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发布时间: 2022-03-22 浏览数量:0

一、锂电池的基本概况

锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流。

锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。其中,锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。

工作原理:锂离子电池实际上是一种锂离子浓差电池,正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时,Li+ 从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,负极处于富锂态,正极处于贫锂态,同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极,保证负极的电荷平衡。放电时则相反, Li+ 从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富锂态。在正常充放电情况下,锂离子在层状结构的碳材料和层状结 构氧化物的层间嵌入和脱出,一般只引起层面间距变化, 不破坏晶体结构,在充放电过程中,负极材料的化学结构基本不变。因此,从充放电反应的可逆性看,锂离子电池反应是一种理想的可逆反应。

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来源:高禾投资研究中心

锂电池的产业链包括上游的原材料行业(碳酸锂、镍、钴等)、中游的电池零部件行业(正极负极、隔膜、电解液等)以及下游的锂电池制造行业(应用端)。除了新能源汽车的应用,锂电池作为新型储能设备,近几年工程机械、船舶等市场也在加速锂电化,这些领域所处的发展阶段比新能源汽车更早,发展空间更大,对于维持锂电池长期需求起到较强的支撑作用。

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来源:高禾投资研究中心

二、锂电池行业的市场规模

全球锂电池市场主要集中在中日韩,三国合计市场份额超过90%,美国和欧洲市场均不突出。而中国的锂电池市场又是三个国家中规模最大和发展速度最快的。锂电池在新能源汽车、储能等领域的应用在不断被探索,这两个市场的逐步成熟,将为电池产业提供更大的成长空间。我国锂电池主要应用于电动汽车、电动工具、电动自行车、3C数码产品等领域。

按装机量计算,中国是最大的动力电池市场。于2017年至2021年间,中国动力电池装机量以43.5%的复合年增长率增长,于2021年达到154.5GWh。随著新能源车渗透率快速增长,产业链的健康发展以及疫情的有效控制,中国动力电池市场将会持续成长。预计于2026年动力电池装机量将达到762.0GWh,2021年至2026年的复合年增长率将为37.6%。

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来源:中国汽车动力电池产业创新联盟、弗若斯特沙利文、高禾投资研究中心

按电池类型划分的中国动力电池装机量,受益于政府补贴,2018年至2020年期间三元电池以其高能量密度的突出优势占据了大部分市场份额。在预测期间,三元锂电池的装机量将在2026年达到305.8GWh,2021年至2026年复合年增长率为32.7%。磷酸铁锂电池将凭借其相对较低的成本有望实现更快增长,市场份额将有所扩大。预计磷酸铁锂电池的装机量将在2026年达到456.0GWh,2021年至2026年复合年增长率为41.7%。

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来源:中国汽车动力电池产业创新联盟、弗若斯特沙利文、高禾投资研究中心

三、动力电池行业的市场竞争格局

动力电池行业具备资金壁垒高、技术迭代快的特点,而头部的锂电池企业在安全性、实用性以及规模和资金等方面具有领先优势,并且形成积极的正向循环。新进入的企业要想通过自主研发实现技术突破,从而打破龙头壁垒,往往需要比较长的时间积累。加之当前行业发展处于具备安全性的扩张期,下游车企对于动力电池的安全性有着极高的要求,同样也是非龙头电池厂商难以逾越的一道沟壑。

2021年全球动力电池装机量都有大幅提升,其中,宁德时代占32.6%,全球第一,其次是LG新能源和松下,国产厂商中,比亚迪、中创新航(中航锂电)和国轩高新在全球排名也相对靠前。

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尤其是对比2020年和2021年全球动力电池装机量市场份额占比,可以发现,国产电池厂商的市场份额在2021年提升较为明显,尤其是宁德时代和比亚迪两家,在原有排名和基数已经比较高的情况下,市场份额得到了进一步提升。

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注:内圈为2021年数据,外圈为2020年数据
来源:SNE Research、高禾投资研究中心

展望未来中国锂电池行业的发展驱动因素主要来源于,下游板块新能源车产业的快速发展。在2021 年中国和欧洲的新能源汽车的渗透率达到了13%,新能源汽车总量接近全球的50%,占据另外半壁江山的美国市场的渗透率仅有4%,全球来看新能源汽车平均渗透率仅有8%。

根据中国汽车动力电池产业创新联盟发布的数据显示,2021 年,我国动力电池装车量累计154.5GWh,同比累计增长142.8%。根据SNE Research 预测结果,截至2023 年底,全球电动汽车对动力电池的需求量将达到406GWh,而同期动力电池产能预计为335GWh,届时供需将出现一定程度的失衡。

(一)政策刺激

动力电池的发展与新能源车产业的发展高度契合。国务院发佈的《2030年前碳达峰行动方案》提出,到2030年实现清洁能源动力的交通工具佔比达到40%,为新能源车市场带来了巨大的增长空间。新能源车市场爆发式增长的潜力将继续推动动力电池需求的增长。

(二)电池性能提升

续航里程不足被认为是购买新能源车的阻碍之一。由于近年来技术进步,电池能量密度和充电速度都有了很大的提升。行业参与者不断致力于提高电池性能,从而增强消费者对新能源车的信心和购买率。

(三)成本降低

动力电池占整车成本的20%至40%。由于电池技术的进步和生产规模的扩大,动力电池的平均成本于过去几年大幅下降。预计动力电池的成本仍有下降的空间。电池成本下降将推动新能源车价格下降,有利于新能源车销售市场,进而促进动力电池市场的发展。


来源:高禾投资