電芯全景調研與發(fā)展戰(zhàn)略研究

電芯全景調研與發(fā)展戰(zhàn)略研究全球動力電池市場的主要份額從頭部企業(yè)來看，全球動力電池廠商主要集中在中日韓三國。根據SNEResearch發(fā)布的2021年全球動力電池裝機量排行榜，中國廠商6家、韓國3家、日本1家，前十名分別為：寧德時代、LG新能源、松下、比亞迪、SKOn、三星SDI、中創(chuàng)新航（中航鋰電）、國軒高科、遠景動力、蜂巢能源。2021年，寧德時代在動力電池領域的全球裝機量達到96．7GWh，市場占有率為32．6%，位列全球第一，這是寧德時代連續(xù)第五年登上全球最大動力電池企業(yè)的寶座，與2020年相比，其市場份額增加了8個百分點；韓國LG新能源排名第二，2021年動力電池裝機量為60．2GWh，市場占有率為20．3%，是寧德時代最大的競爭對手；日本松下排名三，2021年動力電池裝機量為36．1GWh，市場占有率為12．2%。全球動力電池公司行業(yè)集中效應十分明顯，2019—2021年，前三家企業(yè)合計占市場比例分別為63%、66%、65%；前十家企業(yè)所占市場份額也保持在90%以上。我國在動力電池方向具有明顯優(yōu)勢，2021年我國動力電池廠商裝機量占據全球50%左右的市場份額，且我國在動力電池主要材料供應鏈正負極，隔膜、電解液、配套齊全，可以進行完全獨立的設計和量產，在全球汽車行業(yè)電氣化的變革浪潮中，動力電池行業(yè)相關企業(yè)將會明顯受益。新能源汽車行業(yè)概況實現道路交通領域碳中和的核心思路在于發(fā)展新能源汽車，降低石油消費比重，減少環(huán)境污染及碳排放。全球各主要經濟體均設立了電動化目標，推動新能源汽車的發(fā)展。在2025年我國新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右，2035年，純電動汽車成為新銷售車輛的主流，公共領域用車全面電動化。美國亦在2020年《清潔能源革命和環(huán)境計劃》和2021年《新基建計劃》中充分鼓勵新能源汽車的發(fā)展，并確立了2030年新能源汽車滲透率50%的目標。歐洲國家中，法國提出2040年無使用化石燃料的汽車，英國提出2035年電動化率達100%。發(fā)展新能源汽車已成全球主要經濟體的共識。在宏觀背景下，全球新能源汽車銷量不斷增長。2016年至2021年全球新能源汽車銷量由79萬輛增長至675萬輛，年復合增長率達到53．58%，全球市場滲透率也由0．9%增長至8．3%。結合未來的政策鼓勵因素，預計新能源汽車市場仍有較大發(fā)展?jié)撃?。在我國宏觀戰(zhàn)略的提前布局下，2019年-2021年，我國新能源汽車銷量由120．6萬輛增長至352．1萬輛，增長率達到191．96%，市場滲透率亦從4．68%上升至13．40%，增長較為迅速。儲能電池行業(yè)概況儲能的本質是為了解決供電生產的連續(xù)性和用電需求的間斷性之間的矛盾，實現電力在發(fā)電側、電網側以及用戶側的穩(wěn)定運行。在發(fā)電側和電網側，隨著傳統(tǒng)發(fā)電方式逐漸被新能源發(fā)電取代，風光裝機不斷增長，棄風棄光問題隨之而來。棄風棄光系指受限于某種原因被迫放棄風水光能，停止相應發(fā)電機組或減少其發(fā)電量。此外，伴隨新能源裝機占比持續(xù)提升，發(fā)電設備總體的間歇性和不穩(wěn)定性增強，調峰調頻需求愈加強烈。儲能為解決棄風棄光和調峰調頻需求的有效方案。在用電側，儲能通過對于電能在時間維度上的調度進行削峰填谷，可平滑需求，并為終端用戶節(jié)省用電成本?，F階段，儲能行業(yè)處于各項技術共同發(fā)展的階段，尚未形成絕對優(yōu)勢儲能技術，主要包括以抽水儲能、壓縮空氣儲能為代表的物理儲能技術和以鋰離子電池、鉛酸（碳）電池為代表的電化學儲能技術。2021年7月，發(fā)改委、能源局聯合發(fā)布《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》，明確到2025年新型儲能裝機規(guī)模達30GW以上，市場空間廣闊。根據GGII統(tǒng)計，2021年國內儲能電池出貨量48GWh，同比增長2．6倍；其中電力儲能電池出貨量29GWh，同比2020年的6．6GWh增長4．39倍。背后增長的原因得益于2021年海外儲能電站裝機規(guī)模暴漲以及國內風光強配儲能的管理政策。GGII預計2022年國內儲能電池有望繼續(xù)保持高速增長態(tài)勢。鋰電池生產技術快速進步，使得鋰電池產品成本下降，將提升儲能鋰電池產品相比其他儲能技術的競爭力，鋰電池在儲能領域的市場滲透率逐漸提升，也將進一步推動應用市場規(guī)模相應增長。新能源汽車行業(yè)的發(fā)展情況和未來發(fā)展趨勢2025年新能源汽車占汽車總銷量的比重達到20%，2030年新能源汽車在總銷量的占比達到40%左右，2035年新能源汽車銷量占國內汽車市場銷量的50%以上，汽車產業(yè)實現電動化轉型。同時，消費者對新能源汽車各項指標的要求促進動力電池行業(yè)不斷技術創(chuàng)新。多元的終端應用場景對于電池的性能要求存在側重，但如何在安全的條件下提升電池系統(tǒng)的能量密度一直為電池技術發(fā)展的主線。圍繞這一主線，動力電池發(fā)展主要分為兩類方向：第一，動力電池材料的技術的漸進創(chuàng)新。首先，對正極材料而言，以能量密度為主要性能提升點系開發(fā)主線，三元體系在提升能量密度方面具備優(yōu)勢。但在某些情況下，以磷酸鐵鋰體系為代表的相對低能量密度的材料在別的維度存在優(yōu)勢，亦有應用價值，正極材料的開發(fā)遵循產業(yè)化優(yōu)先，體系兼容優(yōu)先的理念，能量密度呈現動態(tài)循環(huán)往復的螺旋式上升。其次，對負極材料而言，研發(fā)趨勢為低成本、高能量密度。現階段，石墨負極仍為主流，硅碳混合負極材料、純硅負極材料為主要研發(fā)熱點。最后，電解質與隔膜則將跟隨兩極材料的技術革新不斷優(yōu)化，鋰離子電池從液態(tài)向半固態(tài)、全固態(tài)發(fā)展和演進，將為行業(yè)帶來較大的變化。第二，動力電池制造的工藝改善。各主要電池廠廠商從工藝維度入手，開展性能的邊際改善，進而實現制造環(huán)節(jié)的優(yōu)化和動力電池的系統(tǒng)集約化。一種方向為做大容量電芯，例如長條型方形電芯、大圓柱電池，減少電芯附屬件對電池整體能量密度的影響。第二種方向則是實現系統(tǒng)集約化，去掉冗余零件、功能及繁雜工藝，高速疊片工藝、CTP/LCTP、CTC等技術均在一定程度上影響著產業(yè)格局。新能源汽車產銷高增長帶動動力電池裝車量走高，動力電池將在未來面臨較大退役規(guī)模?，F階段，退役動力電池的循環(huán)利用主要手段為梯次利用以及報廢回收。報廢回收系對壽命終止的電池，直接進行拆解處理，提取內部可回收金屬；梯次利用回收系將剩余容量較高的退役電池在低要求的應用領域進行二次使用。動力電池廠商在退役動力電池循環(huán)利用上具備明顯技術優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢，已成為該市場的主要參與者。受益于新能源汽車的快速發(fā)展，動力電池市場規(guī)模持續(xù)擴大新能源汽車產銷量同比均繼續(xù)保持高速增長，同比增速持續(xù)顯著領先行業(yè)。根據工信部數據，2021年我國新能源汽車銷量達到352萬輛，同比增長160%；根據乘聯會數據，2021年新能源汽車國內零售滲透率14．8%，其中12月滲透率達22．6%，已超過《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中制定的2025年達到20%滲透率的目標。根據中國汽車動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯盟數據，2021年，我國動力電池產量為219．7GWh，同比增長163．4％；銷量為186GWh，同比增長182．3％；裝車量為154．5GWh，同比增長142．8%。根據SNE數據，2021年全球各國注冊的電動汽車電池電量總量為296．8GWh，同比增長102．2%，環(huán)比上漲37．3%。未來動力電池的重要發(fā)展方向隨著動力電池的需求量日益增加，動力電池生產企業(yè)也在尋找未來動力電池的發(fā)展方向，以目前已經公布的研究路徑來看，鈉離子電池、高鎳三元鋰離子電池和固態(tài)電解質電池是廠商主要選擇的技術發(fā)展路徑。鈉離子電池原材料儲量豐富，生產效率快，性能與市場上鋰離子電池沒有明顯差異，可以有效降低動力電池生產成本。寧德時代在2021年7月29日發(fā)布鈉離子電池，相較于鋰離子電池，鈉離子電池具有更低的成本而且在儲運方面具有巨大優(yōu)勢。鈉離子電池在原理與結構上與鋰離子電池十分相似，僅在材料的選擇上存在差異，鈉離子電池生產線可以沿用鋰離子電池生產線。目前鈉離子電池初步應用于儲能和低速動力領域，隨著寧德時代發(fā)布鈉離子動力電池，鈉離子電池應在動力領域向替代鋰離子電池又邁進了一步。鈉離子電池具有高能量密度，高倍率充電，優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，良好的低溫性能和高集成效率等優(yōu)勢。電芯單體能量密度達到160Wh/kg；常溫充電15分鐘，電池容量可以達到80%以上；在-20℃低溫環(huán)境中，放電保持率可以達到90%以上；系統(tǒng)集成效率可以達到80%以上。根據寧德時代公布的研究計劃，下一代鈉離子電池的研發(fā)目標是200Wh/kg以上。高鎳三元鋰電池是以動力電池中鎳含量為主要判斷標準，主要包括6系、8系三元鋰電池，甚至是正在研究的9系三元鋰電池，在中高端新能源乘用車上有廣闊應用前景，在未來解決安全性的前提下，中高端乘用車動力電池能量密度將有質的飛躍。高鎳三元鋰電池較高能量密度帶來的優(yōu)勢將驅動即使在單位成本價格依舊高于的情況下，實現綜合成本接近磷酸鐵鋰電池。目前全球主要動力電池生產廠商在高鎳電池研發(fā)上均有布局。固態(tài)電解質電池在安全性，穩(wěn)定性，循環(huán)壽命額能量密度等方面具有巨大優(yōu)勢，有望解決安全問題。使用固態(tài)電解質代替當前鋰電池中的易燃電解質溶液，可以更安全密集地儲存能量，使用固態(tài)電解質將減少對銅和鋁的需求，不再對隔膜和液態(tài)電解液產生依賴，但目前也存在著技術不成熟，生產成本高昂，關鍵材料制備困難等缺陷，但固態(tài)電解質電池可以有效減少動力電池組體積，保障動力電池安全，商業(yè)化前景廣闊，未來必定成為主流研究方向。整體來看，全球新能源汽車發(fā)展勢頭明確且強勁，隨著新能源汽車滲透率和銷量的持續(xù)提升，動力電池作為新能源汽車的心臟，將迎來廣闊的市場空間和黃金發(fā)展時期；在技術上路線方面，一定時期內磷酸鐵鋰和三元鋰電將并存發(fā)展，長期來看鈉離子電池、高鎳三元鋰離子電池和固態(tài)電解質電池有望脫穎而出，實現電池性能質的突破。動力電池行業(yè)主要進入壁壘（一）動力電池行業(yè)技術和工藝壁壘動力電池行業(yè)具有較高的技術壁壘。首先，動力電池技術本身涉及材料學、電化學等諸多交叉學科，對企業(yè)技術研發(fā)投入要求較高；其次，行業(yè)內成熟企業(yè)會將自身研究成果通過構建專利予以保護；此外，動力電池產業(yè)工序復雜，過程管控嚴格，對于原料的把控、輔助材料的選用、生產流程的管理、量產工藝的形成均需長期經驗積累。（二）動力電池行業(yè)人才壁壘動力電池行業(yè)為人才密集型行業(yè)。動力電池企業(yè)不僅需要大量復合型研發(fā)人員，也需要技術積累豐富、行業(yè)經驗充足的生產人員。由于研發(fā)人員、生產人員的培訓與成長通常需要耗費大量的時間成本和資金成本，已構建經驗豐富的核心技術人員團隊的企業(yè)較新進企業(yè)而言具備更強的競爭優(yōu)勢。（三）動力電池行業(yè)客戶資源壁壘汽車行業(yè)對上游重要部件供應商通常實行較為嚴格的準入管理。動力電池作為新能源汽車的重要組成部分，整車企業(yè)對其重視程度相對較高，通過對供應商的認證與評估，確定其生產設備、工藝流程、管理能力、產品品質等都能夠達到要求后，才會與之建立定點的供應關系。動力電池企業(yè)亦需根據具體車型進行配套研發(fā)，并在通過整車企業(yè)驗證后實現量產與銷售。作為新能源汽車的核心零部件，在一款車型的生命周期內，車企傾向于選擇能夠持續(xù)穩(wěn)定提供高質量電池產品的電池廠商。（四）動力電池行業(yè)規(guī)模壁壘動力電池的生產具備規(guī)模經濟的特點，具備較高的規(guī)模壁壘。首先，動力電池行業(yè)新進企業(yè)從產線建設到產品通過驗證并穩(wěn)定交付通常需要耗費較長時間，此階段對企業(yè)抗風險能力要求較高，中小企業(yè)易被擠出市場。其次，動力電池企業(yè)規(guī)模擴張以穩(wěn)定可行的技術路線體系、競爭力較強的產品與優(yōu)質的客戶體系為前提，業(yè)內規(guī)模較大的企業(yè)的擴張更易實現。此外，動力電池在新能源汽車供應鏈中舉足輕重，規(guī)模較大的動力電池企業(yè)通常具備與上游供應商及下游客戶的較強議價能力，從而在價格、數量、信用政策等方面形成競爭優(yōu)勢。動力電池行業(yè)競爭格局（一）動力電池行業(yè)全球競爭格局根據SNEResearch數據，從裝機量看，2021年全球前十動力電池企業(yè)裝