【研究】锂电行业最新发展趋势！
锂电池为二次电池，依靠 Li+在正负极之间移动完成充放电过程。二次电池又称充电电池或者蓄电池，指在电池放电后可通过充电的方式激活活性物质而继续使用的电池。锂电池的四大组成材料包括正极、负极、电解液和隔膜。锂电池通过 Li+在正负极之间往返嵌入和脱出完成充放电过程。在充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。 锂电池性能优异。常用的二次电池包括锂电池、铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池。相较于其他二次电池，锂电池具有较高的能量密度以及较长的循环寿命，能量密度可达 100-200wh/kg，循环寿命大于1000次，远高于其他二次电池。此外，锂电池还具备可快速充电、高功率放电、环保性能好等优点。锂电池的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等，按照正极材料的不同锂电池可划分为三大类：钴酸锂电池充放电稳定，但循环寿命较差。钴酸锂结构类型为层状氧化物，其平均能量密度为 180-240wh/kg，循环寿命处于500-1000次，具备充放电稳定及良好的高低温性能。但钴酸锂电池存在钴价较高以及循环寿命较差的缺点，一般应用于消费电子领域，包括手机、笔记本电脑及其它便携式电子设备。 磷酸铁锂电池安全性能高、循环寿命好。磷酸铁锂结构类型为橄榄石，循环寿命大于 2000 次，具备良好的热稳定性和安全性。磷酸铁锂的平均能量密度为 100-150wh/kg。一般应用于储能领域和新能源汽车领域。 三元 NCM 电池能量密度高，但是热稳定性略差。三元NCM电池结构类型为层状氧化物，其平均能量密度为 180-300wh/kg，高于钴酸锂和磷酸铁锂电池。同时三元 NCM 电池具有较高的循环寿命，处于800-2000次。三元 NCM 电池热稳定性较差，根据 OFweek 数据，其在250-300℃时便会发生分解，导致其安全性相对磷酸铁锂电池略差。三元NCM电池一般应用于新能源汽车领域。 政策支持叠加产能建设带动全球锂电池行业快速发展。在全球碳中和背景下，各国纷纷出台政策支持新能源汽车发展，包括但不限于对新能源汽车的现金补贴、对充电桩安装的补贴以及系列税收优惠政策等。其中国内新能源汽车免征车辆购置税政策已延长至2023 年底。此外，全球各锂电池生产厂商加快建设锂电池产能。在政策、产能的叠加效应下，全球锂电池行业有望保持快速发展。EVTank 预测到2030 年全球锂电池出货量或将达 4871.3GWh。 锂电池商业化始于 1991 年，发展历程可划分为三阶段。日本索尼公司于 1991 年推出商品化可充电锂电池，并实现锂电池首次应用于手机领域，这是锂电池商业化的开端，之后锂电池发展历程大致可划分为三个阶段：第一阶段为 1991-2000 年，日本垄断锂电池产业。该阶段锂电池容量较小，主要应用于移动式电话和便携式消费电子产品中。日本企业凭借在锂电池技术上的先发优势，迅速占据消费电子市场。根据中国电池网数据，1998 年，全球锂电池产量为 2.8 亿支。此时，根据钜大锂电数据，日本锂电池产能达 4 亿支/年。在此阶段，日本为全球锂电池研发和加工中心。
第二阶段为 2001-2011 年，中国和韩国锂电池生产商逐渐崛起。智能手机等新一轮消费电子产品兴起，拉动锂电池需求增长。在此阶段，中国和韩国企业锂电池技术逐渐发展成熟，抢占锂电池消费领域市场。 其中我国锂电池出货量占全球锂电池出货量的比例从2003 年的12.62%增长至2009年的 16.84%，上涨 4.22pct； 韩国锂电池出货量占比从2003 年的12.17%增长至 2009 年的 32.35%，上涨20.18pct； 日本锂电池出货量占比从2003年的61.82%下降至2009年的46.43%，下降15.39pct。 据TechnoSystemsResearch 数据，2011 年二季度韩国锂电池出货量首次超过日本，位列全球第一。锂电池行业形成中日韩争霸格局。 第三阶段为 2012 年-至今，动力电池成为新增长点。随着消费锂电池市场增速逐渐放缓以及新能源汽车行业迎来快速发展，动力锂电池出货量占锂电池出货量的比例总体上呈上涨趋势。2017 至2021 年我国动力锂电池出货量占我国锂电池出货量的比例从 55%增长到69%，上涨14pct。 我国逐渐发展为动力锂电池生产大国。在锂电池增长动力转换之际，我国锂电池生产商迅速崛起。截至 2021 年底，我国已发展成为动力锂电池生产大国。2021 年我国动力锂电产能占全球动力锂电池产能的比例为69%。根据 SNE Research 数据，在 2021 年全球动力锂电池装机量排名中，我国有6 家企业位居前十。SNE Research 预计到2025 年我国动力锂电产能占全球动力锂电池产能的比例或将达 70%。 新能源汽车行业高景气带动动力锂电池进入高成长时代。新能源汽车市场的快速崛起带动全球动力锂电池装机量快速增长。2016 年至2021年，全球动力锂电池装机量从 43.2GWh 增长到296.8GWh，年均复合增长率达47.0%，其中 2021 年同比增长 102.2%；2022 年1-9 月全球动力锂电池装机量为 341.3GWh，同比增长 75.1%。 2021 年全球锂电池出货量大幅增长。2017-2020 年全球锂电池出货量稳步增长，从 143.5GWh 增长到 294.5GWh，年均复合增长率为40.7%。受新能源汽车行业高景气影响，2021 年全球锂电池出货量创历史新高，达562.4GWh，同比增长 90.97%。其中 2021 年我国锂电池出货量为327GWh，同比增长 128.7%。作为锂电池的重要组成部分，动力锂电池出货量迎来快速增长。2017-2020 年我国动力锂电池出货量从 44.5GWh 增长到80GWh，年均复合增长率为 21.6%。2021 年我国动力锂电池出货量达226GWh，同比增长182.5%，实现大幅增长。高工锂电预计 2022 年我国动力锂电池出货量有望达 450GWh。 动力锂电池行业格局逐渐优化，集中度较高。全球动力锂电池行业集中度总体呈上升趋势。2017至 2021年，全球动力锂电池装机量CR5从56.1%上升到 79.5%，提升 23.4pct；CR3 从 44.0%上升到65.1%，提升21.1pct。全球动力电池行业集中度较高。2022 年 1-9 月，全球动力锂电池装机量CR5达 76.3%，排名前五的分别为宁德时代、LG 能源、比亚迪、松下、SKOn，其中宁德时代装机量占比达 35.1%，位居首位。 锂电企业积极推进锂电池产能建设。各公司在原有产能基础上，积极布局锂电池产能建设，抢占市场份额，迎接TWh 时代。据不完全统计，2022年 1-9 月，宁德时代、亿纬锂能、孚能科技、国轩高科相继发布锂电池新增产能规划：2022 年 1-9 月，宁德时代相继新增 5 个锂电池项目。根据公司公告，2022 年上半年宁德时代电池系统产能为 154.25GWh，同比增长135.68%。2022 年 1-9 月，宁德时代相继公布了 5 个锂电池产能项目，其中国内包括厦门时代新能源电池产业基地项目、济宁新能源电池产业基地项目、洛阳新能源电池生产基地项目，均建设动力电池系统及储能系统生产线；国外项目包括印度尼西亚动力电池产业链项目、匈牙利时代新能源电池产业基地项目，前者包含三元电池生产线，后者拟建设年产100GWh动力电池系统生产线。据 SNE Research 预测，2025 年宁德时代的产能将达到646GWh，2030 年将达到 1285GWh。2022 年 1-10 月，亿纬锂能相继新增5 个锂电池项目。根据公司公告，截至 2022 年 6 月底，亿纬锂能锂电池产能约为31GWh。2022 年1-10月，公司相继公布了 5 个锂电池产能项目，其中国内4 个新增项目产能合计达110GWh；国外项目为马来西亚圆柱锂电池制造项目，拟建设圆柱形锂离子电动工具、两轮车和清洁工具电池系列产品。据SNE Research预测，2025年亿纬锂能的产能将达到 170GWh，2030 年将达到422GWh。 2022 年 1-9 月，孚能科技相继新增 4 个锂电池项目。根据公司公告，孚能科技目前拥有镇江一期、二期、赣州工厂共计21GWh 锂电池产能，预计随着镇江三期产能在第四季度顺利投产，2022 年底产能会有所提升。2022年 1-9 月，公司相继公布了 4 个锂电池项目，产能规划合计达75GWh。目前公司 330wh/kg 高能量密度动力锂电池已经获得美国第三方相关认证，可在全球范围内应用。据 SNE Research 预测，2025 年孚能科技的产能将达94GWh，2030 年将达 205GWh。 2022 年 1-10 月，鹏辉能源相继新增 2 个产能规划项目。根据公司公告，2019 年以来，公司锂电池产能利用率均超过100%，公司积极扩张生产建设。2022 年以来，鹏辉能源新增产能规划项目2 个，拟投资120 亿元，产能规划合计达 40GWh，包含动力电池和储能锂电池项目。 2022 年 1-10 月，国轩高科相继新增4 个锂电池项目。根据公司公告，预计公司 2022 年底可以实现 100GWh 的锂电池产能。2022 年1-10月，国轩高科新增产能规划项目 4 个，产能规划合计达90GWh。据SNEResearch预测，2025 年国轩高科的产能将达 174GWh，2030 年将达523GWh。 各大厂商积极扩张电池产能，预计未来全球锂电池产能稳步提升。据SNE Research 预测，2021 至 2030 年，全球锂电池产能或将从994GWh增长至 8247GWh，年均复合增长率为 27%。其中，2022 年底预计全球产能为1273GWh，同比增长 28%；2025 年底有望实现4055GWh 的产能，预计未来全球锂电池产能或将不断释放。 全球新能源市场方兴未艾。2012-2021 年，全球新能源汽车销量从12.5万辆增长到 675 万辆，年均复合增长率达55.8%，其中2021年同比增长108.3%；2022 年上半年，全球新能源汽车销售量为408.7 万辆，同比增长65%。伴随着新能源汽车销售的增长，新能源车渗透率持续提升，从2012年的 0.2%提升到 2021 年的 8.3%。据中创新航招股说明书，到2026年，预计全球新能源乘用车渗透率将达到 30.1%。新能源汽车市场发展不均衡，市场空间依然宽广。2021 年全球新能源汽车渗透率前三的地区分别是欧洲、中国和北美。其中欧洲渗透率最高，达 17%；其次为中国，渗透率为 13.4%；北美为4.4%；其余国家合计新能源车渗透率仅为 1.5%，市场空间依然宽广。我国新能源汽车销量高速增长，行业逐步转为市场驱动。2012-2021年，我国新能源车销量从1.28 万辆增长到352.1 万辆，年均复合增长率为86.7%，其中 2021 年同比增长 157.5%；2022 年 1-10 月我国新能源车销量为528万辆，同比增长 107.67%。新能源车渗透率则从2012 年的0.07%增长到2021年的 13.4%，2022 年 1-10 月更是高达 24.03%。在政策补贴逐渐退坡的当下，新能源车市场渗透率大幅增长表明我国新能源车行业发展已逐步由政策驱动转为市场驱动，实现良性发展。 
我国公共充电桩建设持续完善，支撑新能源汽车行业发展。充电方面，2015-2021 年，我国公共充电设施累计保有数量从5.8 万个增长到114.7万个，年均复合增长率达 64.5%。2022 年初国家发改委、国家能源局等十部门印发《关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》，明确到“十四五”末，我国将形成能够满足超2000 万辆电动汽车充电需求的充电基础设施体系。换电方面，2011-2021 年我国换电站累计保有量从 30 座增长到 1406 座，年均复合增长率达46.9%。换电技术能在几分钟内满足纯电动车用户补能需求，是解决电动汽车充电时间长的理想方案之一。换电站数量的高速增长或将为新能源车市场高速发展提供保障。新能源汽车市场的快速发展带动动力锂电池装机量持续提升。2017-2021 年，我国动力锂电池装机量从 36.4GWh 增长至154.5GWh，年均复合增长率 43.5%，其中 2021 年同比增长142.7%；2022 年1-10月，我国动力锂电池装机量 224.2GWh，同比增长108.7%。新型储能技术百花齐放，性能优势突出。新型储能技术是指抽水蓄能以外的储能技术，包括锂电储能技术、全钒液流储能技术、钠电储能技术、压缩空气储能技术等。新型储能具有建设周期短、选址灵活、反应速度快等优势。新型储能中电化学储能建设周期最长3-6 个月、压缩空气储能建设周期 1.5-2 年，远低于抽水储能建设周期6-8 年。新型储能环境适应性强，能够灵活部署电源、电网和用户侧等各类应用场景。此外，新型电化学储能可以做到毫秒至秒级的响应。 
新型储能中储能锂电池占据主导地位。无论是国际市场还是我国市场，储能锂电池累计装机量均在新型储能总装机量中占据主导地位。国际方面，2021 年国际储能锂电池累计装机容量占新型储能的比例为90.9%。国内方面，2021 年我国储能锂电池累计装机容量占新型储能的比例为89.7%。 新能源装机容量稳步提升为储能锂电池行业的发展提供条件。风力发电方面，2017-2021 年，我国风力发电累计装机容量从16.37GW增长至32.85GW，年均复合增长率 19%，其中 2021 年同比增长16.7%；截至2022年 9 月，我国风力发电累计装机容量 34.77GW。太阳能发电方面，2017-2021年，我国太阳能发电累计装机容量从 13.03GW增长至30.66GW，年均复合增长率 23.9%，其中 2021 年同比增长 21%；截至2022 年9 月，我国太阳能发电累计装机容量 35.86GW。 近年来，我国储能锂电池出货量持续提升。2017-2021 年，我国储能锂电池出货量从 3.1GWh 增长到 48GWh，年均复合增长率达73.0%；2022年上半年我国储能锂电池出货量为 44.5GWh，整体规模已接近2021年全年水平。高工锂电预计 2022 年我国储能锂电池出货量在90GWh 以上，同比增长超 87%。 配储政策推动下，储能锂电池市场有望继续保持高速增长。2021年国家发改委和国家能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，指出到 2025 年新型储能的装机规模达 30GW以上。近年来多地发布配储相关政策，据中国储能网统计，截至 2022 年9 月末，已有24 省区发布新能源配储政策。其中，内蒙古和辽宁新能源配置储能比例达到15%，储能时长分别达到 4 小时和 3 小时；上海金山海上风电场配置储能比例则达到了20%，储能时长达 4 小时。国家与各地方配储政策的落地有望推动锂电池储能高速发展。
三元材料出货量稳步提升，我国为全球行业主导。2015-2021年，我国三元材料出货量从 3.65 万吨增长到 43 万吨，年均复合增长率为50.8%；2022年上半年我国三元材料出货量为 28.5 万吨，同比增长51%。根据高工锂电数据，2021 年我国三元材料出货量约占全球出货量的58.5%，已成为全球主导。 三元材料市场集中度较低。2021 年我国三元材料市场份额前五名为容百科技、当升科技、巴莫科技、长远锂科、振华新材，市占率分别为14%、12%、12%、9%、8%，头部企业间差距较小。随着市场进一步发展，预计未来市场集中度将不断提升。 镍元素含量影响三元材料电池能量密度。三元材料分为三元镍钴锰（NCM）和三元镍钴铝（NCA），目前中国新能源汽车使用的三元锂电池主 要 是 NCM 。其中 Ni 元素含量主要影响电池的能量密度，从NCM333到 NCM811，随着 Ni 含量的提升，电池模组能量密度从150wh/kg提升到200wh/kg 以上。 高 镍 三 元 材 料 在 三 元 材 料 中 占 比不断提升。高镍三元材料指Ni1-x-yCoxMnyO2中 1-x-y＞0.6 的材料，包括6 系三元（0.6≤1-x-y＜0.8）和8 系三元（1-x-y＞0.8）。随着对高能量密度的追求与技术的持续进步，近年来高镍三元材料在材料体系和电池系统两方面均有实质性突破，占比有所提升。2021 年我国 8 系三元材料出货量占比达36%，较2020 年提升14pct。 磷酸铁锂产能迎来高速扩张。2021 年我国磷酸铁锂规划项目超过300万吨，叠加 2022 年的规划项目，合计规划产能超过540 万吨，磷酸铁锂产能或将迎来高速扩张。从扩产主体来看，主要分为以湖南裕能、湖北万润为代表的传统磷酸铁锂正极材料企业，以格林美、中伟股份为代表的三元材料企业，以龙佰集团、川发龙蟒、金浦钛业为代表的磷化工以及钛白粉企业，以鞍重股份为代表的跨界企业与以国轩高科、科力远为代表的电池企业。仅就传统磷酸铁锂生产企业来看，2021 年我国磷酸铁锂产能仅为97万吨左右，传统磷酸铁锂生产企业扩产规划就高达170 万吨，是现有产能的 1.7 倍以上。
随着产能的持续扩张，磷酸铁锂出货量进入高速增长期。2021年，我国磷酸铁锂出货量为 48 万吨，同比增长258%。2022 年上半年磷酸铁锂出货量为41万吨，同比增长 130%。随着未来产能高速增长，新增产能持续释放，磷酸铁锂出货量有望维持高增态势。
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首次发布时间：2023-06-21
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