鋰電池行業(yè)的特點分析

鋰電池行業(yè)的特點分析鋰電池行業(yè)的特點（一）鋰電池安全問題亟待解決在新能源汽車對傳統(tǒng)燃油車的替代趨勢基本確定的背景下，鋰電池憑借能量密度高、放電功率高、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢，是目前電動汽車使用的主要動力電池。然而近年來，鋰電池熱失控導(dǎo)致的安全事故偶有發(fā)生，對消費者的生命與財產(chǎn)安全造成了威脅。為應(yīng)對鋰電池安全性問題，促進我國新能源汽車等戰(zhàn)略新興行業(yè)的健康發(fā)展，我國公布了《電動汽車用動力蓄電池安全要求》強制國家標準，該標準自2021年開始施行，強制要求鋰電池出廠前進行嚴密的安全測試，包括電芯的6項與電池系統(tǒng)的15項安全性試驗，以確保鋰電池的使用安全。隨著強制標準的施行，鋰電池安全性門檻明顯提升，電池安全性的保障程度將愈發(fā)受到生產(chǎn)企業(yè)、終端使用者和政府監(jiān)管部門的重視，而鋰電池企業(yè)將如何最大程度降低鋰電池的安全問題，是鋰電池及相關(guān)行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。（二）鋰電池多種技術(shù)路線并存近年來，鋰電池商業(yè)化應(yīng)用快速發(fā)展，為應(yīng)對新能源汽車等終端應(yīng)用市場對鋰電池不斷提升的要求，鋰電池新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)，呈現(xiàn)多種技術(shù)路線并存的情形。目前，鋰電池的技術(shù)路線差異主要表現(xiàn)在正極材料體系和封裝形式等方面。一是鋰電池的正極材料技術(shù)路線存在差異。正極材料是鋰電池的重要組成部分，其特性對于電池的能量密度、循環(huán)壽命、安全性能等具有重要影響，技術(shù)路線主要包括三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰等。電池精密結(jié)構(gòu)件及材料憑借其較強的通用性可廣泛用作鋰電池的封裝或?qū)щ姴牧?，一般不受正極材料技術(shù)路線的影響。二是鋰電池的封裝形式存在差異。封裝形式是指單體鋰電池的封裝結(jié)構(gòu)，不同的封裝形式對應(yīng)不同的工藝制程，也對應(yīng)了不同形態(tài)的電池精密結(jié)構(gòu)件。目前，鋰電池封裝形式技術(shù)路線主要包括圓柱、方形、軟包三種形式。目前，圓柱、方形和軟包三類鋰電池特性各有優(yōu)劣，在全球市場呈三分天下的競爭格局，均有較大的市場發(fā)展空間。2020年9月，特斯拉推出了46800大圓柱電池方案。與傳統(tǒng)的小圓柱電池相比，大圓柱電池技術(shù)可降低電池包中電池的數(shù)量以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)件數(shù)量，提升能量密度、簡化電池管理系統(tǒng)、降低制造成本，較大程度彌補圓柱電池電池管理系統(tǒng)要求高于方形電池的劣勢。從目前進展來看，2022年1月特斯拉已實現(xiàn)自產(chǎn)100萬顆4680大圓柱電池，產(chǎn)品良率達到量產(chǎn)水平。2022年9月，寶馬集團宣布從2025年起在其新車型中使用46系列圓柱電芯，并將首批合作伙伴鎖定為寧德時代和億緯鋰能。（三）其他電池行業(yè)概述1、鎳氫電池行業(yè)概述鎳氫電池的電化學(xué)特性與鎳鎘電池類似，但相較而言，鎳氫電池能量密度高、容量大、無記憶效應(yīng)、清潔環(huán)保。鎳氫電池發(fā)展至今，廣泛應(yīng)用在民用零售領(lǐng)域；隨著車聯(lián)網(wǎng)的興起，鎳氫電池作為車載T-Box電源的主流方案，發(fā)展前景廣闊。民用零售領(lǐng)域，鎳氫電池憑借綠色環(huán)保、高安全性、循環(huán)壽命長、性價比高等優(yōu)勢，通過商超等零售渠道，廣泛應(yīng)用于電動玩具、照明燈具、遙控器等領(lǐng)域。根據(jù)日本富士經(jīng)濟預(yù)測，2021年至2024年全球民用零售鎳氫電池將保持2．70億只的市場規(guī)模，市場趨于飽和，呈現(xiàn)平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢。車載T-Box領(lǐng)域，車載T-Box是一種可深度讀取汽車CAN（控制器局域網(wǎng)絡(luò)）總線數(shù)據(jù)和私有協(xié)議的裝置，是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵零部件之一。車載T-Box所配置的備用電源可確保外部電源斷電后，安全通訊、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ苷＿\行，例如發(fā)生車禍時的緊急呼叫功能等。近幾年，各國政府開始鼓勵汽車配置E-Call功能，歐盟更是在2018年通過法規(guī)做出新車強制標配E-Call的規(guī)定，鎳氫電池以良好的可靠性、循環(huán)壽命長、寬溫等特性被眾多T-Box廠商作為最佳的備用電源，具有較大的市場前景。2、鋅錳電池行業(yè)概述鋅錳電池是以二氧化錳為正極，鋅為負極的一次電池，是日常生活中最為常見的電池，如經(jīng)常接觸到的5號電池、7號電池等，其技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定、安全可靠、使用方便，已成為消費者日常生活中不可或缺的易耗品。鋅錳電池主要包括傳統(tǒng)的碳性電池和新興的堿性電池。在傳統(tǒng)市場領(lǐng)域，碳性鋅錳電池作為國際標準化產(chǎn)品，尺寸大小、單體形狀等具有通用標準，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的規(guī)模生產(chǎn)，便于攜帶，是生活不可缺少的主要獨立電源。目前來看，并無更好的替代產(chǎn)品，市場需求具有較高的剛性，市場規(guī)模較為穩(wěn)定；在新興下游產(chǎn)品市場，堿性鋅錳電池具有工作電壓高、內(nèi)阻低、單位質(zhì)量電極活性物質(zhì)容量高、續(xù)航時間長等優(yōu)點，作為小型電器的主要電源，適合于大電流放電及需要更長時間放電的場合。隨著日常生活用電器具的不斷智能化、無線化和便攜化，新興小型消費電子產(chǎn)品、智能小型家用電器的普及和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，堿性電池市場需求將不斷增加。中國鋰電池市場份額從鋰電池下游應(yīng)用來看，隨著電子產(chǎn)品對高效化、輕薄化的要求越來越高，智能手機、平板電腦、移動電源等便攜式鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展是最近幾年驅(qū)動鋰電池行業(yè)持續(xù)增長的主要動力。隨著新能源汽車等領(lǐng)域受國家政策支持、技術(shù)進步等作用高速發(fā)展，動力鋰電池等行業(yè)板塊發(fā)展迅速，并將在未來迎來更快的增長。中國鋰電池精密結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模現(xiàn)狀鋰電池精密結(jié)構(gòu)件的類型與鋰電池封裝形式密切相關(guān)。目前，圓柱、方形和軟包等三種封裝形式的鋰電池在全球市場呈三分天下的競爭格局，均有較大的市場發(fā)展空間。整體而言，終端應(yīng)用領(lǐng)域和國家強制標準對鋰電池的安全性要求不斷提升，有利于鋰電池精密結(jié)構(gòu)件行業(yè)的長期健康發(fā)展。2019年-2021年，中國圓柱鋰電池精密結(jié)構(gòu)件市場分別為8億元、14億元和24億元，呈快速上升趨勢。2020年以來，受電動工具、電動輕型車等終端應(yīng)用市場需求帶動，圓柱鋰電池市場規(guī)模較快增長。GGII預(yù)計，2025年中國圓柱鋰電池精密結(jié)構(gòu)件的市場規(guī)模將達到48億元（不含在中國建廠的海外電池廠商的需求，如：松下、三洋、LG化學(xué)等）。2019年-2021年，中國方形鋰電池精密結(jié)構(gòu)件市場分別為54億元、62億元和101億元，呈持續(xù)快速增長趨勢，主要系新能源汽車用動力電池裝機量持續(xù)上升的影響。未來，新能源汽車用動力電池市場和新型儲能電池市場仍將持續(xù)推動方形鋰電池精密結(jié)構(gòu)件市場快速擴張。受鋰電池市場快速發(fā)展的影響，鋰電池精密結(jié)構(gòu)件行業(yè)產(chǎn)值持續(xù)增長。2017至2020年，中國鋰電池精密結(jié)構(gòu)件市場產(chǎn)值由31．4億元快速增至75．8億元，期間年復(fù)合增長率為34．15%，預(yù)計2025年將達270億元。受電動工具、電動輕型車等終端應(yīng)用市場需求帶動，圓柱鋰電池市場規(guī)模較快增長。數(shù)據(jù)顯示，2020年中國圓柱鋰電池精密結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模約14億元，較2019年增加6億元，預(yù)計到2025年其市場規(guī)模將達48億元。2017至2020年，中國方形鋰電池精密結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模呈持續(xù)快速增長態(tài)勢，從21億元增長至62億元，主要是受到新能源汽車用動力電池裝機量持續(xù)上升的影響。未來，新能源汽車用動力電池市場和新型儲能電池市場仍將持續(xù)推動方形鋰電池精密結(jié)構(gòu)件市場快速擴張。預(yù)計到2021年我國方形鋰電池精密結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模將有望突破100億元，至2025年達222億元。鋰電池及鋰電池精密結(jié)構(gòu)件市場現(xiàn)狀鋰電池自上世紀90年代初實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以來，由于其具有能量密度高、工作電壓大、循環(huán)壽命長、充電速度快、放電功率高、自放電率小、記憶效應(yīng)小和綠色環(huán)保等突出優(yōu)勢，得到了迅速的發(fā)展；2000年以后，鋰電池在手機電池領(lǐng)域逐步占據(jù)主導(dǎo)地位，直至基本壟斷手機電池領(lǐng)域，同時在筆記本電腦、數(shù)碼相機、電動工具等領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用，并逐步向新能源汽車等領(lǐng)域拓展。近些年來，隨著新能源汽車概念不斷深入人心，應(yīng)用于新能源汽車的動力鋰電池精密結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域發(fā)展迅速，其在總體鋰電池行業(yè)中的市場份額占比快速提升。全球鋰電池行業(yè)近年來快速增長。根據(jù)IIT的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2005至2015年，全球鋰電池總需求量8Gwh增長到57Gwh，市場規(guī)模從56億美元增長到221億美元，復(fù)合年增長率分別高達21．7%和14．7%；預(yù)計2025年全球鋰電池總需求量和市場規(guī)模將分別達到184Gwh和363億美元，未來十年復(fù)合年增長率預(yù)計分別為12．4%和5．1%，將繼續(xù)維持在較高水平。我國鋰電池市場規(guī)模亦不斷提升。根據(jù)高工鋰電的統(tǒng)計，2011至2015年間，中國鋰電池產(chǎn)量從12Gwh增長到46Gwh，增長了2．8倍，預(yù)計2016年將達到70Gwh；中國鋰電池市場規(guī)模亦從2011年的277億元增長到2015年的850億元，復(fù)合年增長率高達32．4%，預(yù)計2016年市場規(guī)模將達1，220億元。隨著消費電子及新能源汽車行業(yè)形成全球化采購和資源配置格局，鋰電池產(chǎn)業(yè)正逐步向中國等發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。中國等發(fā)展中國家在全球鋰電池行業(yè)的地位迅速提升。在動力鋰電池方面，由于我國政府大力支持、市場空間廣闊、相關(guān)上下游行業(yè)配套等因素的共同影響，中國動力鋰電池企業(yè)在全球動力鋰電池領(lǐng)域已擁有舉足輕重的地位，市場份額迅速增長；在便攜式鋰電池方面，隨著中國工業(yè)技術(shù)、工藝水平、產(chǎn)品品質(zhì)等的提升，成本優(yōu)勢的體現(xiàn)以及一批先進精密結(jié)構(gòu)件等配套企業(yè)的崛起，松下、三星、LG等多家鋰電池產(chǎn)業(yè)巨頭紛紛在華設(shè)立子公司或?qū)⑸a(chǎn)制造部門甚至研發(fā)部門遷至中國，從而使得近年來鋰電池材料國產(chǎn)化比例快速提升。而從2011至2015年的數(shù)據(jù)來看，中國市場份額增加了15個百分點，預(yù)計未來幾年仍將有一定的提升空間。殼體殼體的制造相對簡單，主要采用連續(xù)拉伸工藝。由于蓋板集成部件較多，工藝較為復(fù)雜，且在實際作用時，防爆閥開啟后電解液容易飛濺至蓋板接線造成二次事故，因此出現(xiàn)了將防爆閥轉(zhuǎn)移至殼體的現(xiàn)象。與圓柱、方形電池的硬殼不同，軟包電池采用鋁塑膜封裝。鋁塑膜由鋁箔、多種塑料和粘合劑（包括粘接性樹脂）組成，按照制作工藝區(qū)分，主要有干法和熱法兩種。相比熱法鋁塑膜，干法鋁塑膜更加適用于大倍率、高能量動力電池，應(yīng)用更加普遍。因為與電池的內(nèi)部材料直接連在一起，所以電解液會浸潤到鋁塑膜的內(nèi)層，故要求其具備以下性能：1）極高的阻隔性；2）良好的熱封性能；3）內(nèi)層材料耐電解液及強酸，不與電解液反應(yīng)；4）良好的延展性、柔韌性和機械強度。在結(jié)構(gòu)上，鋁塑膜為一種三層膜的復(fù)合材料，主要由尼龍層（ON）、鋁箔層（AL）、流延或未拉伸聚丙烯層（CPP）相互粘合后構(gòu)成。根據(jù)鋁塑膜厚度的不同，可分為88μm、113μm、152μm，其中厚度152μm的鋁塑膜適用于動力電池，而更薄的88μm和113μm適用于3C領(lǐng)域。在成本上，鋁塑膜占到整只電芯的18%，僅次于正極（30%）和電解液（25%），屬于占比較大的一種成分。在鋁塑膜本身的構(gòu)成中，鋁箔的成本占到65%。在鋁塑膜的原材料中，鋁箔是核心材料，厚度5-9μm，國內(nèi)產(chǎn)能較豐富，領(lǐng)先的壓延鋁箔企業(yè)包括華西鋁業(yè)、渤海鋁業(yè)、河南神馬等，但國內(nèi)產(chǎn)品在性能方面不及國際產(chǎn)品，主要供應(yīng)中低端3C消費電子領(lǐng)域。CPP（流延聚丙烯薄膜）主要起到封口作用，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)主要有佛塑科技、廣東仕誠、佛山俊嘉等，但產(chǎn)品主要用于低端3C消費電子領(lǐng)域。BOPA（雙向拉伸尼龍薄膜）位于最外層，主要起到保護作用。國內(nèi)廠家主要有滄州明珠、佛塑科技、廈門長塑等，但主要應(yīng)用領(lǐng)域為3C消費電子領(lǐng)域。綜上，國內(nèi)原材料主要應(yīng)用于3C消費電子領(lǐng)域，在軟包動力電池領(lǐng)域所需原材料仍依賴進口。中國動力鋰電池結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，動力鋰電池及相關(guān)材料行業(yè)迎來爆發(fā)式增長機遇，動力鋰電池精密結(jié)構(gòu)件的市場也將迎來高速的發(fā)展。預(yù)計到2026年，動力鋰電池結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模將達到376．7億元。企業(yè)格局方面，我國動力鋰電池精密結(jié)構(gòu)件產(chǎn)業(yè)兩級分化趨勢明顯：絕大多數(shù)企業(yè)處于技術(shù)和工藝品質(zhì)較低的水平，企業(yè)規(guī)模較小，區(qū)域性明顯，生存能力相對較弱；少數(shù)優(yōu)質(zhì)企業(yè)憑借早期的積極研發(fā)積累，先期占領(lǐng)中高端市場，并憑借與國際廠商的合作，實現(xiàn)了技術(shù)和生產(chǎn)工藝的突破，達到國際品質(zhì)標準，具備較強的競爭能力。動力鋰電池精密結(jié)構(gòu)件作為動力鋰電池的重要配套行業(yè)，由于下游鋰電池生產(chǎn)行業(yè)集中度較高的原因，動力鋰電池精密結(jié)構(gòu)件的市場格局也相對集中。未來幾年，隨著鋰電池能量密度等門檻的不斷提高對鋰電池生產(chǎn)企業(yè)提升鋰電池技術(shù)的需求也相應(yīng)增加，規(guī)模較小的鋰電池生產(chǎn)企業(yè)由于技術(shù)實力較弱，產(chǎn)品的市場競爭力將會下降，行業(yè)將進入整合階段。動力鋰電池行業(yè)集中度的提升也將進一步提升鋰電池結(jié)構(gòu)件市場集中度。另外，受益于鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈向中國市場的轉(zhuǎn)移趨勢，中國國內(nèi)的優(yōu)質(zhì)動力鋰電池精密結(jié)構(gòu)件供應(yīng)商快迎來快速發(fā)展的機遇，市場有進一步擴張的潛力。硬殼結(jié)構(gòu)件硬殼結(jié)構(gòu)件包括圓柱和方形結(jié)構(gòu)件，通常由殼體和蓋板組成。其中，蓋板的制造工藝復(fù)雜度通常遠高于殼體。1）固定/密封功能：頂蓋與鋁殼激光焊接，包裹固定裸電芯并實現(xiàn)密封作用；2）電流導(dǎo)通功能（極柱）：在電池中，頂蓋極柱、轉(zhuǎn)接片和電芯極耳焊接導(dǎo)通，保證電芯充放電電流導(dǎo)通的功能；在模組中，頂蓋極柱與匯流排激光焊接、螺栓連接，形成串/并聯(lián)；3）泄壓功能（防爆片）：當電池出現(xiàn)異常，內(nèi)部氣壓增大至一定值，頂蓋防爆閥將開啟進行泄壓，降低爆炸風險；4）熔斷保護功能（翻轉(zhuǎn)片）：當電池出現(xiàn)異常，內(nèi)部氣壓增大至一定值，頂蓋翻轉(zhuǎn)片向上頂起，與負極鉚接塊接觸，使頂蓋正負極直接短路，同時鋁連接片F(xiàn)use熔斷，快速切斷電流；5）降低電腐蝕：正極上塑膠采用導(dǎo)電PPS，保證正極柱與頂蓋板間有一定阻值，降低正極柱與鋁殼間的電位差，防止頂蓋板/鋁殼電腐蝕，進而提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。蓋板中重要部件主要有：1）防爆片：一般磷酸鐵鋰體系電池頂蓋采用單個防爆閥設(shè)計，防爆閥開啟壓力一般為0．4～0．8MPa