動(dòng)力鋰電池是新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大的重要一環(huán)。經(jīng)過(guò)多年國(guó)家政策的引導(dǎo)和支持,我國(guó)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,當(dāng)前動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先地位。"十四五"開(kāi)局之年,國(guó)家更是提出未來(lái)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)將重點(diǎn)突破高安全動(dòng)力鋰電池等重要技術(shù)。

01動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈全景

動(dòng)力鋰電池的產(chǎn)業(yè)鏈包括:上游的正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜,中游的鋰離子電芯、電池模組及下游的消費(fèi)電子、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)等。

圖1:動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈全景來(lái)源:火石創(chuàng)造根據(jù)公開(kāi)資料整理

1．上游正極材料:三元鋰和磷酸鐵鋰為當(dāng)前鋰電池正極材料的中流砥柱。磷酸鐵鋰電池的裝機(jī)量正在逐步追趕三元鋰。由于國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼和市場(chǎng)對(duì)高續(xù)航里程的追逐,過(guò)去幾年,三元鋰電池的裝機(jī)量一直超過(guò)磷酸鐵鋰。

隨著純電汽車(chē)普及率的提高,安全系數(shù)高、價(jià)格便宜的磷酸鐵鋰逐漸獲得更多廠商的青睞。2021年多款車(chē)型宣布搭載磷酸鐵鋰電池,例如宏光Mini,TSLAModel3低配版,比亞迪漢EV、秦EV等。TSLACEO馬斯克在近期財(cái)報(bào)公布會(huì)上表示,未來(lái)TSLA將逐步轉(zhuǎn)向采用磷酸鐵鋰電池的方法,從電池構(gòu)成上來(lái)看,未來(lái)三分之二的TSLA將使用磷酸鐵鋰,三分之一可能采用鎳電池。

負(fù)極材料:人造石墨負(fù)極滲透率逐年提高,需求上升迅速。目前鋰電池的主流負(fù)極材料是碳負(fù)極材料,碳負(fù)極有人造石墨負(fù)極和天然石墨負(fù)極兩種。人造石墨以高容量、優(yōu)秀的循環(huán)壽命、成熟工藝、較低成本在高端消費(fèi)電池領(lǐng)域和動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景較好,滲透率逐年提升。

隔膜:鋰電池隔膜在四大材料中技術(shù)壁壘最高,其成本占比僅次于正極材料,約為10%～14%。隔膜屬于重資產(chǎn)行業(yè),固定資產(chǎn)和總資產(chǎn)比值高達(dá)40%,顯著高于其他材料行業(yè)。產(chǎn)品投資大、回收周期長(zhǎng)加重了隔膜行業(yè)的進(jìn)入門(mén)檻。隔膜的制備工藝重要分為干法拉伸和濕法拉伸。濕法隔膜技術(shù)一般用于制造高端隔膜產(chǎn)品,同時(shí)順應(yīng)動(dòng)力鋰電池高能量密度的要求,未來(lái)或?qū)⒊蔀榧夹g(shù)主流。

電解液:電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體,被稱為鋰電池的"血液",其成本約占整個(gè)鋰電池成本的10%。2002年,國(guó)產(chǎn)電解液進(jìn)入市場(chǎng),并逐步取代進(jìn)口產(chǎn)品。通過(guò)不斷改進(jìn)和提高,產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。目前國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)商電解液配套已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,只有少部分使用進(jìn)口電解液。

2．中游動(dòng)力鋰電池由電池模組通過(guò)串聯(lián)的方式組成,每個(gè)模組包含若干個(gè)鋰電池單體即電芯,單體間通過(guò)串聯(lián)的方式連接。動(dòng)力鋰電池組中電芯的形式重要有3種:方形硬殼電池、圓柱電池以及軟包鋰電池。

表1:3種電池封裝樣式比較

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方形硬殼電池是目前應(yīng)用最為廣泛的電池形式,有超過(guò)90%的新能源車(chē)型采用這一電池形式。方形硬殼電池空間利用率高,電池單體體積及容量明顯優(yōu)于其他電池形式。2020年,CATL推出CTP高集成動(dòng)力鋰電池開(kāi)發(fā)平臺(tái),取消PACK成組,將電芯直接集成到電池包。相關(guān)于傳統(tǒng)的電池包,CTP電池包的體積利用率提高15%～20%,零部件數(shù)量減少40%,能量密度從180Wh/kg提升到200Wh/kg以上,成為方形硬殼電池現(xiàn)階段最佳解決方法。

3．下游純電動(dòng)汽車(chē)的崛起,正在催生另一個(gè)千億級(jí)市場(chǎng)——?jiǎng)恿︿囯姵鼗厥铡?jù)我國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心數(shù)據(jù),2020年國(guó)內(nèi)累計(jì)退役的動(dòng)力鋰電池將超20萬(wàn)噸(約25GWh)。鋰電池若沒(méi)有通過(guò)正確途徑回收,同樣會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

從2016年開(kāi)始,工信部公布一系列文件來(lái)完善動(dòng)力鋰電池回收政策。2021年三月五日,政府工作報(bào)告提出"加快建設(shè)動(dòng)力鋰電池回收利用體系"。但由于新能源汽車(chē)市場(chǎng)滲透率不高,電池回收經(jīng)濟(jì)效益不明顯,加上電池拆解成本較高等問(wèn)題,動(dòng)力鋰電池回收市場(chǎng)的潛力一直沒(méi)有釋放。根據(jù)監(jiān)管部門(mén)規(guī)定,未來(lái)電池回收,電池制造商將承擔(dān)重要責(zé)任。

02動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)規(guī)模分析

全球動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)已經(jīng)被中日韓龍頭大廠壟斷。中日韓三國(guó)的動(dòng)力鋰電池出貨量占全球總出貨量的90%以上。我國(guó)從2015年趕超日本成為全球最大的動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)國(guó),2019年動(dòng)力鋰電池出貨量為71GWh,占全球總出貨量的61．7%。公司層面,CATL和LG新能源逐漸呈現(xiàn)雙寡頭格局。

圖2:2020年全球動(dòng)力鋰電池裝機(jī)格局來(lái)源:SNEResearch

2021年上半年,全球新能源汽車(chē)復(fù)蘇勢(shì)頭加速,帶動(dòng)動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)大幅上升。六月份全球動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量達(dá)到25．6GWh,同比上升126．5%,環(huán)比上升了20．2%;1-六月份累計(jì)裝機(jī)量達(dá)到115．1GWh,同比上升155．8%。

表2:2021年上半年全球裝機(jī)量前10動(dòng)力鋰電池廠商

來(lái)源:起點(diǎn)鋰電大數(shù)據(jù)

隨著我國(guó)新冠疫情的消退和經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇,以及國(guó)家對(duì)"碳中和""碳達(dá)峰"的號(hào)召,我國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)在2020年下半年迅速回暖,動(dòng)力鋰電池行業(yè)迎來(lái)爆發(fā)式上升。企查查數(shù)據(jù)顯示,截至2021年一月,我國(guó)共有動(dòng)力鋰電池相關(guān)公司1．8萬(wàn)家;2020年新注冊(cè)公司5253家,同比上升66．1%,其中第4季度新注冊(cè)公司2953家,環(huán)比暴漲196．5%。

圖3:2020年國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量/GWh來(lái)源:動(dòng)力鋰電池應(yīng)用分會(huì)

動(dòng)力鋰電池應(yīng)用分會(huì)數(shù)據(jù)顯示,2021年1-六月我國(guó)市場(chǎng)新能源汽車(chē)產(chǎn)量約為118．98萬(wàn)輛,同比上升238．19%;動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量約為53．67GWh,同比上升206．88%。

圖4:2021年1-六月國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量/GWh及上升率來(lái)源:動(dòng)力鋰電池應(yīng)用分會(huì)