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《廣東電池》2021年3月刊

中國鋰電池產業現狀及發展趨勢

時間:2021-04-12    來源:未知    作者:admin

鋰離子電池是現代高性能電池的代表,廣泛應用于新能源汽車、3C數碼產品、電動工具、二輪電動車、儲能等領域,在未來,將是各式新能源的重要載體。
鋰離子電池的商用雖然僅僅三十余年,但由于其輕便、能量密度高、電池電壓高、工作溫度范圍寬、循環壽命長、貯存壽命長等特性,迅速席卷全球,在各式領域得到廣泛應用。據工信部統計,2020年,我國鋰離子電池產量188.5億只,同比增長14.4%。
2021年2月,研究機構EVTank聯合中國電池產業研究院共同發布了《中國鋰離子電池行業發展白皮書(2021年)》,白皮書數據顯示,2020年,全球鋰離子電池出貨量達到294.5GWh,其中,中國市場為158.5GWh,占據全球鋰電池出貨量的一半以上。
從鋰電池的用途來看,其主要分為三大系列,動力電池、消費類電池以及儲能電池。
一、動力電池
動力電池是鋰電池最主要的應用場景,其主要應用于新能源汽車上。
2020年,我國新能源汽車銷量達到136.7萬輛,同比增長11%;我國動力電池裝機量為63.6Gwh,同比增長2.3%。
此外,據相關機構統計,2020年我國動力電電池出貨量約為82.7Gwh,同比增長20%左右。
(一)、2020年中國新能源汽車市場情況
自2009年開始,中國開啟了長達10年的新能源汽車補貼政策,在政策的刺激下,新能源汽車市場迅速壯大,涌現了一大批新能源車企,如比亞迪在2019年前連續多年蟬聯全球新能源汽車銷量榜首。
但伴隨著補貼退坡,中國新能源汽車銷量增速放緩,且逐漸轉變為市場驅動型。
中國:進入完全市場化轉型階段,結構優化助力長久發展
①.新能源汽車已由政策導入和補貼刺激轉向市場驅動。
 
早期政府以G 端和B 端作為試點率先使用新能源汽車,隨后政府以補貼形式鼓勵車企向電動化方向布局,推動新能源汽車向C端持續滲透,市場形成并穩定擴容。自 2019年開始,補貼政策進入退坡期,《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035 年)》 與新版雙積分政策的相繼出臺,進一步表明了我國提高標準規范市場堅定發展新能源汽車的決心,標志著新能源汽車市場正從補貼激勵向產品驅動的方向轉變。2022年后,補貼結束,市場進入完全市場化競爭的階段,C 端將成為新能源汽車市場增長的主要驅動力量。

我國最新新能源汽車政策落地,引導完全市場化轉型。政策鼓勵汽車產業節能降耗,推動新能源汽車加速滲透,提高市場準入標準,逐步淘汰不被市場認可、技術實力相對較弱的邊緣性企業,并明確提出完善基礎設施建設,構建新型產業生態的目標。
補貼期新能源汽車推廣成效顯著,政策退坡市場反應明顯。早年在政策的支持下,國內新能源汽車市場爆發式增長,2018年新能源汽車產銷分別完成127.0萬輛和125.6萬輛,同比分別增長 59.9%和 61.7%。據中國汽車工業協會統計,2019年上半年,我國新能源汽車市場滲透率突破 5%,表明新能源汽車在多年的補貼政策刺激下已形成市場化基礎。隨即補貼政策開始大幅退坡,續駛里程250km以下車型不再進行補貼,最高單車補貼金額減少 2.5萬元,下半年新能源汽車銷量下滑明顯,首次出現負增長。
疫情穩定后新能源汽車產銷量大幅回暖,迎來市場化增長拐點,2020年新能源汽車銷量達136.7萬輛。自2020年初起受到新冠疫情影響,新能源汽車市場延續了此前低迷的狀態,下半年疫情趨于穩定,經濟復蘇,汽車行業回暖,新能源汽車銷量 7 月開始重新實現同比正增長,市場化驅動力量顯現。2020年,新能源汽車生產完成136.6萬輛,同比增長10%,銷售完成136.7萬輛,同比增長11%。其中12月新能源汽車產銷分別完成23.5萬輛和24.8萬輛,同比分別增長57.4%和51.7%。
爆款車型頻現。2020年特斯拉Model 3累計售出137459輛成為全年銷量冠軍。五菱宏光MINI EV憑借超高的性價比,自8月開始交付以來連續四個月蟬聯月度銷量第一,全年銷量為112758 輛,位居第二。歐拉黑貓、廣汽埃安Aion S、比亞迪全新秦 EV 分列第三至第五,全年銷量分別為46774輛、45626輛、41219輛。備受關注的造車新勢力也交出了優秀的成績單,理想ONE和蔚來ES6分別售出32624輛和27945輛,位列第七和第九。

五菱宏光mini(磷酸鐵鋰電池)
預計2021年新能源汽車銷量有望達到190萬輛,未來五年的年均復合增長率達到36%。在延長的補貼政策以及市場驅動的力量下,2021年將迎來市場化增長拐點,產銷重回高增長模式。隨著動力電池價格進一步下探,新能源汽車與燃油車的購置平價時代有望提前到來,C端將持續發力,可以期待新能源汽車產銷更加樂觀的增長。
②.A級及以上車型占比顯著提升,市場結構優化助力新能源汽車持續滲透。
在補貼時期,相同帶電量的情況下擁有更高續航里程的新能源小型車、微型車更具價格優勢,成為拉動市場增長的主要力量,產銷均占據了主要份額。自2019年補貼政策逐步退坡后,新能源汽車銷量不復此前高速增長勢頭轉而小幅下滑,但A級及以上車型的占比大幅增加,且車型集中度進一步下降,產品豐富度提升,逐漸滿足多樣化的市場需求。
(二)、電池市場向頭部集中,全球化布局成趨勢
1、動力電池裝機量迅速回暖,下半年同比增速由負轉正
2020上半年受疫情影響,動力電池裝機量連續六個月同比下滑,下半年伴隨新能源汽車市場反彈,動力電池裝車量迅速回暖,自 7月開始同比增速由負轉正。2020年我國動力電池裝車量累計 63.6GWh,同比上升 2.3%。其中, 三元電池裝車量累計38.9GWh,占總裝車量61.1%,同比下降4.1%;磷酸鐵鋰電池裝車量累計 24.4GWh,占總裝車量 38.3%,同比增長 20.6%。預計2021年我國動力電池裝車量超 90GWh,同比增長約40%。
2020年12月我國動力電池裝車量13.0GWh,同比上升33.4%,環比上升22.0%,其中,三元電池裝車量6.0GWh,同比上升 24.9%,環比上升2.2%;磷酸鐵鋰電池裝車量6.9GWh,同比上升 45.5%,環比上升46.0%。另外,12月我國動力電池產量共計 15.1GWh,其中三元電池和磷酸鐵鋰電池產量分別為8.5GWh和 6.5GWh,供需延續緊平衡。
2 、五年內鋰電需求量保持快速增長
國務院頒布的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》提到,2025年,新能源汽車占比不低于20%,也就意味2025年我國新能源汽車銷量或將超過500萬輛。此外,有機構預計,2025年,新能源汽車全球銷量達到1600萬輛,鋰電池出貨量將進入TWh時代。
隨著續航里程和A級及以上車型占比提升,假定2025年平均單車帶電量提升至60kWh,動力鋰電池需求量將達到960GWh,有效產能按 80%計算,2025年產能需求將超1200GWh。以寧德時代為例,當前擴產需求急迫,若2025年全球市占率達到30%,產能需達到 360Gwh,約為2020年產能的4倍。
鋰電池延續快速降價趨勢。
電動汽車電池組平均成本由2010年時超1000美元/kWh急劇縮減至2019年時156美元/kWh。根據 2020年8月的第十二屆中國汽車藍皮書論壇上相關公司領導表態,到2025年,電池售價將降至目前一半以下,屆時三元鋰電池售價約為500元/kWh,磷酸鐵鋰電池售價約為400元/kWh。
據2020年歐洲電池大會上馬斯克的發言,特斯拉的目標是降低電池組成本至50-55美元/kWh,約合人民幣350元/kWh,該價格或成為未來行業標準。鋰電池降價趨勢明顯,單車帶電量按 70kWh計,則電池成本可降低超3.5萬元,新能源汽車平價替代傳統燃油車的時代即將到來。
龍頭企業采取以優勢市場為根本向全球擴張的戰略,積極擴產,確保行業地位。
我國電池廠商以寧德時代為代表依靠中國市場迅速崛起,覆蓋國內超80%下游客戶需求,正積極擴產進入歐洲市場爭奪份額。而日韓電池廠商也依托早期完成的對海外市場的占領,儲備了足夠的資本,穩固歐洲市場的同時,在國內政策解限后逐步打開了中國市場。
③.未來五年頭部電池廠商進入擴產高峰期。
2020年12月29日,寧德時代發布公告擬新增390億元投資,相較此前披露的750億元增加了50%以上,對應產能約120GWh,當前產能接近90GWh,2025年產能將達到400GWh以上,含合資產能在內的長期產能合計超過500GWh。
比亞迪也在重慶、長沙、貴陽、安徽等地進一步擴充產能。按照比亞迪的規劃,弗迪電池到2020年底的產能將達到65GWh,2021 年和2022年總產能分別達到75GWh和100GWh。
此外,中航鋰電、億緯鋰能、欣旺達等企業也同樣擁有較大的擴產計劃。
3 、寡頭格局顯現,優質企業競爭力進一步增強
國內動力電池市場呈現明顯向頭部集中趨勢。2018年我國動力電池裝車量CR10為82%,2019年CR10為88%;2020年CR3 71.4%,CR582.2%,CR10 91.8%,集中度進一步提升。寧德時代以50.0%的占比穩居第一,比亞迪占比14.9%和LG化學占比6.5%分列第二和第三。占據我國市場份額前十的企業分別是:寧德時代、比亞迪、LG化學、中航鋰電、國軒高科、松下、億緯鋰能、瑞浦能源、力神電池、孚能科技。

寧德時代穩穩占據近半中國市場,和國內主流車企建立了良好的合作關系,正逐步搶占國際市場,龍頭企業綁定優質客戶實現強者恒強。LG化學今年收到國產特斯拉的訂單強勢進入中國市場。
國內部分有潛力的電池廠商憑借獨特的技術優勢吸引了大筆訂單和車企入股,國軒高科和孚能科技分別收獲了大眾和戴姆勒的投資,預計兩年內逐步放量,有望迎來市場和技術的提升從而躋身動力電池市場份額前五。
頻繁報導的電動車起火事故引發了人們對新能源汽車安全性的擔憂,相關政策法規出臺規范動力電池安全性,低端產能被清退,加速行業向頭部集中。2021年1月1日起,《電動汽車用動力蓄電池安全要求》正式實施,要求電池單體發生熱失控后,電池系統在5分鐘內不起火不爆炸。未來主流的高鎳三元電池難以達到該標準,需進一步技術創新,進行材料改性和添加必要的 配套材料,以彌補高鎳三元正極材料本身帶來的安全隱患。這對電池廠商提出了更高的要求,擁有完善的安全監管體系和安全制造技術壁壘的優質企業更具競爭力,小廠商逐漸淘汰出局。2020 年實際在產動力電池企業數量已不足50家,未來頭部集中趨勢將會更加明顯。
、電池技術創新
隨著新能源汽車市場的發展,2020年電池技術也在不斷創新。一方面通過物理層面的創新進行結構優化,達到兼顧提高電池包體積比能量密度與降低成本的目的,另一方面則在化學層面對電池材料進行探索,達到兼顧提高單體電池性能與降低成本的目的。
物理層面上,寧德時代推出CTP,未來將推出CTC;而比亞迪則推出刀片電池,引爆了2020年的動力電池市場;國軒高科也推出了JTM技術。
化學層面上,電芯材料向多元化方向發展,在平衡安全性、性能、成本的不斷探索中,高鎳三元電池、無鈷電池、NCMA四元電池、硅碳負極電池、固態電池等新材料體系不斷涌現。
1、動力電池結構創新,系統能量密度再攀高峰
中國廠商引領結構創新,實現體積比能量密度增長,零件數量減少,成本降低,增強企業競爭力。
寧德時代CTP與CTC技術:寧德時代2019年首先推出了 CTP(Cell To Pack)高集成動力電池開發平臺,即直接將電芯集成到電池包內,省去了模組組裝的環節。較傳統電池包,CTP 電池包體積利用率提高了15%-20%,零部件數量減少40%,生產效率提升了50%,能量密度提升了10%-15%,可達 200Wh/kg以上,動力電池的制造成本大幅降低。另外,CTP 電池包因為沒有標準模組限制,可以廣泛應用在不同車型上, 且散熱性能更加優異。目前寧德時代CTP三元電池包已配套戴姆勒,蔚來等乘用車企,而CTP鐵鋰電池則將進入歐洲商用車市場。
在2020年8月12日中國汽車藍皮書論壇上,寧德時代董事長曾毓群公布了一項在研新技術 CTC(Cell to Chassis)技術,此項技術可以看作CTP技術的延伸,進一步拋棄了電池系統笨重的外殼,直接將電池整合到底盤框架中。CTC的目標不僅限于電池重新排布,還將納入包含電驅、電控的三電系統,通過智能化動力域控制器,優化動力分配、降低能耗。CTC技術將使新能源汽車成本可以直接和燃油車競爭,乘坐空間更大,底盤通過性變好,續航里程可達800公里以上,寧德時代目標在2030年前完成此技術開發。
比亞迪刀片電池:刀片電池是比亞迪開發的新一代可直接由電芯組成電池包的無模組磷酸鐵鋰電池。刀片電池形狀獨特,電芯扁長化設計,單體電池長度大于等于600mm小于等于2500mm,便于陣列排布。

刀片電池的獨特優勢體現在電池安全性和電池包空間利用率兩方面。刀片電池在采用了疊片結構的基礎上,在高風險安全位點全面使用了耐高溫和擁有絕緣性能的高溫陶瓷涂層。在動力電池領域最為嚴苛的安全測試針刺實驗中,電芯發生內部短路時,刀片電池最高溫度也僅有60攝氏度左右。同時,刀片電池采用更穩定的磷酸鐵鋰作為正極材料,使得自燃幾率大幅降低,超級安全成為其主打特色之一。
另一方面,改變電池形狀與排布方式可使體積比能量密度增加 50%。雖然刀片電池的單體能量密度幾乎沒有變化,但系統能量密度上升至160Wh/kg,與三元鋰電池的差距進一步縮小。比亞迪“漢”是第一款搭載刀片電池的車型,作為比亞迪2020年的首推車型,自7月上市以來銷量火爆。
國軒高科JTM 技術:為對抗刀片電池,老牌磷酸鐵鋰廠商國軒高科推出了JTM(Jelly Roll to Module)技術,即直接將卷芯放在模組里面,一次完成制作。通過卷繞工藝制作出電芯,再通 過導電組件相連,串聯放置于鋁殼中組成一個大電池,大電池帶有單獨的極耳,可以直接用于成組。該工藝制造過程非常簡單,電池單體之間幾乎沒有了多余連接件,可以降低成本,同時可以提高電池的體積比能量密度,達到與刀片電池相近的效果。

國軒高科的電池靈活性更高,可以通過改變串聯電芯的數量控制大小,易形成標準化,對產線改造相當友好,適用于大眾 MEB 平臺和適度柔性大模組概念,同時具有相對獨立的熱管理能力,能夠將熱失控控制在較小范圍區域內。國軒高科還發布了單體能量密度210Wh/Kg的磷酸鐵鋰電池,并將2021年的目標定為 230Wh/kg,代表了行業領先水平。該技術的創新有望幫助國軒高科借力磷酸鐵鋰電池回暖的趨勢收獲更多訂單。
2、材料體系創新
高鎳三元電池:寧德時代方形NCM811電芯能量密度已實現 260Wh/kg,達到世界一流水平,已配套包括廣汽、寶馬、蔚來等在內的主要客戶群。LG化學南京工廠生產的圓柱體系NCM811電池已供貨特斯拉Model3。
無鈷電池:2021年2月,蜂巢能源宣布,無鈷電池所需的核心材料——無鈷正極材料開始在常州材料工廠正式批量下線。這也是世界上首批 10 噸級量產的無鈷正極材料。此外,蜂巢能源官方宣布,第一批無鈷電池將在 2021 年 6 月份量產。
NCMA四元電池:NCMA四元材料在高鎳三元的基礎上增加鋁元素,同時改變石墨負極的常規做法,增加硅碳層,使得負極嵌入和脫出離子的能力以及在高倍率充放電時枝晶產生的概率大大降低。LG 化學將研發 NCMA 四元材料,通過添加鋁元素使高鎳電池具有較高能量密度的同時保持較好的穩定性,其中鎳含量超過 90%,鈷含量低于5%。
固態電池:固態電池指采用固態電解質,將大大提升電池的安全性能和能量密度。1月9日,蔚來汽車2020 NIO Day在成都舉行。蔚來創始人、董事長、CEO李斌宣布正式推出150kWh電池包,使用固態電池,續航里程將突破1000公里。
二、消費類電池
消費類電池是鋰電池的重要應用場景。1990年,索尼推出第一款商品化鋰電池,即是為錄像機等消費類產品所研制。由于其高能量密度、輕便等特性,迅速在消費類領域走紅。
2020年,中國消費類鋰電池出貨量約為59.8GWH,同比增長28.6%,高于新能源汽車動力鋰電池的增速。
消費類電池又細分為3C數碼電池、二輪電動車電池、電動工具電池,2020年出貨量分別為44.5Gwh、9.8Gwh、5.5Gwh。
3C數碼領域,受大環境影響,手機、筆記本等產品出貨量平緩,增長有限。但TWS藍牙耳機強勢崛起,據相關機構統計,2020年全球TWS耳機出貨量達4.6億對,同比增長43.75%,由此可推算出TWS耳機電池至少出貨13.8億顆。
從TWS耳機電池來看,除了德國瓦爾塔外,TWS藍牙耳機電池的主流供應商基本是中國電池企業。

預計2021年,TWS藍牙耳機的出貨量還將進一步提升,中國鋰電池企業紫建電子、億緯鋰能、鵬輝能源等企業將進一步收益。
無人機、電子煙等領域也有一定量的增長。
二輪電動車領域,根據工信部數據,2020年全國電動自行車完成產量2966.1萬輛,同比增長29.7%;其中鋰電池電動車滲透率在25%左右,即750萬輛。

據統計,實際2020年電動二輪車鋰電池的出貨量約為9.8Gwh,同比增長75%左右。
2020年鋰電電動車增長的原因包括:
1. 受電動二輪車新國標影響,尤其是其整車重量的限制,引發鋰電換購潮。
2. 共享經濟的火熱,共享電單車的大量投放市場,據統計2020年我國共享電單車投放量達800余萬臺。
3. 電動自行車出口量大增。
電動工具領域,2020年我國電動工具電池出貨量約為5.5GWH,同比增長約62%。電動工具電池增長的主要原因在于,隨著5G、物聯網的發展,電動工具市場進行了較快的增長;同時,國際電動工具巨頭也在快速換裝中國鋰電池電芯。

三、儲能電池
2020年中國儲能鋰電池出貨量約16GWh,其中電力儲能6.8GWh,占比42.5%,通信儲能7.2GWh,占比45%,其他包括城市軌道交通、工業等領域用儲能鋰電池。
電化學儲能是當前應用最廣、最具潛力的電力儲能技術。主要集中于發電側和用戶側。
從發電側來看,由于風力發電和光伏發電等新能源具有隨機性、間歇性、波動性等特點,大容量的發電裝置直接并網會對電網調度運行于控制帶來較大影響,甚至直接引發一些安全穩定事故。運用儲能電池可以平抑新能源發電出力波動,同時可以保障新能源發電的高效輸出,改善并網電能質量。

從用戶側來看,可在夜間電價較低時進行儲能備用,在電價較高時抽調使用,可節約一定的用電成本;其次,也可以預防停電對生產生活造成的影響。
未來,隨著全球對化石能源的放棄和對系能源的渴望,儲能電池將迎來更大的發展。1月18日,青海省工信廳即發布通知,通知提到,將實行“新能源+儲能”一體化開發模式,新建新能源配置儲能容量原則上不低于10%,時長2小時以上。新建、新投運水電站也需同步配置新能源和儲能系統,使新增水電與新能源、儲能容量配比達到1∶2∶0.2。
同時對"新能源+儲能”、"水電+新能源 + 儲能”項目中自發自儲設施所發售的省內電網電量,給予每千瓦時0.10元運營補貼,經青海省工業和信息化廳認定使用本省產儲能電池60%以上的項目,再增加每千瓦時0.05元補貼,補貼對象為2021、2022年投產的電化學儲能項目。
因此預測,2021年電力儲能市場將迎來較大的發展。
通訊基站對儲能電池的需求同樣巨大,2020年,5G產業加速發展,基站建設如火如荼,中國鐵塔、中國移動、中國電信、中國聯通等企業均發布了采購需求。同時,近幾年,隨著通訊鋰電池價格的快速下降及國內對數據中心的需求提升,帶動了UPS鋰電池的初步放量。

未來,隨著5G基站的進一步建設及原有通訊基站鉛改鋰及UPS儲能的發展,通訊儲能鋰電池的出貨量將進一步提升。
四、鋰電池四大主材市場情況
得益于國內動力電池產銷量快速增長,四大材料的出貨量在2020年均有一定的增長,其中正極材料、負極材料、隔膜同比增長率均在30%左右。
正極材料方面:2019年全國正極材料產量40.4萬噸,近四年復合增長率35%,2020年中國鋰電池正極材料產量達51萬噸,同比大幅增長27%。
負極材料方面:2019年全國負極材料產量26.5萬噸,近四年復合增長率39%,2020年中國鋰電池負極材料產量達36.5萬噸,同比大幅增長35%。
隔膜方面:2019年全國隔膜產量27.4億平米,近四年復合增長率40%,2020年中國鋰電隔膜產量達到37.2億平米,同比增長36%。
電解液方面:2019年全國電解液材料產量18.3萬噸,同比增長30%,2020年中國鋰電池電解液產量達到25萬噸,同比增長38%。
圖表 9 2018-2020年中國鋰電池四大材料出貨量對比

資料來源:廣東省電池行業協會
(一)正極材料
正極材料:正極材料市場集中度相對較低,前十大廠商合計產量28.56萬噸,占比56%。從材料類別來看,三元材料、磷酸鐵鋰材料、鈷酸鋰材料、錳酸鋰材料分別占比46%、25%、16%、13%。
圖表 14 2020年國內極材料分產品市場份額
 

資料來源:廣東省電池行業協會
磷酸鐵鋰材料占比由2019年的22%上升至25%,主要原因在于補貼退坡,車企降本壓力增大,同時寧德時代、比亞迪、國軒高科通過技術創新推出CTP、刀片電池、JTM技術,提升電池包能量密度,使得磷酸鐵鋰電池系統能量密度已突破140WH/kg,逼近三元鋰電池的水平,同時還降低了成本,使得部分車企改裝磷酸鐵鋰電池。2020年下半年,搭載磷酸鐵鋰的車型集中上市,如比亞迪漢、鐵鋰版model 3、五菱宏光mini EV、歐拉好貓、奔奔E-STAR等,這部分車型多數為爆款產品,拉動了磷酸鐵鋰的需求。
同時,因安全性能、循環壽命、 成本方面的突出優勢,磷酸鐵鋰電池將長期主導新能源商用車市場,以及迎來增長拐點的儲能市場。
另外,2020年小動力(含共享電單車、換電)市場受出口與內需雙向帶動,出貨量同比增長超80%,其中鐵鋰型電池占比約30%;受國外家儲市場以及基站側儲能出貨提升帶動,儲能鋰電池出貨同比增長超過50%,基本都使用鐵鋰電池,以上領域同樣帶動磷酸鐵鋰材料占比提升。
2020年,三元材料、磷酸鐵鋰材料、鈷酸鋰材料、錳酸鋰材料TOP5占比分別為43%、83.4%、84%、46%,鈷酸鋰材料的集中度最高、三元材料的集中度最低。
三元材料集中度低,磷酸鐵鋰集中度較高。三元正極材料是影響動力電池能量密度、穩定性、循環性能和成本最關鍵的電池材料,下游車企多樣化的需求以及多條技術路線的突破使得正極材料向多元化方向發展,造成了相對分散的行業格局。
磷酸鐵鋰因工藝技術較為成熟,同質化競爭激烈,另一方面液相合成法的突破帶來了成本上的優勢,相關企業從中受益明顯,行業集中度較高。
隨著產業鏈垂直一體化發展,上游前驅體廠商和下游動力電池廠商嘗試涉足電池材料來拓展市場,正極材料的競爭格局將會更加復雜。另外,分散的行業格局使得單一正極材料廠商產能偏低,未來具備技術壁壘和充足產能的企業容百科技和德方納米有望從一眾正極材料廠商中脫穎而出。
(二)負極材料
負極材料呈現“三大四小”的格局,貝特瑞、杉杉、紫宸為三大;四小為凱金、翔豐華、星城、斯諾。
圖表 14 2020年國內負極材料分產品市場份額

資料來源:廣東省電池行業協會
人造石墨產品占比持續提升,市場占比達到84%。以硅基負極為代表的其他負極材料,受到國內圓柱電池產品主要出貨型號切換,以及方型動力電池高鎳體系升級暫緩的影響,未能實現預期增長,市場占比有所下滑。天然石墨占比出現下降,主要是因為2020年主流電池企業采購天然與人造石墨混合材料,一定程度上降低純天然石墨的采購。

此外,2020年負極材料市場TOP3占比相比2019年有所下降,由57%下降至53%。
未來,硅碳負極材料將逐步取代石墨。當前高鎳三元鋰電池的單體能量密度已經接近極限,硅碳負極材料將成破局關鍵。硅基負極材料理論容量比可達4200mAh/g,遠高于當前普遍使用的石墨類負極(372mAh/g)。但硅基負極材料存在致命的缺陷,鋰離子嵌入會導致嚴重的體積膨脹,進而破壞電池結構,造成電池容量快速下降。
硅碳復合材料就是在此背景下誕生的產物,硅顆粒作為活性物質,提供儲鋰容量,碳顆粒既能緩沖充放電過程中負極的體積變化,又能改善材料的導電性,還能避免硅顆粒在充放電循環中發生團聚,使用硅碳復合材料作為負極材料來提升電池能量密度已成為業界公認的方向之一。硅碳材料是目前最具商業化前景的備選負極材料。Model 3使用了摻有10%硅基材料的人造石墨負極電池,其電池能量密度高達300wh/kg,幾乎超過所有使用石墨作為負極材料的電池。寧德時代、LG 化學、松下、國軒高科等動力電池企業都已把硅碳負極納入了高鎳三元技術路徑的規劃中,二者搭配下有望實現動力電池能量密度的跨越式提升。硅碳負極材料尚處于導入期,未來隨著技術突破成本降低性能提升,屆時硅碳負極材料將進入快速增長期,預計2025年其滲透率超過20%,到2030年成為主流的負極材料。
(三)隔膜
2020年,我國鋰電池隔膜出貨量達到37.2億平方米,同比增長36%。其中濕法隔膜出貨量26億平米,同比增長30%,占隔膜總出貨量的70%;干法隔膜出貨量11.2億平米,同比增長超過40%,增速大于濕法,占隔膜市場總量的30%。
圖表 15 2020年國內隔膜分產品市場份額

資料來源:廣東省電池行業協會
干法隔膜增速提升的主要原因在于新能源汽車和動力電池廠商對電池成本以及安全性能的重視,磷酸鐵鋰電池產量提升。磷酸鐵鋰電池對隔膜孔隙率要求不高,搭配干法隔膜使得磷酸鐵鋰電池更加符合其成本低、安全性高的定位,今年磷酸鐵鋰電池的回潮帶動了干法隔膜的需求增長。
同時,干法技術也獲得突破,潛力被再次挖掘,重獲市場競爭力。隨著技術的突破,干法隔膜有望煥發新生,2020年8月,惠強新材研發的具有國際領先水平的6μm超薄三層共擠干法隔膜產品成功下線,成功突破了使用干法制造超薄隔膜的難題,使干法隔膜厚度極限再次下探,與濕法隔膜接近,其強度與正常的 9μm薄膜強度相當,同時具有更高安全性,且能更好地滿足電池高能量密度的需求。干法隔膜潛力被再次挖掘,預計短期內干法隔膜占比將維持在30%左右。
2020年受鋰電能量密度提升、三元動力以及鈷酸鋰數碼電池出貨量增長帶動,隔膜向薄層化以及功能化方向發展加快。2020年細分產品型號主要集中在7/9/12μm領域,其中5μm濕法隔膜正在加快市場導入。
2020年TOP6企業市場占比為80.3%,TOP3企業市場占比61.7%。
隔膜行業龍頭地位穩固。國內隔膜市場已完成了一輪整合,恩捷股份憑借龐大的產能和技術優勢獨占鰲頭。伴隨磷酸鐵鋰電池的回暖,干法隔膜絕對龍頭星源材質大幅受益,中材科技緊隨其后,2020年1-10月三者在全國隔膜市場的份額分別為 35.2%,12.8%,11.6%,合計59.6%。隔膜行業技術壁壘較高,建設周期較長,而且折舊費用高,加工工藝落后、生產能力落后的中小企業難以存活。具備先發優勢的企業通常長期綁定優質客戶資源,因此隔膜行業集中度較高,頭部企業地位短期內難以撼動。

恩捷股份是國內濕法隔膜絕對龍頭。2020 年前三季度在國內濕法隔膜市場份額占比為47%,是全球產能和出貨量最大的鋰電池隔膜供應商,從客戶結構上看,基本上囊括了國內外全部龍頭電池企業。通過對蘇州捷力和紐米科技的并購,從動力電池向消費電池延伸,進一步提升了其在濕法隔膜領域的競爭力。另外,公司在數年前就開展了濕法隔膜在半固態電池上應用的相關技 術研究和產品開發,半固態電池技術的革新對公司影響有限。
此外,隔膜領域加速整合。2019~2020年鋰電隔膜市場出現三次較大規模的收購事件,恩捷收購蘇州捷力、恩捷股份收購重慶紐米、中材科技收購湖南中鋰。
新一輪整合不在局限于資源領域整合,而主要集中在橫向整合,這使得市場進一步呈現出“1+N”的競爭格局,寡頭效應進一步增強。收購后的鋰電隔膜市場恩捷股份與中材中鋰市場占比進一步提升,資源集中式發展導致其他濕法其他隔膜生產企業生存空間進一步壓縮,濕法隔膜市場未來有望進一步向頭部企業集聚。
(四)電解液
2020年中國電解液產量接前五名是廣州天賜、新宙邦、杉杉、江蘇國泰、珠海賽緯,前五大生產商合計占總產量的70%以上。
2020年中國電解液在動力電池、出口、數碼電池、小動力電池(含低速車、叉車、AGV等)、儲能和其它領域的份額分別為35%、17%、17%、7%、7%、17%。
圖表 16 2020中國電解液市場份額

從市場競爭格局角度來看,2020年TOP6占比為77.6%,TOP3占比61.4%,市場集中度較上年進一步提升。市場集中度提升的原因有:
1)頭部企業具備全球供應能力,受疫情影響較小,在需求帶動下出貨量增長,使得頭部企業市占率提升;
2)頭部電解液企業具備客戶、產能、供應鏈以及資金等優勢,與上下游產業鏈合作緊密,2020年獲得了更多客戶的訂單;
3)新催生的自由出行、在線教育以及遠程辦公等市場,加之5G商化加快帶動智能手機換機潮加快,帶動數碼以及小動力市場電池需求增加,也在一定程度上促進電解液企業集中度的提升(3C數碼電池企業電解液采購大部分來自頭部企業)。
未來,隨著固態電池產業的發展,固態電解質將取代液態電解液。
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