预见2019:《中国动力锂电池产业全景图谱》(附

日期:2019-10-15编辑作者:北京赛车官方正版投注

中国科学院金属研究所博士、北京圣盟科技有限公司首席科学家赵金平带领的团队研发的石墨烯包覆技术,能将锂离子电池正极材料比容量提升15%-25%,将循环1000次后的容量保持率提升30%-40%;把负极材料的容量提升40%-45%,将循环1000次后的容量保持率提升35%-50%。

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近三年,随着国家对新能源产业的扶持,推动了我国动力锂电池迅速发展。根据国家统计局数据显示,2018年国内新能源汽车销量为125.6万辆,同比增长61.7%。其中,2018年纯电动车的销量将近98万辆。新能源汽车销量逐年增长,对于动力锂电池的需求量也在不断扩张。在国家政策的驱动下,新能源汽车有着广阔的发展前景,而作为核心部件的动力锂电池必将迎来发展的大好良机。

石墨烯包覆改性锂离子电池正负极材料技术的重大突破将进一步推动国内动力电池的高能量密度化,而正负极材料龙头企业拥有技术及资金优势,或将快速推动该项技术的产业化,建议关注当升科技(300073.SZ)、杉杉股份(600884.SH)和璞泰来(603659.SH)。

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更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国动力锂电池行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》。

《促进汽车动力电池产业发展行动方案》要求新型锂离子动力申池单体比能量超过300Wh/Kg;系统比能量力争达到260Wh/Kg。并提出,到2020年动力锂电池总产能超过100GWh,形成年产销规模40GWh以上的龙头企业。受新能源汽车产销拉动,2017年动力电池装机量达到36Gwh,增长21%。根据高工产业研究院统计数据,2018年5月,新能源汽车市场完成锂电池装机量达4.5GWh,同比大增181%,今年1-5月,新能源汽车市场累计完成装机量达12.7GWh,同比增长199%。

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我国动力锂电池产业从无到有,从小到大,发展很快,在国家科技项目的重点支持下,中国动力锂电池关键技术、关键材料和产品研究已经取得重大进展。虽然小容量功率型动力锂电池技术和产品与国外相比仍有一定差距,但大容量动力锂电池产业发展已经处于国际领先水平。单体动力电池的特性,已经具备推广应用的条件。动力锂电池产业已经进入到产业化建设和推广应用的关键阶段。动力锂电池产业化进程已经处于国际领先地位。

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细分新能源汽车具体类型的动力锂电池装机量情况来看,纯电动乘用车是目前拉动动力锂电池需求的主要引擎,2018年纯电动乘用车动力锂电池装机量达到30.66GWh,同比增长135.4%,占动力锂电池装机量整体比的53.3%;而混合动力客车受补贴政策影响,2018年装机量同比减少57.5%。随着新能源汽车市场化程度提升,消费者对电动车的认可度不断提高,我国动力锂电池装机量发展良好。

中汽协发布的6月份汽车产销数据显示:1-6月,新能源汽车累计产销分别完成41.3万辆和41.2万辆,同比去年分别增长94.9%和111.5%。中汽协会秘书长助理许海东表示,今年上半年新能源汽车产销情况远远好于往年同期,预计下半年仍会保持较好的发展态势,维持之前预判,全年产销规模超100万辆。

4.动力电池组价格:2017年1.5元/Wh,2018年预计1.2-1.3元/Wh

受新能源补贴政策影响,技术要求逐步提升

这意味着,把石墨烯包覆锂离子正、负极材料技术应用到车用动力电池上,有望提升目前三元锂离子电池单体能量密度(约200瓦时/千克),达到《智能汽车关键技术产业化实施方案》提出的2020年车用动力电池能量密度指标300瓦时/千克的目标。

9.年度黑马:江苏智航暴增10倍,靠物流车闯入前十

细分新能源汽车具体类型的动力锂电池装机量情况来看,2018年我国新能源乘用车的装机电池中,三元锂电池占新能源乘用车动力锂电池装机量的90.42%,而磷酸铁锂电池占9.54%,锰酸锂电池和钛酸锂电池几乎没有占据份额;但在新能源客车的装机电池中,磷酸铁锂占新能源客车动力锂电池装机量高达93.25%,锰酸锂电池和钛酸锂电池分别占3.99%和2.76%,三元锂电池则为0,则是因为我国政府长期以来对三元锂电池装机新能源客车的限制,虽然目前目前我国政府已取消了这种限制,但在实践中出于安全考虑,国内所有的客车仍未敢使用三元锂电池。而在专用车的装机电池中,主要为三元锂电池和磷酸铁锂电池平分。

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1.全球锂电池产销:2017年134GWh 2100亿

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整车厂中,比亚迪103473台,江铃汽车32454台,重庆长安16307台,康迪新能源14142台,浙江伊卡6361台

三元锂电池的发展势头之所以如此迅猛,背后靠的是国家对新能源汽车补贴政策的不断调整变更的因素。对比2017年新能源汽车补贴政策,2018年补贴在乘用车方面不仅重新划分了续驶里程区间,还对动力电池的能量密度通过系数变化和调档的方式提出更高的要求,对于百公里电耗量系数也分档进行划分,同时,电池能量密度系数可以与百公里电耗系数叠加。

  1. 乘用车动力电池前五:CATL、BYD、孚能、比克、国轩

2018年,我国动力锂电池装机量按正极材料分类,三元锂电池的装机量占比最高,达59%,首次超越磷酸铁锂电池,在总装机量中占比超过一半;其次是磷酸铁锂电池,占比为38%;而锰酸锂和钛酸锂电池二者合计3%。

亚化咨询研究表明,2017年中国锂离子电池产量约为88.7GWh,同比增长29.3%。其中新能源汽车44GWh、手机23GWh、电脑10GWh、储能5GWh、电动自行车2GWh。

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  1. 动力电池装机:2017 年 36 GWh,2018 年预计 43 GWh

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下游需求拉动行业发展,纯电动乘用车为推动增长引擎

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从2018年我国动力锂电池行业装机量企业结构来看,宁德时代占了41.21%,装机量达到23.23GWh,同比增长133%;排在第二的是比亚迪,占了20.33%,装机量达到11.46GWh,同比增长109%;第三名是国轩高科,占5.32%,装机量为2.99GWh。我国动力锂电池行业高端产品之间的竞争主要集中在国内仅有的几家企业与国外企业之间,属于垄断竞争格局。随着我国政策对动力锂电池产品提出更高的要求,市场份额将进一步向头部企业集中。

基于NCM622材料,2017年底电池单体能量密度超过200瓦时/公斤,系统能量密度160瓦时/公斤,2018年预计电池单体能量密度可达到230~250瓦时/公斤。

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磷酸铁锂电池曾是中国新能源汽车市场上的主流,虽然其充放寿命长,但电池系统的能量密度只在100Wh/kg左右,而三元锂电池能量密度最高能达到330Wh/kg,随着消费者对电动汽车续航里程的需求不断提高,且具有电池能量密度优势的三元锂电池预计将进一步取代磷酸铁锂电池市场。

  1. 技术路线:NCM 811 硅碳负极能量密度达到300Wh/Kg,系统能量密度200Wh/Kg

锂离子电池是一种充电电池,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:充电池时,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。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池,是现代高性能电池的代表。而动力锂离子电池是指容量在3AH以上的锂离子电池,目前则泛指能够通过放电给设备、器械、模型、车辆等驱动的锂离子电池。

2017年前20家企业配套量超32 GWh,占比87%,配套企业数量相比2016年的150家大幅降低到100家,2018年预计会进一步减少到60-80家。

随着新能源汽车产业化进程逐步深入,全球各国及重点企业均加大力度发展动力电池产业,基于新材料和结构的高比能动力电池技术已经成为各国竞争焦点,大力提升目前车用动力电池安全性、寿命、低温特性,降低成本是产业技术发展的方向。

磷酸铁锂电池组价格从年初的1.8-1.9元/Wh下降到年底的1.45-1.55元/Wh。三元动力电池包价格从年初的1.7-1.8元/Wh下降到年底的1.4-1.5元/Wh。

2018年6月开始实行的《关于调整完善新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》通过补贴措施表明了对新能源汽车电池能量密度的更高要求,低端锂电产能过剩逐步被淘汰。目前,我国动力锂电池市场的集中度已非常高,2018年我国动力锂电池前十名企业的装机量达到整体的83.16%,而前二十名更是高达92.1%,这意味着排名在二十名后的动力锂电池企业实际上已被边缘化,行业洗牌格局剧烈,产业链公司迎来一场“大浪淘沙”的筛选。

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动力锂电池的产业链图与锂离子电池相同,上游原材料主要包括镍钴锰、锂矿和石墨矿,由此构成正负极材料、电解液、电极基材、隔膜等;中游则是将正负极材料、电解液、电极基材、隔膜组装成电芯后进行制造和封装;下游是动力锂电池的应用领域,主要应用在各种车辆、船舶、飞机等内燃机的启动,照明、蓄能、不间断电源、移动通讯、便携式电动工具、电动玩具中。

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配套35款车型中,1款乘用车,4款环卫车,30款纯电动物流车。

行业洗牌格局激烈,进一步向龙头企业集中

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产能有望达到200亿GWh,行业未来千亿规模

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宁德时代、天津力神、合肥国轩高科采用高镍三元正极 硅碳负极,实现300瓦时/公斤的比能量,预计系统的能量密度200-210瓦时/公斤,其中宁德时代实现电池循环寿命达到1000次左右,并通过安全性验证。

2018年,外资锂电池企业首次获得在我国经营的许可,LG化学,三星等外资企业纷纷建厂扩大产能,加上宁德时代和比亚迪等国内企业预计新增产能,到2020年我国国内动力锂电池产能可能突破200GWh。

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下游需求的扩张利好,我国动力锂电池总装机量增长,根据OFweek统计数据显示,2018年我国动力锂电池总装机量达到56.37GWh。

宁德时代乘用车动力电池配套总数15万辆,装机总量4.15GWh。

在美国、日本、欧洲和韩国等国家/地区科技规划以及重点企业战略规划中多次提及新体系结构车用动力电池技术,重点关注高性能电池材料、高性能锂离子动力电池(致力于寿命、能量密度和安全性提升)、高性能电池包、电池管理系统、热管理、电池标准体系、下一代锂离子动力电池、锂金属电池、电池梯级利用及回收技术、电池生产制造技术及装备等。

预计2019年将形成千亿级市场。

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2017年我国新能源汽车(EV+PHEV)动力电池装机总电量约36.24GWh,相比2016年28GWh的数据,同比增长约29.4%。

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从车辆类别来看,客车14GWh、乘用车14GWh、专用车8GWh。

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从材料类型来看,磷酸铁锂18GWh、三元16GWh、锰酸锂约1.5GWh、钛酸锂0.6GWh。

动力锂电池可按电解质材料、电池外形、外包材料、正/负极材料以及性能用途进行划分,其中目前最主要的是以正极材料作为划分动力锂电池产品的依据,因为正极材料是电池中锂离子之源,其性能直接关系到电池性能,是锂电能量密度的基础,是动力锂电池中最关键的功能材料。动力锂电池按正极材料分类,主要有三元锂、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂这四种,对应的负极材料一般都是石墨。

目前乘用车对磷酸铁锂电池包的价格要求已经下调到1.2-1.25元/wh,三元的价格控制在1.3-1.35元/wh;物流车的价格要求控制在1.1-1.2元/wh。

结合下游行业发展的需求来看,我国动力锂电池需求将不断攀升。在政策层面,国家力推新能源汽车保有量达到500万辆,而目前新能源汽车保有量大约在150万辆,“十三五”期间还有约350万辆的发展空间,我国动力锂电池行业发展前景空前巨大,前瞻预测到2024年我国动力锂电池市场规模突破1300亿元。

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  1. 优胜劣汰:2017年100家,2018年预计60-80家

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GGII调研数据显示,2017年中国动力电池产量44.5GWh,同比增长44%。动力锂电池装机量36.4GWh,比产量44.5GWh少8.1GWh,主要原因是低速电动车、高尔夫球车、换电、移动补电车、售后替换、流通、高库存等。

  1. 工艺路线:软包能量密度较高,但成组率较低,或是未来方向
  1. Pack:千亿级市场,电芯整车第三方 622 分布

PACK 企业集中度逐步提高。2016年有240家,2017年有190家,同比减少了20.8%。电芯企业占比为51.05%,整车企业占比为10.53%,第三方PACK企业占比为38.42%。

第三方Pack厂,普莱德67033台,上海捷新42415台,杭州杰能15268台,芜湖奇达5466台,江苏金坛5162台。

  1. 动力电池企业:2017 年 CATL 10 GWh 占 29%,2018 年将超过 30%

全固态和富锂锰基(250毫安时/克容量),是锂离子电池突破400瓦时/公斤的技术关键,我另开一篇文章详细介绍。

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  1. 动力电池细分:2018 年乘用车将超过客车,三元将超过磷酸铁锂

比亚迪乘用车动力电池配套总数为9.18万辆,装机总量为2.85GWh,全部为比亚迪自用。孚能乘用车动力电池配套总数为5.28万辆,装机总量为1.1GWh。

但是目前情况,软包电芯到系统的能量密度转化率约为60%,方壳约为70%。

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3.动力电池产销:2017年44.5GWh 725亿元,2018年预计60GWh800亿

比克乘用车动力电池配套总数3.44万辆,装机总量为0.84GWh。

江苏智航2016年装机量为67MWh,排名行业31名,2017年暴增10倍,总装机量达到733Mwh,闯入行业前十。

11.能量密度:2017年200 Wh/Kg,2018年预计230-250Wh/Kg

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起点研究(SPIR)统计数据显示,2016年全球锂电池电芯产值达到1850亿元,同比增长17.8%,2017 年预计2100亿。

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装机总电量前十动力电池企业合计达26.81GWh,占整体的74%。宁德时代以10 Gwh高居榜首,占比29%,2018年将进一步扩大。

电芯厂97家,宁德时代、国轩高科、沃特玛、孚能和天能排名前五,装机量之和212466台

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2017年中国动力电池产值725亿元,同比增长12%。2017年补贴力度大幅下滑,主机厂将部分成本压力转嫁到动力电池企业,使动力电池价格大幅下滑。

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三家能量密度300Wh/Kg企业,都选择了三元软包技术路线。

2.中国锂电池产销:2017年88.7GWh,2018年预计突破100GWh

2018年我国新能源汽车产量将达到110.8万辆,同比增长39.5%,对应动力电池总需求43.3GWh,同比增长33.2%。

2016年全球锂电池总出货量达到115.4GWH,2017年预计133GWh。

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国轩高科乘用车动力电池配套总数为3.91万辆,装机总量为0.83GWh。

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关键词: 石墨 锂电池 重大突破

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