鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池在傳統(tǒng)領(lǐng)域主要應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品,在新興領(lǐng)域主要用于動力電池、儲能領(lǐng)域。近年來,我國鋰電池產(chǎn)量逐年增長。需求方面,受益于新能源汽車發(fā)展及動力電池需求增加,我國鋰電池出貨量逐年上升,2019年達131.6GWh,產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過1700億元。目前消費鋰電池領(lǐng)域需求已經(jīng)較為飽和。未來,隨著全球新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,電動車逐漸成為鋰電池的大需求產(chǎn)業(yè),因此動力鋰電池成為鋰電池產(chǎn)業(yè)需求增長的集中領(lǐng)域。
1990年以來,中國鋰電池產(chǎn)業(yè)從最初的模仿借鑒到逐漸自主創(chuàng)新,從最初只能提供消費電池到后期一躍成為動力電池的主要供應(yīng)商,中國在鋰電池行業(yè)扮演的角色愈發(fā)重要。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,中國鋰電池生產(chǎn)廠從最初的幾家到現(xiàn)在的上百家,完成了數(shù)量的突破,中國成為全球最大的鋰電池生產(chǎn)國和消費國。在政策、補貼的雙重推動下,中國鋰電池產(chǎn)業(yè)誕生出眾多具有全球競爭力的企業(yè)。
鋰離子電池是一種充電電池,它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電池時,Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極,負極處于富鋰狀態(tài);放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池。是現(xiàn)代高性能電池的代表。鋰電池按不同的分類方式可以分為以下幾類,如圖1 所示。
鋰電池的上游原材料主要包括鎳鈷錳、鋰礦和石墨礦,由此構(gòu)成正負極材料、電解液、電極基材、隔膜等;中游則是將正負極材料、電解液、電極基材、隔膜組裝成電芯后進行制造和封裝;下游是鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域。
近年來3C產(chǎn)品對鋰電池需求量的穩(wěn)定增加,以及隨著新能源汽車的市場規(guī)模逐步擴大和儲能電池的需求擴大,我國鋰電池產(chǎn)量規(guī)模逐年擴大。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示,2015~2019年我國鋰電池的產(chǎn)量不斷增長。2019年,我國鋰離子電池產(chǎn)量為157.22億只。2020年1~11月,我國鋰離子電池產(chǎn)量達到166.81億只。
(1)動力電池出貨量與裝機量逐年增長
2020年1~12月,我國動力電池裝車量累計63.6GWh,同比累計上升2.3%。2020年中國動力電池出貨量為80GWh,同比增長13%。在疫情影響下,2020年較2019年仍有所提升。主要原因:①2020年下半年國內(nèi)新能源終端市場恢復(fù)超預(yù)期,加之新車型于下半年集中發(fā)布,帶動了消費者購車熱情,使得國內(nèi)新能源汽車市場銷量超過130萬輛。②2020年歐洲新能源汽車市場超預(yù)期增長,年銷量超過中國,帶動國內(nèi)部分頭部電池企業(yè)出口規(guī)模提升。
(2)我國鋰電池總出貨量逐年增加
受益于新能源汽車和動力電池出貨量增長,2016~2019年中國鋰電池出貨量逐年上升。根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù)顯示,2018年中國鋰電池總出貨量102GWh,同比增長27%。2019年中國鋰離子電池出貨量達到131.6GWh。初步估算,2020年鋰電池出貨量突破160GWh。
(3)中國鋰電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈增長趨勢
受鋰離子電池價格持續(xù)下滑影響,2019年我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模較上年小幅增長至1750億元,增速僅為1.3%,增速繼續(xù)呈現(xiàn)回落態(tài)勢。前瞻根據(jù)鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢初步估算,2020年我國鋰電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過1800億元。
圖1 鋰電池分類
圖2 2016~2020年中國動力鋰電池出貨量與裝機量分析(單位:GWh)
鋰電池可按電解質(zhì)材料、電池外形、外包材料、正/負極材料以及性能用途進行劃分,其中目前最主要的是以正極材料作為劃分鋰電池產(chǎn)品的依據(jù),因為正極材料是電池中鋰離子之源,其性能直接關(guān)系到電池性能,是鋰電能量密度的基礎(chǔ),是鋰電池中最關(guān)鍵的功能材料。鋰電池按正極材料分類,主要有三元正極材料、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰這四種,負極材料一般為天然石墨和人造石墨。
2020年中國正極材料出貨量51萬噸,同比增長27%。從正極材料產(chǎn)品出貨量結(jié)構(gòu)來看,2018~2020年正極材料領(lǐng)域三元材料和鈷酸鋰材料占比略微下滑,2020年出貨量占比分別為46%和16%,磷酸鐵鋰占比由21.24%上升到25%。
據(jù)GGII調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,2020年中國負極材料出貨36.5萬噸,同比增長35%。從負極產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,人造石墨產(chǎn)品占比有所提升,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(nèi)圓柱電池產(chǎn)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(xiàn)預(yù)期增長,市場占比有所下滑。天然石墨占比出現(xiàn)下降,主要是因為2020年主流電池企業(yè)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。
我國鋰電池廣泛應(yīng)用于手機、筆記本電腦、電動自行車、電動汽車、電動工具、數(shù)碼相機等眾多下游領(lǐng)域,可歸為主要三類:儲能、消費及動力鋰電池。隨著我國新能源汽車規(guī)模的擴大,預(yù)計未來我國電動汽車對鋰離子電池需求比例將會進一步提高。
從下游鋰電池的產(chǎn)品應(yīng)用結(jié)構(gòu)來看,動力鋰電池為主要應(yīng)用領(lǐng)域,2019年出貨量占比達53.95%;儲能用鋰離子電池在2019年的出貨量達到了3.8GWh,占鋰離子出貨量的2.89%;消費型(3C)鋰電池出貨量為56.8GWh,占鋰離子出貨量的43.16%。
目前消費鋰電池領(lǐng)域需求已經(jīng)較為飽和。未來,隨著全球新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,電動車逐漸成為鋰電池的大需求產(chǎn)業(yè),因此動力鋰電池成為鋰電池產(chǎn)業(yè)需求增長的集中領(lǐng)域。
以動力鋰電池企業(yè)為例,2020年1~12月,我國新能源汽車市場共計72家動力電池企業(yè)實現(xiàn)裝車配套,較2019年同期減少3家。其中,寧德時代裝車量為31.79GWh,占比50%,排名第一;比亞迪裝車量為9.48GWh,占比14.9%,排名第二;LG化學(xué)裝車量為4.13GWh,占比6.5%,排名第三。
圖3 2010~2020年中國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模情況(單位:億元,%)
圖4 2018~2020年中國鋰電池正極材料細分類型占比(單位:%)
隨著動力電池市場競爭進一步加劇,龍頭企業(yè)優(yōu)勢不斷放大,行業(yè)集中度持續(xù)提升。2020年,排名前3家、前5家、前10家動力電池企業(yè)動力電池裝車量分別為45.4GWh、52.3GWh和58.4GWh,占總裝車量比重分別為71%、82%和92%。
鋰電化、節(jié)能化和高速化將是未來鋰電池的發(fā)展趨勢。作為新能源領(lǐng)域的重要組成部分,鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,已成為制造領(lǐng)域新的投資焦點,鋰電池企業(yè)紛紛加大對新工廠的建設(shè),寄希望于增加產(chǎn)能,借助規(guī)模效應(yīng)來取勝。鋰電制造節(jié)能化和高速化已成為新的產(chǎn)業(yè)趨勢。
(1)高速化
如今消費電子產(chǎn)品對鋰電池容量和性能要求的不斷提升,儲能電池、動力電池對鋰電池功率需求的不斷增長,以及無線傳感器,鋰電池自動化生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)應(yīng)下游行業(yè)需求的發(fā)展,將進一步提升自身的研發(fā)水平和技術(shù)實力、提高設(shè)備的工藝水平和自動化程度,以滿足下游鋰電池對大容量、大功率、高性能、高穩(wěn)定性等特性的需求。鋰電池行業(yè)在今后的發(fā)展中還會不斷地處于加速階段。
(2)節(jié)能化
鋰電池作為新能源電池行業(yè)的代表,是一種環(huán)保節(jié)能型的儲能電源,當(dāng)前,國內(nèi)領(lǐng)先的鋰電池生產(chǎn)企業(yè)中,幾乎都在生產(chǎn)線上安裝了NMP材料回收系統(tǒng),以達成對NMP回收、提純、再利用的目的。通過回收系統(tǒng),不僅達到了國家環(huán)保要求,同時也大大降低了鍵電池生產(chǎn)成本。
(3)鋰電化
自從新國標(biāo)實施以后,鋰電已經(jīng)成為了新國標(biāo)車的一部分,2020年,各大品牌更是將鋰電推向了另一個大高潮。鋰電確實在各行各業(yè)已經(jīng)有了許多應(yīng)用,將來電動車行業(yè)也將會更多往鋰電發(fā)展。鋰電化趨勢不可逆,鋰電池市場紅利已經(jīng)到來。
圖5 2021~2026年中國鋰電池行業(yè)市場規(guī)模預(yù)測(單位:億元)
隨著我國新能源汽車市場的擴大,動力性鋰電池需求量將會有大幅提升,同時,手機、電動車、電動工具、數(shù)碼相機等行業(yè)的快速發(fā)展,對鋰電池的需求將會不斷增長。此外,由于鋰電池生產(chǎn)廠家在技術(shù)上的革新,人們對鋰電池的需求仍會不斷增長,鋰電池行業(yè)發(fā)展前景較好,前瞻預(yù)計到2026年我國鋰電池行業(yè)市場規(guī)模將超過2600億元。