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我国锂离子电池行业:“三驾马车”带动市场增长 企业加快技术研发

一、概述

锂离子电池是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌: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。

二、发展现状

1、供给:锂离子电池行业蓬勃发展,产量规模持续扩大,是全球锂电池生产大国

2016-2021年,我国锂电池行业市场规模复合增速达30.57%,锂离子电池生产规模稳步扩大。根据数据显示,2021年,我国锂离子电池行业生产规模达324GWh,同比增长110%,其中消费型锂电池有72GWh、动力型锂电锂电池有220GWh、储能型锂电池有32GWh;截止2022年上半年产量达177GWH,市场需求持续增长。

2016-2021年,我国锂电池行业市场规模复合增速达30.57%,锂离子电池生产规模稳步扩大。根据数据显示,2021年,我国锂离子电池行业生产规模达324GWh,同比增长110%,其中消费型锂电池有72GWh、动力型锂电锂电池有220GWh、储能型锂电池有32GWh;截止2022年上半年产量达177GWH,市场需求持续增长。

数据来源:观研天下整理

2、需求:“三驾马车”带动锂离子电池市场呈爆发式增长

根据观研报告网发布的《中国锂离子电池行业现状深度研究与发展趋势预测报告(2022-2029年)》显示,目前,我国锂离子电池行业下游需求场景主要为消费电子、动力电池、储能电池。近年来,随着“三驾马车”快速发展,带动锂离子电池行业爆发式增长。

(1)动力电池:新能源汽车发展驱动需求上升

新能源汽车行业是锂离子电池主要应用领域之一。近年来,我国新能源汽车行业需求大增,产销量不断上升。根据数据显示,2021年,中国新能源汽车行业产量达354.5万辆,销量为352万辆,同比增长157%;截止2022年1-10月国内新能源汽车产销量分别为548.5万辆、528.0万辆,同比均增长110.0%。而新能源汽车行业需求旺盛带动锂离子动力电池产量增长,2021年产量为219.68GWh截止2022年1-10月达到425.92GWh,同比增长166.5%。

新能源汽车行业是锂离子电池主要应用领域之一。近年来,我国新能源汽车行业需求大增,产销量不断上升。根据数据显示,2021年,中国新能源汽车行业产量达354.5万辆,销量为352万辆,同比增长157%;截止2022年1-10月国内新能源汽车产销量分别为548.5万辆、528.0万辆,同比均增长110.0%。而新能源汽车行业需求旺盛带动锂离子动力电池产量增长,2021年产量为219.68GWh截止2022年1-10月达到425.92GWh,同比增长166.5%。

数据来源:观研天下整理

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(2)储能电池:“风光”发电齐发展,储能布局再加速

随着我国锂离子储能电池行业下游需求旺盛,出货量增长迅猛。根据EVTank数据,2021年中国锂离子储能电池出货量为42.3GWh,同比增长197.43%。同时,根据国家能源局数据显示,2021年,中国储能装机量达到43.44GW,同比增长22.02%。

随着我国锂离子储能电池行业下游需求旺盛,出货量增长迅猛。根据EVTank数据,2021年中国锂离子储能电池出货量为42.3GWh,同比增长197.43%。同时,根据国家能源局数据显示,2021年,中国储能装机量达到43.44GW,同比增长22.02%。

数据来源:观研天下整理

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具体从驱动因素来看:

1)新能源发电具有不间歇性的特性,所以需要通过储能解决新能源消纳以及冲击电网的问题,同时国家要求新能源强制配储10%-20%,且配储时长为2小时。近年来,随着新能源装机量大幅提升,储能需求随之抬升。根据国家能源局数据,2021年,我国风电和光伏发电累计装机量分别534.6GW和637.1GW,同比分别增长28.92%、19.62%。

1)新能源发电具有不间歇性的特性,所以需要通过储能解决新能源消纳以及冲击电网的问题,同时国家要求新能源强制配储10%-20%,且配储时长为2小时。近年来,随着新能源装机量大幅提升,储能需求随之抬升。根据国家能源局数据,2021年,我国风电和光伏发电累计装机量分别534.6GW和637.1GW,同比分别增长28.92%、19.62%。

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2)电化学储能技术占比持续提升。根据CNESA数据显示,近年,我国电化学储能占比呈现上涨的趋势。根据数据显示,截至2021年,中国电化学储能累计装机量达到5.51GW,同比增长68.5%,占储能产业总量的11.8%。此外,成本的降低是推动电化学储能发展的重要因素。根据相关资料,2021年家用储能系统成本和平准化度电成本分别为450美元/kwh和0.07美元/kwh。

2)电化学储能技术占比持续提升。根据CNESA数据显示,近年,我国电化学储能占比呈现上涨的趋势。根据数据显示,截至2021年,中国电化学储能累计装机量达到5.51GW,同比增长68.5%,占储能产业总量的11.8%。此外,成本的降低是推动电化学储能发展的重要因素。根据相关资料,2021年家用储能系统成本和平准化度电成本分别为450美元/kwh和0.07美元/kwh。

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(3)消费电子:5G手机+穿戴设备齐飞,锂离子小型电池需求稳定增长

随着5G手机、可穿戴设备等消费电子产业快速发展及升级换代,推动锂离子小型电池行业需求增长。根据数据显示,2021年,中国锂离子小型电池出货量为71.81GWh,同比增长20.08%。

随着5G手机、可穿戴设备等消费电子产业快速发展及升级换代,推动锂离子小型电池行业需求增长。根据数据显示,2021年,中国锂离子小型电池出货量为71.81GWh,同比增长20.08%。

数据来源:观研天下整理

具体从驱动因素来看,由于手机芯片的耗电量是4G手机芯片的2.5倍,所以5G手机耗电量不断增加大增,手机电池容量将大幅增长,对锂离子电池需求也持续增加。根据数据显示,2021年,我国5G手机出货量达到2.66亿部,同比增长63.5%,5G手机出货量占同期手机出货量的75.9%;2022年11-8月国内5G手机出货量1.38亿部,同比下降17.9%,占同期手机出货量的78.9%。

具体从驱动因素来看,由于手机芯片的耗电量是4G手机芯片的2.5倍,所以5G手机耗电量不断增加大增,手机电池容量将大幅增长,对锂离子电池需求也持续增加。根据数据显示,2021年,我国5G手机出货量达到2.66亿部,同比增长63.5%,5G手机出货量占同期手机出货量的75.9%;2022年11-8月国内5G手机出货量1.38亿部,同比下降17.9%,占同期手机出货量的78.9%。

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2)可穿戴设备主要以智能耳机和智能手表为主。近年来,随着国内可穿戴设备行业发展迅速,推动锂离子小型电池行业需求增长,尤其是AR和VR或将成为新增长点。根据数据显示,2021年中国可穿戴设备市场出货量约为1.4亿部,同比增长27.3%;截止2022年上半年出货量为2857万部,同比下降23.3%。

2)可穿戴设备主要以智能耳机和智能手表为主。近年来,随着国内可穿戴设备行业发展迅速,推动锂离子小型电池行业需求增长,尤其是AR和VR或将成为新增长点。根据数据显示,2021年中国可穿戴设备市场出货量约为1.4亿部,同比增长27.3%;截止2022年上半年出货量为2857万部,同比下降23.3%。

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3、技术:政策大力支持,企业加大锂离子电池行业相关技术研发

2021年,我国相继发布了《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《2030年前碳达峰行动方案》,正式明确中国未来要走绿色、低碳的发展道路。对此,国家相关部门颁布了绿色产业发展及环境污染相关政策,提出要大力研究、发展新能源相关技术,以期未来能逐步取代高碳能源应用。而锂离子电池在生产、使用时、废弃后均不会产生铅、汞等有害金属,不会对环境造成污染。因此,在“碳达峰”及“碳中和”的低碳发展目标下,我国锂离子电池行业将得到快速发展。

2020-2022年我国锂离子电池行业相关政策汇总

时间

部门

政策

内容

20202

工业和信息化部

关于有序推动工业通信业企业复工复产的指导意见

继续支持智能光伏、锂离子电池等产业以及制造业单项冠军企业,巩固产业链竞争优势。重点支持5G、工业互联网、新能源汽车、节能环保等战略性新兴产业。

20221

国务院

国务院关于支持贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见

实施“科技入黔”,加强新能源动力电池等领域关键核心技术攻关。支持贵州培育壮大战略性新兴产业,加快新能源动力电池及材料研发生产基地建设。

20217

工业和信息化部

新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023)

加快先进绿色技术产品应用。支持探索利用锂电池、储氢和飞轮储能等作为数据中心多元化储能和备用电源装置,加强动力电池梯次利用产品推广应用。

202111

工业和信息化部等四部

关于加强产融合作推动工业绿色发展的指导意见

推动新型储能电池产业突破;加快发展战略性新兴产业,提升新能源汽车等产业链水平,推动提高产业集中度,加快充电桩、换电站、加氢站等基础设施建设运营,推动新能源汽车动力电池回收利用体系建设

20226

工业和信息化部等五部

关于推动轻工业高质量发展的指导意见

高能效锂电池安全技术是关键研发突破技术之一

数据来源:观研天下整理

此外,在政府政策支持及市场对产业需求增长的背景下,我国锂离子电池行业相关技术(如锂资源提取技术、电池正负极材料技术等)不断提高与突破,国内相关企业均不断加强对锂离子电池各制造材料的研究,以提高锂产品性能,打破国外企业技术垄断。

我国主要企业锂电材料部分研究项目情况(以杉杉股份为例)

锂电池主要材料

项目名称

项目主要内容及进展

负极材料

QCG-W2

高能量密度兼顾快充,已实现在终端车企的应用

C40

长循环,应用于某龙头电池企业的海外储能项目,已实现批量出货

长循环硅基负极材料

提高了电池的能量密度,实现了电动汽车的长续航性能,己实现批量出货

软炭SC-18

提高材料低温、倍率性能,扩大材料在特殊项目使用,已实现吨级出货

正极材料

4.53V高电压钴酸锂

高容量、低DCR、高温长循环优异,适用于3C领域,特别是5G快充手机以及高温要求苛刻的笔记本电脑,目前处于小试阶段

高镍无钻正极材料开发项目

低成本,高容量,良好的倍率性能,目前处于中试定型阶段

高容量高压实镍钴铝酸锂

Ni92二次球NCA,适用于高能量密度的3C/EV圆柱电池,目前处于小试阶段

高镍多晶镍钴锰酸锂

DCR,长循环,低DCR增长,良好的高温存储性能,目前处于中试阶段

电解液

高比能量4.48V+高电压钴酸锂电解液及添加剂的开发与应用

扩大高容量电解液高端产品占有率,提升技术水平,目前处于中试阶段

含新型高镍、高压正极成膜添加剂的电解液开发及其作用研究

探究添加剂的作用,提升技术水平,解决体系问题,目前处于由试阶段

数据来源:观研天下整理(WYD

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由燃料(主要是煤)燃烧过程中排出的微小灰粒,其粒径一般在1~100μm之间,又称粉煤灰或烟灰飞灰是煤粉进入1300~1500℃的炉膛后,在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的。由于表面张力作用,飞灰大部分呈球状,表面光滑,微孔较小,一部分因在熔融状态下互相碰撞而粘连,成为表面粗糙、棱角较多的蜂窝状组合粒子。飞灰的排

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EVA是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的简称,是一种由乙烯(Ethylene)和醋酸乙烯(Vinyl Acetate)经共聚反应制得的复合材料。EVA是乙烯重要的下游产品之一,是继高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE

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工业气体是现代工业的基础原材料,在国民经济中有着重要地位和作用,广泛应用于冶金、化工、医疗、食品、机械、军工等传统行业,以及半导体、液晶面板、LED、光伏、新能源、生物医药、新材料等新兴产业,对国民经济的发展有着战略性的支持作用,因此被喻为“工业的血液”。

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