電池生產過程可分為前道、中道、后道三部分。前道工序為電極制片,即正極、負極的制作;中道工序為電芯裝配,即將電解液注入鋰電池;后道工序為激活檢測組裝,即密封、質檢、分選階段。

前道設備占整條價值的40%,而涂布機占前道設備的價值在75%左右。隨著下游電池性能提高,活性更強的三元材料對前道設備要求更高,前道設備的價值量在整線中的占比逐漸提高。中道設備占整線的價值在30%左右,其中卷繞機占比70%。后道設備占比30%,化成分容系統占比70%,組裝占比30%。

鋰電設備是將正負極材料、隔膜材料、電解液等原料通過有序工藝,進行制造生產的工藝裝備。鋰電設備分為前段設備、中段設備、后段設備,價值占比約為4:3:3。

2015年以來受國家大力支持新能源汽車加補貼等政策鼓勵因素影響市場快速擴張,國內鋰電池行業產能亦快速放量,造成低端產能過剩高端產能供不應求的兩極化供需格局。

中國目前已成為世界上最大的鋰電池生產和消費國家(占比超一半),鋰電池下游主要應用于消費電子、動力和儲能等領域,且行業處于成長期。2019年國內動力電池出貨量為71GWh,較2018年增長9.23%,在全球占比61%;預計到2025年,中國動力電池出貨量有望達到385.2GWh,2019-2025年CAGR為32.56%,繼續保持快速增長。

 

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鋰電池 磷酸鐵鋰電池

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