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文檔簡介
東亞前海鋰電行業(yè)研究框架報告日期:2022年12月15日理性投資
專業(yè)融資RATIONAL
INVESTMENT
PROFESSIONALFINANCING1核心觀點(diǎn)在
“雙碳”背景下,新能源汽車行業(yè)以及新型儲能賽道迎來快速發(fā)展。新能源汽車方面,2021年我國新能源汽車銷量為352.1萬輛,同比增長157.5%;2022年1-10月銷量為528萬輛,同比增長107.67%。在新能源政策補(bǔ)貼逐漸退坡的情況下,我國新能源汽車市場滲透率仍然逐步提升,2022年1-10月滲透率達(dá)24.03%,較2021年提升10.63pct。新能源車市場滲透率大幅增長表明我國新能源車行業(yè)發(fā)展已逐步由政策驅(qū)動轉(zhuǎn)為市場驅(qū)動,實(shí)現(xiàn)良性發(fā)展。新型儲能方面,新能源發(fā)電并網(wǎng)為新型儲能行業(yè)發(fā)展提供了機(jī)遇。截至2022年9月末,我國已有24省區(qū)發(fā)布新能源配儲政策。同時《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出到2025年新型儲能的裝機(jī)規(guī)模達(dá)30GW以上,我國新型儲能行業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間。新能源汽車與新型儲能賽道高景氣帶動鋰電行業(yè)景氣度提升。?動力電池裝車量及儲能鋰電池出貨量實(shí)現(xiàn)高速增長。動力電池方面,2021年我國動力電池裝車量為154.5GWh,同比增長142.77%;2022年1-10月裝車量為224.24GWh,同比增長108.69%,其中磷酸鐵鋰電池裝車量為135.99GWh,同比增長155.56%,三元電池裝車量為87.99GWh,同比增長62.78%。儲能鋰電池方面,2022年上半年我國儲能鋰電池出貨量為44.5GWh,整體規(guī)模已接近2021年全年水平,高工鋰電預(yù)計2022年我國儲能鋰電池出貨量在90GWh以上。????正極材料中磷酸鐵鋰、三元材料需求量大幅提升。磷酸鐵鋰方面,2022年1-9月我國磷酸鐵鋰表觀消費(fèi)量為64.98萬噸,同比增長120.49%。三元材料方面,2022年1-9月我國三元材料表觀消費(fèi)量為43.58萬噸,同比增長48.29%,已超2021年全年水平。負(fù)極材料以人造石墨為主,出貨量大幅提升。截至2022年上半年,我國人造石墨出貨量占負(fù)極材料出貨量的比例達(dá)85%。2021年我國負(fù)極材料出貨量為72萬噸,同比增長94.59%;2022H1出貨量為54萬噸,同比增長68.8%。電解液和隔膜需求量均增長較快。電解液方面,2021年我國電解液出貨量占全球電解液出貨量比例為82.84%,為電解液生產(chǎn)大國。2021年我國電解液出貨量為50.7萬噸,同比增長88.48%。隔膜方面,2021年我國隔膜出貨量達(dá)78億平方米,同比增長110.81%;2022H1出貨量為54億平方米,同比增長55%。鋰電池技術(shù)不斷更新迭代,向高安全、高能量密度發(fā)展。目前鋰電池生產(chǎn)商不斷創(chuàng)新鋰電池結(jié)構(gòu)和電芯,進(jìn)而提升鋰電池安全性與能量密度。在產(chǎn)能與需求的同步擴(kuò)張下,未來擁有高性價比的鋰電池生產(chǎn)商將在行業(yè)中取得顯著的競爭優(yōu)勢。風(fēng)險提示:新能源汽車銷售不及預(yù)期,原材料價格異常波動,市場競爭加劇等。201鋰電池位于產(chǎn)業(yè)鏈中游目錄CONTENTS02核心材料:四大關(guān)鍵材料、成長屬性凸顯03結(jié)構(gòu)件:電池鎧甲、規(guī)模提升04鋰電池:方興未艾,出貨高增05電池技術(shù)創(chuàng)新:以高安全、高能量密度為導(dǎo)向06風(fēng)險提示3PART
011THETITLEINENGLISH鋰電池位于產(chǎn)業(yè)鏈中游4鋰電池位于產(chǎn)業(yè)鏈中游圖表1:鋰電池全景產(chǎn)業(yè)鏈圖5資料:新材料產(chǎn)業(yè)在線,OFweek維科網(wǎng),東亞前海證券研究所PART
022THETITLEINENGLISH核心材料:四大關(guān)鍵材料、成長屬性凸顯6四大核心組成材料?
鋰電池四大核心組成材料:正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液。動力電池為鋰電池的主要消費(fèi)領(lǐng)域,2021年我國動力電池消費(fèi)占比達(dá)60%。在動力電池的成本構(gòu)成中,2021年正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液的成本占比分別為45%、10%、10%、10%。圖表2:2021年我國鋰電池下游消費(fèi)結(jié)構(gòu)圖表3:2021年我國動力電池成本構(gòu)成資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,東亞前海證券研究所72.1
正極材料分類及性能對比?
目前得到商業(yè)化應(yīng)用的正極材料主要包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料。鈷酸鋰具有振實(shí)密度大、充放電穩(wěn)定、工作電壓高等優(yōu)勢,主要應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域;錳酸鋰具有資源豐富、成本低、安全性能好等優(yōu)勢,主要應(yīng)用于專用車等領(lǐng)域;磷酸鐵鋰具有循環(huán)壽命高、安全性好等優(yōu)勢,主要應(yīng)用于商用車、儲能等領(lǐng)域;三元材料具有能量密度高等優(yōu)勢,主要應(yīng)用于乘用車領(lǐng)域。圖表4:四種類型正極材料性能對比資料:長遠(yuǎn)鋰科招股說明書,東亞前海證券研究所82.1
正極材料分類及性能對比?
四種類型的正極材料中以磷酸鐵鋰和三元材料為主。磷酸鐵鋰和三元材料在價格和性能方面的綜合優(yōu)勢決定了兩者較大的出貨量占比。其中2021年我國三元材料、磷酸鐵鋰正極材料出貨量占國內(nèi)總正極材料出貨量的比例分別為38.05%、42.48%。隨著磷酸鐵鋰電池性能的不斷改善以及儲能賽道的發(fā)展,磷酸鐵鋰材料出貨量大幅增長,2021年我國磷酸鐵鋰出貨量為48萬噸,同比增長287.1%,首次超過三元材料出貨量43萬噸。圖表5:2016-2021年我國四種類型鋰電池正極材料出貨量占比資料:GGII,東亞前海證券研究所92.1.1
鈷酸鋰:供給收縮、需求下降?
2022年以來鈷酸鋰供給有所收縮。截至2022年9月,我國鈷酸鋰有效產(chǎn)能為12.55萬噸,較2021年全年下降0.79%。此外,2022年1-9月我國鈷酸鋰產(chǎn)量為5.72萬噸,同比下降27.04%。鈷酸鋰產(chǎn)量大幅下降主要系上游原材料碳酸鋰價格高企,疊加下游數(shù)碼終端市場需求疲軟,成本和需求雙重壓力下致使鈷酸鋰企業(yè)減產(chǎn)。圖表6:2017-2022年9月我國鈷酸鋰有效產(chǎn)能圖表7:2017-2022年1-9月我國鈷酸鋰產(chǎn)量資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所102.1.1
鈷酸鋰:供給收縮、需求下降?
我國鈷酸鋰行業(yè)集中度較高。2021年我國鈷酸鋰行業(yè)產(chǎn)能CR3、CR5分別達(dá)63.24%和83.00%,行業(yè)集中度較高。其中廈門鎢業(yè)龍頭地位顯著,2021年鈷酸鋰產(chǎn)能為4萬噸,市場占有率高達(dá)31.62%。杉杉股份、天津巴莫和格林美緊隨其后,2021年鈷酸鋰產(chǎn)能市占率分別為19.76%、11.86%和11.86%。?
鈷酸鋰電池下游主要應(yīng)用于3C消費(fèi)電子領(lǐng)域。鈷酸鋰正極材料所含元素較少,產(chǎn)業(yè)鏈較為簡單,上游原料為碳酸鋰和四氧化三鈷,中游加工成數(shù)碼型電池,下游廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本、平板電腦、其他電子產(chǎn)品等領(lǐng)域,2021年需求占比分別為48.29%、26.47%、6.38%、18.86%。圖表8:2021年我國鈷酸鋰企業(yè)產(chǎn)能占比圖表9:2021年鈷酸鋰行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所112.1.1
鈷酸鋰:供給收縮、需求下降?
2022年以來手機(jī)出貨量與筆記本銷量同比均有所下降。2022年1-8月我國手機(jī)出貨量為1.75億部,同比下降22.91%。一方面各地疫情對于線下門店經(jīng)營、物流運(yùn)輸造成了不利影響,各方面成本上行,進(jìn)一步壓縮廠商利潤。另一方面目前5G技術(shù)尚未成熟,同時智能手機(jī)性能較為健全,消費(fèi)者更換新手機(jī)的欲望不足。2022年1-8月我國筆記本電腦銷量為1045.03萬件,同比下降17.57%,主要因為疫情原因致使筆記本電腦從供給端和需求端承壓,供給端因驅(qū)動電路元件短缺受阻,需求端受通脹影響和消費(fèi)者需求不足而疲軟,因此目前我國傳統(tǒng)消費(fèi)電子行業(yè)整體較為低迷。?
手機(jī)、筆記本銷量下降導(dǎo)致鈷酸鋰需求量同步下降。2022年1-9月我國鈷酸鋰表觀消費(fèi)量為5.63萬噸,同比下降27.72%。圖表10:2015-2022年1-8月我國手機(jī)累計出貨量圖表11:2015-2022年1-8月我國筆記本電腦銷量圖表12:2018-2022年1-9月我國鈷酸鋰表觀消費(fèi)量資料:Wind,東亞前海證券研究所資料:Wind,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所122.1.1
鈷酸鋰:供給收縮、需求下降?
碳酸鋰價格上漲支撐鈷酸鋰價格上行。在供需趨緊下,碳酸鋰價格位于歷史高位。截至2022年12月14日,我國碳酸鋰市場均價報57.2萬元/噸,較2022年初上漲99%,目前碳酸鋰價格仍位于歷史高位。2022年9月以來,鈷酸鋰價格有所回升,截至2022年12月14日,我國鈷酸鋰市場均價報44.25萬元/噸,較9月初上漲5.36%。圖表13:2019-2022年碳酸鋰市場均價圖表14:2019-2022年鈷酸鋰市場均價資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所132.1.2
錳酸鋰:產(chǎn)量回落、價格高企?
錳酸鋰產(chǎn)能穩(wěn)步增長。2017-2021年我國錳酸鋰產(chǎn)能由6.45萬噸增長至17.65萬噸,年均復(fù)合增長率為28.62%;2022年9月我國錳酸鋰產(chǎn)能再次上行,增長至18.25萬噸,較2021年初增長3.4%。?
錳酸鋰產(chǎn)量有所回落。2017-2021年,我國錳酸鋰產(chǎn)量由3.80萬噸增長至10.72萬噸,而2022年1-9月我國錳酸鋰產(chǎn)量有所回落,為4.63萬噸,同比下降47.84%,主要系錳酸鋰企業(yè)采購碳酸鋰原料較為困難所致。圖表15:2017-2022年9月我國錳酸鋰有效產(chǎn)能圖表16:2017-2022年1-9月我國錳酸鋰產(chǎn)量資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所142.1.2
錳酸鋰:產(chǎn)量回落、價格高企?
我國錳酸鋰行業(yè)集中度較低。我國錳酸鋰行業(yè)的龍頭生產(chǎn)企業(yè)為博石高科和新鄉(xiāng)弘力,2021年產(chǎn)能均為2萬噸,占比均為11.33%。其他主要生產(chǎn)企業(yè)分別為南方錳業(yè)(崇左)、無錫晶石和湖南海利,2021年產(chǎn)能分別為1.4萬噸、1萬噸和1萬噸,占比分別為7.93%、5.67%、5.67%。?
錳酸鋰下游主要應(yīng)用于動力電池、數(shù)碼電子和儲能領(lǐng)域。錳酸鋰具有資源豐富、成本低、安全性能好等優(yōu)勢,在中游可以被制作成容量型電池和動力型電池。容量型電池主要應(yīng)用于數(shù)碼設(shè)備和儲能,2021年消費(fèi)占比分別為38.64%和25.22%;動力型電池主要應(yīng)用于新能源汽車,2021年消費(fèi)占比為36.14%。圖表17:2021年我國錳酸鋰企業(yè)產(chǎn)能占比圖表18:2021年錳酸鋰行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所152.1.2
錳酸鋰:產(chǎn)量回落、價格高企?
2022年以來錳酸鋰需求量大幅下降。隨著鋰電池產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,2017-2021年我國錳酸鋰表觀消費(fèi)量持續(xù)上行,從3.77萬噸增長至10.7萬噸,年均復(fù)合增長率為29.80%。2022年1-9月我國錳酸鋰表觀消費(fèi)量大幅下降,為4.62萬噸,同比下降47.84%,主要系錳酸鋰產(chǎn)量下降,疊加錳酸鋰價格大幅上漲,下游商家對錳酸鋰漲價存在抵觸情緒,對于錳酸鋰需求量降低。圖表19:2017-2022年1-9月我國錳酸鋰表觀消費(fèi)量資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所162.1.2
錳酸鋰:產(chǎn)量回落、價格高企?
錳酸鋰行業(yè)開工率位于歷史低位。2021年6月-2022年9月,我國錳酸鋰行業(yè)開工率呈下降趨勢,從75.67%下降至32.15%。2022年10月以來,我國錳酸鋰行業(yè)開工率有所回升,但仍處于歷史低位,截至2022年11月,錳酸鋰行業(yè)開工率為42.05%。?
碳酸鋰價格高企支撐錳酸鋰價格上行。2019-2022年12月,錳酸鋰市場均價與碳酸鋰市場均價之間的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.99,碳酸鋰市場價格高位運(yùn)行,支撐錳酸鋰價格上行。截至2022年12月14日,錳酸鋰市場均價報15.4萬元/噸,較2022年9月初上漲19.38%,較2022年初上漲86.67%。圖表20:2019-2022年1-11月我國錳酸鋰行業(yè)開工率圖表21:2019-2022年碳酸鋰、錳酸鋰市場均價資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所172.1.3
磷酸鐵鋰:產(chǎn)能擴(kuò)張、需求向好?
磷酸鐵鋰產(chǎn)能、產(chǎn)量擴(kuò)張?zhí)崴佟.a(chǎn)能方面,2017-2021年,磷酸鐵鋰產(chǎn)能從21.5萬噸增長至71.2萬噸,年均復(fù)合增長率為34.90%;截至2022年9月末,產(chǎn)能增長至130.65萬噸,較2021年上漲83.5%。產(chǎn)量方面,2017-2021年,磷酸鐵鋰產(chǎn)量從7.7萬噸上升至44.75萬噸,年均復(fù)合增長率為55.27%;2022年1-9月產(chǎn)量繼續(xù)上行,達(dá)到64.97萬噸,同比增長120.76%,主要系下游新能源汽車產(chǎn)銷增長以及新型儲能行業(yè)迎發(fā)展機(jī)遇,為磷酸鐵鋰提供廣闊的市場空間。圖表22:2017-2022年9月我國磷酸鐵鋰有效產(chǎn)能圖表23:2017-2022年1-9月我國磷酸鐵鋰產(chǎn)量資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所182.1.3
磷酸鐵鋰:產(chǎn)能擴(kuò)張、需求向好?
我國磷酸鐵鋰產(chǎn)能供給或?qū)⒊掷m(xù)擴(kuò)張。2022年我國預(yù)計新增磷酸鐵鋰產(chǎn)能合計為32.5萬噸,其中萬潤新能預(yù)計新增產(chǎn)能19.5萬噸。2023年我國預(yù)計新增磷酸鐵鋰產(chǎn)能合計為162.5萬噸。圖表24:2022-2023年我國磷酸鐵鋰規(guī)劃產(chǎn)能19資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所2.1.3
磷酸鐵鋰:產(chǎn)能擴(kuò)張、需求向好?
我國磷酸鐵鋰行業(yè)集中度較高。2021年我國磷酸鐵鋰產(chǎn)能CR5達(dá)61.1%。其中湖南裕能、德方納米產(chǎn)能占比較高,2021年湖南裕能、德方納米磷酸鐵鋰產(chǎn)能分別為15萬噸、12萬噸,占我國磷酸鐵鋰總產(chǎn)能的比例分別為21.07%、16.85%,合計達(dá)37.92%。圖表25:2021年我國磷酸鐵鋰企業(yè)產(chǎn)能占比資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所202.1.3
磷酸鐵鋰:產(chǎn)能擴(kuò)張、需求向好?
磷酸鐵鋰下游主要應(yīng)用于動力電池和儲能領(lǐng)域。磷酸鐵鋰電池具有較高的安全性、可靠性、良好的快速響應(yīng)和大倍率充放電能力等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于儲能設(shè)備和動力電池領(lǐng)域,其中2021年儲能設(shè)備消費(fèi)占比為16.02%,動力電池消費(fèi)占比為83.98%。?
2021年以來磷酸鐵鋰需求實(shí)現(xiàn)大幅增長。近年來我國新能源汽車快速發(fā)展疊加電化學(xué)儲能裝機(jī)規(guī)模提升,帶動磷酸鐵鋰需求大幅增長。2021年我國磷酸鐵鋰表觀消費(fèi)量為44.79萬噸,同比增長188.17%;2022年1-9月為64.98萬噸,同比增長120.49%。圖表26:2021年磷酸鐵鋰行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖表27:2017-2022年1-9月我國磷酸鐵鋰表觀消費(fèi)量資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所212.1.3
磷酸鐵鋰:產(chǎn)能擴(kuò)張、需求向好?
我國磷酸鐵鋰行業(yè)開工率位于歷史高位。儲能及新能源汽車發(fā)展帶動磷酸鐵鋰行業(yè)景氣上行。2020年2月以來,磷酸鐵鋰行業(yè)開工率逐漸上行并超過疫情前水平。此外,2022年1月-11月,我國磷酸鐵鋰行業(yè)開工率始終處于86%以上,其中2022年11月行業(yè)開工率為94.77%,位于歷史高位,表明我國磷酸鐵鋰行業(yè)高景氣。?
磷酸鐵鋰價格位于歷史高位。在下游需求拉動以及原料碳酸鋰成本支撐下,磷酸鐵鋰價格從2021年初的3.7萬元/噸上漲至2022年4月的16.9萬元/噸,漲幅為356.76%,之后伴隨碳酸鋰價格下降,磷酸鐵鋰價格有所回落。2022年9月以來,磷酸鐵鋰價格再次上行。截至2022年12月14日,我國磷酸鐵鋰市場均價報17.2萬元/噸,較9月初上漲10.26%,目前位于歷史高位。圖表28:2019-2022年11月我國磷酸鐵鋰行業(yè)開工率圖表29:2019-2022年我國碳酸鋰、磷酸鐵鋰市場均價22資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所2.1.4
三元材料:量價齊升、景氣延續(xù)?
產(chǎn)能穩(wěn)步擴(kuò)張,產(chǎn)量大幅提升。產(chǎn)能方面,2017-2021年,我國三元材料有效產(chǎn)能從23.61萬噸增長到62.01萬噸,年均復(fù)合增長率為27.30%。截至2022年10月,我國三元材料有效產(chǎn)能為79.21萬噸,同比增長25.71%。產(chǎn)量方面,2021年我國三元材料產(chǎn)量為42.52萬噸,同比增長80.25%;2022年1-9月產(chǎn)量為43.53萬噸,同比增長45.20%,實(shí)現(xiàn)較大幅度增長。圖表30:2017-2022年10月我國三元材料有效產(chǎn)能圖表31:2017-2022年1-9月我國三元材料產(chǎn)量資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所232.1.4
三元材料:量價齊升、景氣延續(xù)?
我國三元材料行業(yè)集中度較高。我國三元材料生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能位列前三的分別是容百科技、貝特瑞和華友鈷業(yè),截至2022年10月末,上述三家企業(yè)的產(chǎn)能分別為15萬噸、8.3萬噸和8萬噸,占比分別為18.9%、10.5%和10.1%,CR3為39.5%。天津巴莫和當(dāng)升科技的三元材料產(chǎn)能均為5.5萬噸,占比均為6.9%,CR5為53.4%。圖表32:2022年10月我國三元材料企業(yè)產(chǎn)能占比資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所242.1.4
三元材料:量價齊升、景氣延續(xù)?
三元材料下游主要應(yīng)用于動力電池和消費(fèi)電子領(lǐng)域。三元材料位于產(chǎn)業(yè)鏈中游,上游原料主要包括硫酸鈷、硫酸鎳、硫酸錳和碳酸鋰等,下游主要應(yīng)用于動力電池和消費(fèi)電子領(lǐng)域,2021年動力電池和消費(fèi)電子消費(fèi)占比分別為76.24%、21.62%。?
新能源汽車行業(yè)高景氣,帶動三元材料需求大幅提升。
2021年我國三元材料表觀消費(fèi)量為41.74萬噸,同比增長62.49%。2022年1-9月我國三元材料表觀消費(fèi)量再次提升,達(dá)43.58萬噸,同比增長48.29%,已超2021年全年水平。圖表33:2021年三元材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖表34:2017-2022年1-9月我國三元材料表觀消費(fèi)量資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所252.1.2
三元材料:量價齊升、景氣延續(xù)?
2020年2月以來,三元材料行業(yè)開工率整體呈上漲趨勢。國內(nèi)疫情緩解以及新能源汽車發(fā)展帶動三元材料行業(yè)開工率上行。2020年2月以來,我國三元材料行業(yè)開工率步入上行通道并逐步超過疫情前水平。2022年以來,我國三元材料行業(yè)開工率始終處于75%以上,其中11月行業(yè)開工率為78.68%。?
三元材料價格總體上呈上漲趨勢。下游需求拉動疊加原材料價格上漲,支撐三元材料價格上行。三元材料523/622/811/111價格分別從2021年初的12.2萬元/噸、13.7萬元/噸、16.7萬元/噸、14.6萬元/噸上漲至2022年4月的37.2萬元/噸、38.25萬元/噸、41.7萬元/噸、39.1萬元/噸,漲幅分別為204.9%、179.2%、149.7%、167.8%,之后有所回落。2022年9月以來,三元材料價格重回上行通道,截至2022年12月14日,三元材料523/622/811/111市場均價分別為34.6萬元/噸、37.35萬元/噸、40.05萬元/噸、35.95萬元/噸,較9月初分別上漲5.49%、4.92%、4.57%、6.36%,目前位于歷史高位。圖表36:2021-2022年硫酸鈷、硫酸鎳、碳酸鋰價格圖表37:2019-2022年我國三元材料價格圖表35:2019-2022年1-11月我國三元材料行業(yè)開工率資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所262.2
負(fù)極材料:人造石墨為主、出貨大幅提升?
2017年以來負(fù)極材料產(chǎn)能穩(wěn)步擴(kuò)張。2017-2021年我國負(fù)極材料有效產(chǎn)能從29.95萬噸增長至79萬噸,年均復(fù)合增長率為27.44%。截至2022年10月,我國負(fù)極材料產(chǎn)能為155.39萬噸,同比增長96.7%。?
2021年以來負(fù)極材料出貨量大幅提升。2021年我國負(fù)極材料出貨量為72萬噸,同比增長94.59%;2022H1出貨量為54萬噸,同比增長68.8%。?
我國負(fù)極材料以人造石墨為主。鋰電池負(fù)極材料主要包括人造石墨、天然石墨、硅基負(fù)極及其他。其中人造石墨循環(huán)性能良好,更適合應(yīng)用于儲能、動力電池領(lǐng)域。截至2022年上半年,我國人造石墨出貨量占負(fù)極材料出貨量的比例達(dá)85%。圖表38:2017-2022年10月我國負(fù)極材料有效產(chǎn)能
圖表39:2017-2022H1我國負(fù)極材料出貨量圖表40:2017-2022H1我國人造石墨出貨量占比資料:GGII,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所272.2
負(fù)極材料:人造石墨為主、出貨大幅提升?
負(fù)極材料下游主要應(yīng)用于動力電池、消費(fèi)電子和儲能市場。2021年動力電池、消費(fèi)電子、儲能領(lǐng)域消費(fèi)占比分別為56.27%、33.29%、10.43%。?
負(fù)極材料行業(yè)集中度較低。2021年我國負(fù)極材料產(chǎn)能CR5為33.16%,行業(yè)集中度較低。其中貝特瑞、杉杉科技、凱金新能源負(fù)極材料產(chǎn)能占比位居前三,分別為8.86%、7.59%、6.33%。圖表41:2021年我國負(fù)極行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖表42:2021年我國負(fù)極材料企業(yè)產(chǎn)能占比人造低端負(fù)極材料資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所282.2
負(fù)極材料:人造石墨為主、出貨大幅提升?
2022年10月以來負(fù)極材料價格有所回落,但仍位于歷史高位。我國負(fù)極材料市場均價從2021年初的4.43萬元/噸上漲至2022年9月的5.51萬元/噸,上漲1.07萬元/噸,漲幅為24.2%。2022年10月以來負(fù)極材料價格有所回落,截至2022年12月14日,我國負(fù)極材料市場均價報5.32萬元/噸,較10月初下降3.43%,仍位于歷史高位。圖表43:2019-2022年我國負(fù)極材料市場均價資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所292.3
電解液:鋰電池之“血液”、需求大幅提升?
電解液組成部分包括有機(jī)溶劑、鋰鹽和溶質(zhì),下游應(yīng)用于動力電池、3C電池、儲能電池。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),2021年鋰鹽成本占電解液總成本的比例最大,為45%,對電解液價格影響較大,溶劑和添加劑成本占比分別為25%和20%。2021年動力電池、3C電池、儲能電池消費(fèi)占比分別為46%、37%、10%。圖表44:2021年電解液行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈30資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所2.3
電解液:鋰電池之“血液”、需求大幅提升?
電解液產(chǎn)能、產(chǎn)量穩(wěn)步擴(kuò)張。產(chǎn)能方面,2017-2021年,電解液產(chǎn)能從28.6萬噸增長至99.99萬噸,年均復(fù)合增長率為36.74%。2022年、2023年我國電解液行業(yè)計劃凈增產(chǎn)能分別為47.85萬噸、410.85萬噸,產(chǎn)能未來有望持續(xù)擴(kuò)張。產(chǎn)量方面,2017-2021年,電解液產(chǎn)量從11.92萬噸上升至47.93萬噸,年均復(fù)合增長率為41.62%;2022年1-10月產(chǎn)量繼續(xù)上行,達(dá)到59.07萬噸,同比增長55.86%。圖表45:2017-2023E我國電解液產(chǎn)能圖表46:2017-2022年1-10月我國電解液產(chǎn)量資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所312.3
電解液:鋰電池之“血液”、需求大幅提升?
電解液出貨量實(shí)現(xiàn)高速增長,我國為電解液生產(chǎn)大國。動力電池、儲能電池需求高速增長帶動電解液出貨量快速提升,2021年全球電解液出貨量為61.2萬噸,同比增長83.23%;我國電解液出貨量為50.7萬噸,同比增長88.48%。2021年我國電解液出貨量占全球電解液出貨量比例為82.84%。?
我國電解液行業(yè)集中度較高。2021年我國電解液行業(yè)產(chǎn)能CR5為54.91%,其中排名前三的分別為天賜材料、國泰華榮、新宙邦,占比分別為25.6%、9%、7.3%,合計達(dá)41.9%。圖表47:2015-2021年全球及我國電解液出貨量圖表48:2021年我國電解液企業(yè)產(chǎn)能占比情況資料:華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所322.3
電解液:鋰電池之“血液”、需求大幅提升?
電解液行業(yè)開工率位于歷史高位。2022年4月以來,我國電解液行業(yè)開工率持續(xù)上行,從46.41%上升至2022年11月的72.45%,目前仍處于上行通道。?
電解液價格與原料六氟磷酸鋰價格高度相關(guān),2022年3月以來電解液價格逐步回落至歷史中位水平。2019-2022年11月電解液市場均價與六氟磷酸鋰市場均價的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.99,變動趨勢基本趨于一致。2020年9月至2022年2月,電解液價格持續(xù)上漲,從2.95萬元/噸上漲至12萬元/噸,上漲9.05萬元/噸,漲幅為306.78%。期間新能源汽車行業(yè)景氣度持續(xù)提升,銷量實(shí)現(xiàn)快速增長,市場滲透率大幅提升,帶動動力電池出貨量大幅增長,提振電解液需求。疊加上游原材料六氟磷酸鋰處于供不應(yīng)求階段,價格大幅上漲,從2020年9月的7.25萬元/噸上漲至2022年2月的57.5萬元/噸,上漲50.25萬元/噸,漲幅為693.1%,支撐電解液價格上行。2022年3月以來,相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)積極擴(kuò)張電解液與六氟磷酸鋰產(chǎn)能,致使電解液與六氟磷酸鋰產(chǎn)能大幅提升,電解液價格逐漸回歸至合理水平,截至2022年12月14日,電解液市場均價報6.7萬元/噸。圖表49:2019-2022年我國電解液行業(yè)開工率圖表50:2019-2022年我國電解液、六氟磷酸鋰市場均價資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所332.4
隔膜:濕法為主、出貨高增?
2021年以來隔膜產(chǎn)能、產(chǎn)量增長提速。產(chǎn)能方面,2021年我國隔膜產(chǎn)能為134.03億平方米,同比增長25.5%。2022年、2023年我國隔膜預(yù)計凈增產(chǎn)能分別為110億平方米和45.2億平方米,產(chǎn)能有望持續(xù)擴(kuò)張。產(chǎn)量方面,2021年我國隔膜產(chǎn)量為75.9億平方米,同比增長78.48%;2022年1-10月產(chǎn)量為92.9億平方米,同比增長51.56%。圖表51:2017-2023E我國隔膜產(chǎn)能圖表52:2017-2022年1-10月我國隔膜產(chǎn)量資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所342.4
隔膜:濕法為主、出貨高增?
濕法生產(chǎn)工藝為主流的隔膜生產(chǎn)工藝。相較于干法隔膜,濕法隔膜產(chǎn)品綜合性能更優(yōu)異,在孔隙結(jié)構(gòu)的一致性、橫向拉伸強(qiáng)度、抗穿刺強(qiáng)度、厚度一致性等方面表現(xiàn)地更好。2021年我國濕法隔膜生產(chǎn)工藝占比達(dá)75.12%,為主流生產(chǎn)工藝。?
我國隔膜行業(yè)集中度較高。2021年我國隔膜行業(yè)產(chǎn)能CR5為59.32%。其中排名前三的分別為恩捷股份、中材科技、星源材質(zhì),產(chǎn)能占比分別為26.11%、11.19%、11.19%,合計達(dá)48.5%。圖表53:2021年我國隔膜濕法、干法生產(chǎn)工藝占比圖表54:2021年我國隔膜企業(yè)產(chǎn)能占比資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所352.4
隔膜:濕法為主、出貨高增?
隔膜上游為基礎(chǔ)化工原料,下游主要應(yīng)用于鋰電池領(lǐng)域。隔膜位于產(chǎn)業(yè)鏈中游,上游主要原料包括石蠟油、基體材料、氯甲烷和抗氧化劑等,下游主要應(yīng)用于鋰電池領(lǐng)域,其中2021年動力電池、消費(fèi)電池和儲能電池消費(fèi)占比分別為60%、30%、10%。?
2021年以來隔膜出貨量實(shí)現(xiàn)大幅增長。受終端新能源汽車及儲能市場拉動,2021年我國隔膜出貨量達(dá)78億平方米,同比增長110.81%;2022H1出貨量為54億平方米,同比增長55%。圖表55:2021年隔膜行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖表56:2017-2022H1我國隔膜出貨量資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所資料:GGII,東亞前海證券研究所362.4
隔膜:濕法為主、出貨高增?
2019年8月至2020年4月,隔膜價格大幅度下降。受國內(nèi)疫情影響,隔膜下游市場需求萎靡,疊加鋰電隔膜國產(chǎn)比例較高,企業(yè)產(chǎn)能規(guī)?;?yīng)提升明顯,致使隔膜價格下降。2019年8月至2021年4月,隔膜濕法市場均價從2.1元/平方米下降至1.2元/平方米,降幅為42.86%,隔膜干法市場均價從1.2元/平方米下降至0.9元/平方米,降幅為25%。?
2021年8月以來隔膜價格平穩(wěn)上行。隔膜干法、隔膜濕法價格分別從2021年8月的0.9元/平方米、1.2元/平方米上漲至2022年7月的0.95元/平方米、1.35元/平方米,漲幅分別為5.56%、12.5%,之后維持平穩(wěn)運(yùn)行態(tài)勢。截至2022年12月14日,隔膜干法、隔膜濕法市場均價分別報0.95元/平方米、1.35元/平方米。圖表57:2019-2022年我國隔膜濕法和隔膜干法市場均價資料:百川盈孚,東亞前海證券研究所37PART
033THETITLEINENGLISH結(jié)構(gòu)件:電池鎧甲、規(guī)模提升38鋰電池結(jié)構(gòu)件:殼體和頂蓋?
鋰電池結(jié)構(gòu)件主要包括殼體和頂蓋。結(jié)構(gòu)件是鋰電池的關(guān)鍵組成部分之一,是指具有高尺寸精度、高表面質(zhì)量、高性能要求的部件,具有傳輸能量、承載電解液、保護(hù)安全性、固定支撐電池以及外觀裝飾等作用,包括鋁/鋼殼、頂蓋、連接片、安全結(jié)構(gòu)件等,其中以鋁/鋼殼、頂蓋為主,可直接影響電池的密封性以及能量密度等。根據(jù)震??萍颊泄烧f明書,殼體成本占鋰電池總成本的比例約為16%。圖表58:鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖表59:殼體、頂蓋生產(chǎn)工藝流程資料:震??萍颊泄烧f明書,東亞前海證券研究所資料:華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,東亞前海證券研究所39鋰電池殼體:方形、圓柱、軟包?
按照封裝方式的不同,鋰電池殼體可劃分為方形、圓柱和軟包。目前方形殼體以鋁殼居多,目前該封裝方式成組工藝較高,其模組、系統(tǒng)成組效率分別為89%、70%,高于其他兩者類型的封裝方式。圓柱殼體采用鋼殼或者鋁殼,其具有一致性好、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)。軟包采用鋁塑膜,其具備能量密度高、充放電倍率高以及安全性好的優(yōu)勢。圖表60:主要電池封裝方式性能對比資料:產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng),東亞前海證券研究所40鋰電池結(jié)構(gòu)件:市場規(guī)模大幅提升、行業(yè)集中度較低?
受鋰電池出貨量快速增長影響,全球鋰電池結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模大幅增長。2021年全球鋰電池結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模為255億元,同比增長117.54%。根據(jù)EVTank數(shù)據(jù),2021年我國鋰電池結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模為181.3億元,占全球市場規(guī)模的比例達(dá)71.1%。在新能源汽車賽道高景氣以及新型儲能蓬勃發(fā)展的背景下,鋰電池結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模有望持續(xù)提升,EVTank預(yù)計2022年全球鋰電池結(jié)構(gòu)件市場規(guī)?;?qū)⑦_(dá)349.03億元,同比增長36.87%。?
在我國鋰電池結(jié)構(gòu)件企業(yè)中,科利達(dá)市場規(guī)模位居首位。根據(jù)EVTank數(shù)據(jù),2021年我國鋰電池結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模CR5為43.2%,行業(yè)集中度較低。其中科利達(dá)鋰電池結(jié)構(gòu)件市場規(guī)模占我國市場總規(guī)模的比例為23.8%,位居首位。其次為震??萍迹急确謩e為9.1%。圖表61:2016-2022E年全球鋰電池結(jié)構(gòu)件圖表62:2021年我國鋰電池結(jié)構(gòu)件企業(yè)市場規(guī)模占比資料:EVTank,東亞前海證券研究所資料:EVTank,東亞前海證券研究所41PART
044THETITLEINENGLISH鋰電池:方興未艾,出貨高增423.1
動力電池:轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動,行業(yè)景氣延續(xù)?
全球新能源汽車市場方興未艾。2012-2021年,全球新能源汽車銷量從12.5萬輛增長到675萬輛,年均復(fù)合增長率達(dá)55.8%,其中2021年同比增長108.3%;2012-2021年,全球新能源車滲透率從0.2%提升到8.3%。?
新能源汽車市場地區(qū)發(fā)展并不均衡,市場空間依然寬廣。2021年新能源汽車滲透率最高的地區(qū)是歐洲,滲透率達(dá)17%;其次為中國,滲透率為13.4%;北美為4.4%;而其余國家合計新能源車滲透率僅為1.5%,市場空間依然寬廣。圖表63:2012-2021年全球新能源汽車銷量圖表64:2012-2021年全球新能源車滲透率發(fā)展情況圖表65:2021年全球各地區(qū)新能源汽車滲透率資料:EVVOLUMES,東亞前海證券研究所資料:EVVOLUMES,東亞前海證券研究所資料:EVVOLUMES,東亞前海證券研究所433.1
動力電池:轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動,行業(yè)景氣延續(xù)?
我國新能源汽車銷量高速增長。2012-2021年,我國新能源車銷量從1.28萬輛增長到352.1萬輛,年均復(fù)合增長率為86.7%,其中2021年同比增長157.5%;2022年1-10月我國新能源車銷量為528萬輛,同比增長107.67%。?
我國新能源車行業(yè)逐步轉(zhuǎn)為市場驅(qū)動。2012-2021年,我國新能源車滲透率從0.07%增長到13.4%,2022年1-10月更是高達(dá)24.03%。在政策補(bǔ)貼逐漸退坡的當(dāng)下,新能源車市場滲透率大幅增長表明我國新能源車行業(yè)發(fā)展已逐步由政策驅(qū)動轉(zhuǎn)為市場驅(qū)動,實(shí)現(xiàn)良性發(fā)展。圖表66:2012-2022.1-10我國新能源汽車銷量圖表67:2012-2022.1-10我國新能源汽車滲透率資料:Wind,東亞前海證券研究所資料:Wind,東亞前海證券研究所443.1
動力電池:轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動,行業(yè)景氣延續(xù)?
新能源汽車行業(yè)高景氣帶動我國動力電池裝車量快速增長。2017-2021年,我國動力電池裝車量從36.43GWh增長到154.5GWh,年均復(fù)合增長率為43.5%,其中2021年同比增長142.77%;2022年1-10月我國動力電池裝車量為224.24GWh,同比增長108.69%。?
磷酸鐵鋰電池憑借較高的安全性、良好的穩(wěn)定性以及成本優(yōu)勢等,裝機(jī)量增速超過三元電池裝機(jī)量。2019-2021年,我國磷酸鐵鋰電池裝車量從20.22GWh增長到79.84GWh,年均復(fù)合增長率為98.71%,其中2021年同比增長227.43%;2022年1-10月為135.99GWh,同比增長155.56%。2019-2021年,我國三元電池裝車量從40.53GWh增長到74.35GWh,年均復(fù)合增長率為35.4%,其中2021年同比增長91.33%;2022年1-10月為87.99GWh,同比增長62.78%。圖表68:2017-2022.1-10我國動力電池裝車量圖表69:2019-2022.1-10我國磷酸鐵鋰電池裝車量圖表70:2019-2022.1-10我國三元電池裝車量資料:同花順iFinD,東亞前海證券研究所資料:同花順iFinD,東亞前海證券研究所資料:同花順iFinD,東亞前海證券研究所453.1
動力電池:轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動,行業(yè)景氣延續(xù)?
寧德時代占據(jù)動力電池裝車量市場首位,其次為比亞迪、中創(chuàng)新航、47.62%;比亞迪動力電池裝車量為50.8GWh,市占率為22.66%;中創(chuàng)新航動力電池裝車量為15.39GWh,市占率為6.86%;10.73GWh,市占率為4.79%。高科。2022年1-10月,寧德時代動力電池裝車量為106.78GWh,市占率為高科動力電池裝車量為圖表71:2022年1-10月國內(nèi)動力電池企業(yè)裝車量TOP15資料:中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟,東亞前海證券研究所463.2
儲能鋰電池:規(guī)模持續(xù)提升,政策驅(qū)動增長?
電化學(xué)儲能市場高速發(fā)展,裝機(jī)規(guī)模持續(xù)增長。2013-2021年,全球電化學(xué)儲能累計裝機(jī)規(guī)模從0.7GW增長到24.3GW,其中2021年同比增長70.7%;新增裝機(jī)規(guī)模從0.1GW增長到10.1GW,年均復(fù)合增長率達(dá)78.0%。?
隨著電化學(xué)儲能裝機(jī)規(guī)模的提升,其占比也不斷提高。2019-2021年,全球電化學(xué)儲能占已投運(yùn)儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模的比例從5.2%提升到11.6%,提升6.4pct;而抽水蓄能占比于2021年首次低于90%。圖表72:2013-2021年全球電化學(xué)儲能項目裝機(jī)規(guī)模圖表73:2019-2021年全球已投運(yùn)儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模資料:派能科技招股說明書,東亞前海證券研究所資料:派能科技招股說明書,東亞前海證券研究所473.2
儲能鋰電池:規(guī)模持續(xù)提升,政策驅(qū)動增長?
鋰電池在電化學(xué)儲能中占據(jù)主導(dǎo)地位。2014-2021年,全球新增投運(yùn)電化學(xué)儲能項目中,鋰電池裝機(jī)占比從74.8%提升到98.7%,提升23.9pct,占據(jù)絕對主導(dǎo)地位。?
隨著電化學(xué)儲能占比的提升,我國儲能鋰電池出貨量持續(xù)增長。2016-2021年,我國儲能鋰電池出貨量從3.1GWh增長到48GWh,年均復(fù)合增長率達(dá)73.0%;2022年上半年我國儲能鋰電池出貨量為44.5GWh,整體規(guī)模已接近2021年全年水平,高工鋰電預(yù)計2022年我國儲能鋰電池出貨量在90GWh以上,同比增長超87%。圖表74:2014-2021年全球新增投運(yùn)電化學(xué)儲能項目鋰電池裝機(jī)占比圖表75:2017-2022E我國儲能鋰電池出貨量資料:派能科技招股說明書,東亞前海證券研究所資料:高工鋰電,東亞前海證券研究所483.2
儲能鋰電池:規(guī)模持續(xù)提升,政策驅(qū)動增長?
配儲政策推動下,儲能鋰電池市場有望繼續(xù)保持高速增長。目前新型儲能行業(yè)正處于商業(yè)化初期,還未形成成熟的商業(yè)模式,行業(yè)發(fā)展主要受政策驅(qū)動。2021年國家和國家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》,指出到2025年新型儲能的裝機(jī)規(guī)模達(dá)30GW以上。2022年3月國家和國家能源局發(fā)布《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》,指出到2025年使新型儲能具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件,并到2030年實(shí)現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展。為支撐新型儲能行業(yè)發(fā)展,多地發(fā)布配儲相關(guān)政策,據(jù)中國儲能網(wǎng)統(tǒng)計,截至2022年9月末,已有24省區(qū)發(fā)布新能源配儲政策。圖表76:2022年以來省級配儲政策49資料:中國儲能網(wǎng),東亞前海證券研究所PART
055THETITLEINENGLISH電池技術(shù)創(chuàng)新:以高安全、高能量密度為導(dǎo)向505.1
鋰電池技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展——各大動力電池企業(yè)不斷創(chuàng)新鋰電池結(jié)構(gòu)?
2019年鋰電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新呈火熱趨勢。自2019年以來,各大動力電池企業(yè)積極探索結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,不斷推出新的整合方案。車身一體化、去模組化的結(jié)構(gòu)設(shè)計趨勢不僅可以提升電池包的體積利用率,實(shí)現(xiàn)電芯能量密度的提高,另一方面也可以通過簡化工藝和減少零件數(shù)量來實(shí)現(xiàn)降本的目的。圖表77:2019年以來各大鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的鋰電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新資料:各公司公眾號、世界動力電池大會、電池產(chǎn)品發(fā)布會、東亞前海證券研究所515.1.1
電芯技術(shù)創(chuàng)新——特斯拉:4680電池?
4680電池屬于新型圓柱形電池,具有高能量密度、低成本等優(yōu)勢。特斯拉于2020年9月提出4680新型圓柱形電池。該電池直徑為46mm、高為80mm。相較于2170電池,4680電池的能量增加了5倍、容量提升了6倍。此外,4680電池應(yīng)用到特斯拉汽車后,其每千瓦時成本降低了14%、續(xù)航里程增加了16%。圖表78:4680電池示意圖資料:特斯拉電池日發(fā)布會,東亞前海證券研究所525.1.1
電芯技術(shù)創(chuàng)新——特斯拉:4680電池?
相較于傳統(tǒng)圓柱電池,4680電池有兩大創(chuàng)新點(diǎn):?
一是4680電池采用干法電極工藝,該工藝具備改善電池使用壽命、提升電池能量密度的優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的濕法成型工藝使用了溶劑,使得粘結(jié)劑形成了粘結(jié)劑層包裹著活性炭,阻礙了活性炭顆粒與導(dǎo)電劑顆粒之間的接觸,致使導(dǎo)電性變差。干法電極工藝中不使用溶劑,因此粘結(jié)劑是以纖維的狀態(tài)存在,使得活性炭顆粒與導(dǎo)電劑顆粒之間接觸地更緊密,可提升電池的密度、導(dǎo)電性、容量、循環(huán)次數(shù)等特性。?
二是4680電池采用無極耳技術(shù)。無極耳技術(shù)是指將電池兩端的正負(fù)極銅箔通過激光切割的技術(shù),與電池蓋相連接,通過修多條“路”,大幅度地縮小了單條“路”的長度,電子僅需走過80mm的路徑即可實(shí)現(xiàn)充、放電過程。在電池內(nèi)部,電子通過集流體縱向傳輸,使得內(nèi)阻降為2mΩ,內(nèi)阻消耗由2W降到0.2W。圖表79:濕涂層NMC111/石墨全電池與干涂層NMC111/石墨全電池的放電率性能對比圖表80:無極耳示意圖圖表81:無極耳電流路徑示意圖資料:DryElectrodeCoatingTechnology-MaxwellTechnologies,資料:特斯拉電池日發(fā)布會,東亞前海證券研究所資料:特斯拉電池日發(fā)布會,東亞前海證券研究所Inc.,東亞前海證券研究所535.1.2
集成技術(shù)創(chuàng)新——寧德時代:麒麟電池?
2019年,寧德時代與北汽新能源首次推出CTP1.0技術(shù),通過取消模組的側(cè)板,將電芯直接集成在電池包上。?
2021年,寧德時代年度報告中提到,第二代磷酸鐵鋰CTP產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)交付,其供貨電芯能量密度達(dá)到200Wh/kg。?
2022年,寧德時代發(fā)布CTP3.0麒麟電池,通過對結(jié)構(gòu)的升級,將隔熱層、水冷板與橫縱梁三合一形成“多功能彈性夾層”。圖表82:寧德時代CTP技術(shù)發(fā)展歷程資料:寧德時代官網(wǎng),寧德時代2021年年度報告,東亞前海證券研究所545.1.2
集成技術(shù)創(chuàng)新——寧德時代:麒麟電池?
麒麟電池是寧德時代第三代CTP技術(shù)產(chǎn)品。寧德時代于2022年6月發(fā)布CTP3.0麒麟電池。該電池系統(tǒng)集成度創(chuàng)全球新高,其體積利用率達(dá)72%,其中磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度可達(dá)160Wh/kg,三元高鎳電池系統(tǒng)可達(dá)255Wh/kg。相較于4680電池系統(tǒng),其電量可提升13%。2022年8月27日,寧德時代發(fā)布首批搭載麒麟電池的落地車型。圖表83:麒麟電池性能資料:寧德時代官網(wǎng),東亞前海證券研究所555.1.2
集成技術(shù)創(chuàng)新——寧德時代:麒麟電池?
首創(chuàng)電芯大面冷卻技術(shù)。麒麟電池集成系統(tǒng)通過直接將冷卻裝置置于電芯內(nèi)部,使得電池散熱面積擴(kuò)大4倍,可實(shí)現(xiàn)5分鐘熱啟動以及10分鐘快速充電至80%,提升了電池自身的熱管理性能,降低安全隱患。同時在一些極端情況下,該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電芯極速降溫,有效地阻隔電芯之間的異常熱量傳導(dǎo)。?
多功能彈性夾層。為了進(jìn)一步提升麒麟電池的整合效率,寧德時代設(shè)計將縱橫梁、水冷板以及隔熱墊集合而成三效合一的“多功能彈性夾層”,可增加電池系統(tǒng)的能量密度。同時寧德時代在多功能彈性夾層內(nèi)搭建微米橋連接裝置,靈活配合電芯呼吸進(jìn)行自由伸縮,提升電芯全生命周期可靠性。?
一體化能量單元。電芯與多功能彈性夾層組成一體化能量單元,在垂直于行車方向上構(gòu)建更穩(wěn)固的受力結(jié)構(gòu),從而提高電池包結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與抗沖擊能力。圖表84:首創(chuàng)電芯大面冷卻技術(shù)圖表85:多功能彈性夾層圖表86:一體化能量單元資料:寧德時代公眾號,東亞前海證券研究所資料:寧德時代公眾號,東亞前海證券研究所資料:寧德時代公眾號,東亞前海證券研究所565.1.3
集成技術(shù)創(chuàng)新——比亞迪:刀片電池?
比亞迪刀片電池外形酷似刀片,本質(zhì)上為磷酸鐵鋰電池。比亞迪于2020年3月正式推出刀片電池。該電池長96cm、寬9cm、高1.35cm,電芯一片一片排列在一起,采用無模組結(jié)構(gòu)集成為電池包。磷酸鐵鋰電池因自身材料原因,其能量密度低于三元電池,故在集成技術(shù)方面進(jìn)行創(chuàng)新,突破材料自身難題。?
比亞迪通過改變電芯設(shè)計來提高其能量密度。根據(jù)比亞迪專利,比亞迪將電芯設(shè)計為扁平化進(jìn)行排列集成,使得刀片長度最長為2500mm,是傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電芯的10倍,可極大提高電芯能量密度。同時比亞迪采用無模組框架的設(shè)計,將單體電池直接放置在電池包外殼內(nèi),可在有限空間內(nèi)放置盡可能多的電芯,從而極大地提高體積利用率。圖表87:電池集成技術(shù)發(fā)展歷程圖表88:刀片電池排列結(jié)構(gòu)資料:第一電動網(wǎng),東亞前海證券研究所資料:第一電動網(wǎng),東亞前海證券研究所575.1.3
集成技術(shù)創(chuàng)新——比亞迪:刀片電池?
刀片電池具有超級安全、超級功率、超級續(xù)航、超級強(qiáng)度、超級低溫、超級壽命六大優(yōu)勢。在安全性能方面,刀片電池的電芯成功通過針刺實(shí)驗;在功率方面,刀片電池用時33分鐘就可以將電量從10%充到80%,放電池瞬間最大功率可達(dá)363kW;在續(xù)航方面,刀片電池體積利用率提升了50%以上,單次充電可滿足600公里續(xù)航需求;在強(qiáng)度方面,刀片電池的抗壓強(qiáng)度其最大承受力為445kN;在低溫性能方面,刀片電池在零下35攝氏度到55攝氏度區(qū)間內(nèi),電池性能可達(dá)常溫下的90%;在壽命方面,刀片電池循環(huán)壽命優(yōu)于NCM系電池。圖表89:刀片電池六大性能及簡介資料:比亞迪官網(wǎng),東亞前海證券研究所585.1.4
麒麟電池、刀片電池、4680電池性能總結(jié)圖表90:麒麟電池、刀片電池、4680電池性能總結(jié)資料:各公司官網(wǎng)、各公司公眾號、寧德時代電池日發(fā)布會,東亞前海證券研究所595.2
新型電池技術(shù)——鈉電池?
鈉電池組成結(jié)構(gòu)、工作原理與鋰電池相似。鈉電池基于鋰電池技術(shù)發(fā)展而來,是一種新型二次電池,其組成結(jié)構(gòu)與鋰電池相似,主要包括正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜。此外,鈉電池工作原理也類似于鋰電池,主要通過Na+在電池正負(fù)極之間來回的脫出和嵌入來實(shí)現(xiàn)充放電過程。?
鈉電池在成本、低溫性能、安全性方面優(yōu)于鋰電池。鈉電池單位能量原料成本為0.29元/Wh,低于鋰電池的0.43元/Wh;且其在-20℃下容量保持率大于88%,而鋰電池小于70%。此外,鈉電池在過充、過放、短路、針刺、擠壓等測試中均不會發(fā)生起火與爆炸。但其能量密度、循環(huán)壽命均低于鋰電池。圖表91:鈉電池工作原理圖表92:鈉電池與鋰電池性能對比資料:《鈉離子電池阻燃電解液研究》(喻妍),東亞前海證券研究所資料:《鈉離子電池:從基礎(chǔ)研究到工程化探索》(容曉暉,陸雅翔等),東亞前海證券研究所注:單位能量原料成本:僅考慮原料成本(正極、負(fù)極、電解液、隔膜和其他裝配物件)605.2
新型電池技術(shù)——鈉電池?
豐富的鈉資源使得鈉電池相較于鋰電池具備顯著的成本優(yōu)勢。相較于鋰資源,鈉資源地殼含量達(dá)2.75%,且分布均勻,因此鈉的成本顯著低于鋰,有助于降低鈉電池材料成本。此外,鈉電池正負(fù)極集流體均可采用鋁箔,鋁箔的成本低于銅箔,進(jìn)一步降低了鈉電池的材料成
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