锂离子电池是一类依靠锂离子在正极与负极之间移动来达到充放电目的的一种二次电池。锂离子电池主要由正极(含锂化合物),负极(碳素材料),电解液,隔膜四个部分组成。按照应用领域划分,锂离子电池主要分成消费类锂离子电池、动力类锂离子电池和储能类锂离子电池三大类;按照封装形式划分,锂离子电池可以分为软包电池、方形电池和圆柱电池;按照正极材料划分,锂离子电池可以划分为三元锂电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池等。
锂离子电池是 20 世纪 90 年代开发成功的新型绿色电池,具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小、绿色环保等突出优势。目前,锂离子电池已大量应用在消费类电子产品(例如手机、笔记本电脑等 3C 产品)、电动工具、电动两轮车、新能源汽车和储能领域等。锂电池的核心部件是锂电池正极材料,目前主流的正极材料包括三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂和钴酸锂等。
①锂离子电池概况
随着国家“双碳”战略的进一步倡导和推进,绿色新能源材料产业链将具有长足、可期的发展空间。在政府政策支持和下游应用领域驱动的影响下,全球和我国锂电池产业规模均稳步增长,下游市场应用场景愈发丰富,主要包括电动汽车、电动两轮车、电动工具、新型储能应用等。根据研究机构 EVTank 发布的《中国锂离子电池行业发展白皮书(2023年)》统计,2022 年全球锂离子电池总体出货量为 957.7GWh,同比增长70.3%。
根据工信部《2022 年全国锂离子电池行业运行情况》相关数据,2022年全国锂离子电池产量 750GWh,同比增长 130%,动力电池和储能电池增长速度迅猛。未来随着新能源汽车、储能、电动两轮车、电动工具等多元化市场迅猛发展,锂电池市场需求及应用空间将不断增大。
根据 Mordor Intelligence 数据,随着锂电池技术的日益成熟,未来其应用将更加广泛,对铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池形成更广泛的替代,预计到 2025 年锂电池在二次电池中的规模比例将超过 70%。
近年来,我国锂电池只数产量总体呈现增长态势。2016 年,我国锂电池产量 78.42 亿只,2022 年大幅增至 239.28 亿只,期间年均复合增长率为 20.43%。2016、2017 年主要是受动力电池带动,国内锂电池产量分别超过 78 亿只和 110亿只,同比增长均超过 40%;2018-2021 年间,我国锂电池产量同比增长除2019 年为 12.40%之外,其余年份均在 20%左右,增速较快。2022 年增速放缓,同比增长仅 2.85%。2023 年 1-9 月同比增长率为 2.40%。
根据高工锂电统计数据,我国锂电池出货量总体持续增长,2022 年我国锂电池合计出货 655GWh,同比增长 100.3%,连续两年实现翻倍增长。伴随我国新能源汽车销售高速增长,以及动力电池产业链全球竞争优势显著,我国动力电池占比总体持续稳步提升,2022 年动力电池占比提升至 74.5%;受宏观经济环境的影响,全球手机等锂电池消费类终端需求疲软,2022 年消费电池占比大幅下滑至 5.7%;“双碳”大背景下政策鼓励储能行业发展、锂电池成本下降,以及我国新能源行业发展成效显著,多因素导致储能锂电池需求占比大幅提升,2022 年储能锂电池占比大幅提升至 19.8%。
锂电池已被广泛应用于消费领域、动力能力和储能领域。“双碳”目标和新能源汽车渗透率的提升,带动动力锂电池市场规模持续扩张;消费锂电池方面,尽管传统 3C 电子进入存量时代,但其整体规模体量仍在,同时可穿戴设备、无人机、电子烟等新兴领域也能为消费锂电池市场带来需求增量;储能锂电池方面,一系列鼓励储能发展的产业政策的落地叠加储能应用场景的多元化将会为储能锂电池带来可观的发展空间。
当前新能源汽车市场发展呈加速之势,中国、欧洲、美国三个市场未来将持续贡献重要增量,同时,储能、电动两轮车等领域也有望迎来快速增长。根据东方证券研究所预测,2025 年全球动力电池需求达到 1,523GWh,外加消费电池、储能、电动工具、电动自行车等需求,2025 年合计锂电池需求量 1994Gwh,2020-2025 年均复合增速达到 50.2%。
②锂离子电池正极材料
正极材料是锂离子电池的核心部件,一方面影响锂电池电化学性能的关键因素,决定了电池的能量密度及安全性,进而影响电池的综合性能,另一方面其价格相对昂贵,在锂电池材料成本中所占的比例达 30%~40%,从而影响了电池整体成本的高低。
目前主流的正极材料包括三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂和钴酸锂等。根据同花顺 IFinD 数据,2017 至 2022 年我国正极材料出货量从 25.30 万吨增长到 194.70 万吨,2022 年增长率达到 77.97%,期间复合增长率达到 50.40%。