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锂离子电池产业链发展研究报告(宏观)

北极星储能网  来源:墨柯观锂    2019/1/7 8:57:47  我要投稿  

北极星储能网讯:真锂研究2018年春节后尝试从相对宏观一点的角度写的一份锂离子电池产业链发展研究报告,我们试图研究分析以下问题并提供相关答案:锂离子电池的前景究竟有多大?锂电产业链的发展会是一个怎样的趋势?

本文来源:墨柯观锂 微信号 ID:moke-realli

本报告的主要观点:

1、未来是否有替代锂离子电池的新的二次电池技术出现?真锂研究认为,这需要在性能(以能量密度为核心)和成本的综合权衡方面做得更好才行,而这至少在可以预见的将来(15年甚至更长一点的时间)是看不到的。

2、智能化的发展得益于锂离子电池的应用,也成就了锂电产业链的大爆发。每一波的智能化浪潮,都确定会让锂离子电池市场规模呈现几何级数的爆发式增长。过去是智能手机,现在是电动汽车以及在此基础上的智能汽车,将来是智能电网……

3、从发展历史和区域看,全球锂电产业链的发展总体上可以用“中日韩三国演义”来概括。现在是,将来还会是。产业规模方面目前中国已经一枝独秀,无论是市场份额,还是企业数量,都远超日韩。在由小到大再由大到强的发展规划方面,中国已经成功走好了第一步。

4、规模的发展壮大推动了中国锂电产业链上的企业在制造能力和技术能力方面的快速进步。在制造能力方面,中国企业已在快速接近日韩企业;在技术能力方面,中国领先企业或已达到了韩国巨头的水平,总体也不输于海外企业。

5、对中国来说,做好锂离子电池产业,将非常有利于实现汽车领域的“弯道超车”,也将为未来智能汽车、智能电网等关键产业和基础设施智能化的发展打下坚实基础,从而有能力推动整个产业经济结构的不断升级,最终实现中国经济的腾飞。

6、锂电产业链是个特殊的产业,特殊之处有二:一是锂电产业已经由劳动密集型过渡到了资本密集型;二是锂电产业自始至终都是技术密集型,这也是它的市场得以持续不断扩大的根本原因。

7、锂离子电池产品未来或将具备大宗商品的基本属性,和原油、有色金属、钢铁等一样,是广泛用于工农业生产和消费的大批量买卖的必须的物质商品。但是,与一般大宗商品显著不同的是锂离子电池需要越来越高的技术含量。这样的一个大宗商品,是推动工农业生产和消费不断升级的基本元素。成为特殊的、有科技含量的大宗商品也将会是锂电产业发展的一个显著特点。

8、锂电市场规模不断扩大的同时,随着能量密度和成本目标的不断推进,产业链各环节的产业集中度也将不断提升。区域分布方面,真锂研究认为,在中国范围内,锂电产业链确定将会向为数不多的几个地方高度集中。

9、第四次工业革命可能已经来临。锂离子电池的大规模应用可能是第四次工业革命开启的标志。对于中国来说,抓住这次机会,我们就有可能在未来的产业生态中成为规则的主导者,中国的未来将会更加光明。

本报告目录:

1、前言

2、全球锂电产业链发展情况

3、中国锂电产业链发展情况

4、锂电产业链发展特点

5、锂电产业链发展预测

6、结语

下面是正文内容。

一、前言

现在俗称的锂电池,准确称呼是锂离子电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作:充电时,锂离子从正极脱嵌,在电解液中游动穿过隔膜嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。这个过程中的相关材料——正极材料、负极材料、电解液(液态电解质)和隔膜——被称为锂离子电池四大关键材料。除此之外,制造锂离子电池所需的其他材料还有铝箔(粘接正极材料的载体)、铜箔(粘接负极材料的载体)、粘接剂、绝缘件、结构件(壳体盖板)等。

与铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池等其他二次电池(充电电池)相比,锂离子电池问世的时间最晚,全球第一只锂离子电池是索尼公司1990年推向市场的。因为能量密度高,使用相对安全,没有记忆效应(性能全面占优),而且环保(不含铅、镉、汞等对环境有污染的元素),自问世以来锂离子电池发展迅猛,市场规模飞速扩大,未来几年将确定超越铅酸电池而成为用量最大的二次电池产品。

锂离子电池正在全面替代其他二次电池。在曾经镍镉电池最大的应用市场——电动工具市场,锂离子电池已经完成了全面替代,目前市场占有率已超95%。在消费类电子产品市场,镍氢电池受锂离子电池挤压已基本退出;在混合动力汽车(HEV)市场,镍氢电池虽然还占据主流,但应用比例逐年下降。在电动自行车、电动三轮车、低速电动汽车以及移动基站电源等铅酸电池的主要应用市场,锂离子电池的替代速度日益加快;铅酸电池应用最大最坚固的车辆启动电源市场,锂离子电池也在开始尝试替代。

智能化的发展离不开锂离子电池,据此,锂离子电池在不断开拓新的庞大市场。移动通信终端智能化的快速发展——智能手机的迅速普及,得益于锂离子电池的应用。汽车智能化的前提是汽车电动化,正在如火如荼开展的电动汽车发展浪潮,是因为锂离子电池才得以实现。未来电网也将智能化,而智能电网的实现也需要依赖锂离子电池。综之,每一波的智能化浪潮,都确定会让锂离子电池市场规模呈现几何级数的爆发式增长。

未来是否有替代锂离子电池的新的二次电池技术出现?真锂研究认为,这需要在性能(以能量密度为核心)和成本的综合权衡方面做得更好才行,而这至少在可以预见的将来(15年甚至更长一点的时间)是看不到的。锂离子电池取代铅酸电池之所以成为确定趋势,是因为它的综合性能优于铅酸电池数倍的同时,在市场规模只有铅酸电池一半的情况下,成本却很接近于铅酸电池(目前锂离子电池售价已降到1元/Wh以内且还在继续下降,铅酸电池是0.6元/Wh且已不再下降)。能量密度明显高于锂离子电池的锂硫电池、锂空气电池等新型二次电池技术,公认的看法是2025年甚至2030年之后才可能实现规模化应用,而要在成本方面接近锂离子电池,就是更加遥远的事情。同时,锂离子电池的能量密度还有较大的提升空间,成本也还有较大的下降空间。综合来看,锂离子电池统治二次电池市场的时间会比较长。

二、全球锂电产业链发展情况

前面提到,智能化的发展得益于锂离子电池的应用,也成就了锂电产业链的大爆发。以笔记本电脑、手机、平板电脑为代表的消费类电子产品开启了智能化的第一阶段进程,索尼的第一只商业化锂离子电池(18650圆柱电池)就是用在笔记本电脑上,直接推动了笔记本电脑的快速普及;方形锂离子电池产品的成功开发,直接推动了功能手机的迅速普及;而软包锂离子电池的应用则让智能手机快速上位,笔记本电脑向更为轻薄的超极本发展,同时,还在不断创造新产品新市场,如平板电脑、蓝牙音响、智能手表以及其他可穿戴设备等。真锂研究的统计数据显示,消费类电子产品市场对锂离子电池的需求,从1990年的0.5万kWh迅猛发展到2017年的6609万kWh,28年间年均复合增长率高达40.4%。目前,消费类电子产品市场的锂电需求已基本饱和。

移动通信终端智能化的普及以及锂离子电池技术的发展为汽车智能化提供了沃土,电动汽车应运而生。2010年12月,通用和日产先后在美国市场推出电动汽车产品VOLT和LEAF,开启了智能化的第二阶段进程。在2011年这个电动汽车商业化元年,全球共产销电动汽车6.8万辆,对应的锂离子电池需求176.7万kWh。2017年,全球共产销电动汽车140万辆,7年间年均复合增长率高达54%;对应的锂离子电池需求5370万kWh,年均复合增长率高达63%。汽车电动化时代已经到来。电动汽车的大发展也直接带动了锂离子电池在电动自行车、电动三轮车、低速电动汽车等其他交通工具上的应用,2017年整个交通工具市场的锂电需求为6667万kWh,已超越消费类电子产品市场而成为锂离子电池最大的应用市场。

汽车的电动化和智能化才刚刚开始。主要国家和车企巨头大都已发布雄心勃勃的电动汽车发展计划,而且还在不断调高目标数值。中国计划2020年电动乘用车产销量超200万辆,2025年电动汽车销量占比要达到25%(以总量3000万辆计,2025年要达到750万辆),2030年要达到50%;德国、英国、印度、荷兰等国已先后发布燃油车停售时间表,大致都是在2030-2040年间。德国大众集团5月3日刚刚签订了几份动力电池采购合同,总标的额高达400亿欧元,较该集团数周之前公布的采购总额翻了一番。大众集团在同日举行的年度股东大会上向投资者承诺,到2025年,该集团计划每年售出300万辆电动汽车。通用、雷诺-日产、宝马、奔驰乃至丰田等其他海外车企巨头以及中国主要车企也都有类似的宏伟计划,这里就不赘述。综之,今后多年,电动汽车市场对锂电的需求都将维持高速增长态势。

以终端产品携带的电池电量而言,手机等消费类电子产品以Wh计,电动汽车以kWh计。电动汽车的大发展使得人类探索锂离子电池MWh级的应用成为了可能(1MWh=1000kWh =0.1万kWh),于是,智能化开启了第三阶段——智能电网储能市场。大致从2011年开始,日美中欧等主要国家和地区越来越频繁地开展相关储能项目的实证试验,其中,中国国家电网2011年12月25日投入试运营的“张北风光储输示范工程”是当时规模最大的项目,共使用了9.5万kWh的二次电池,用来存储风电和光电所发电力,其中锂离子电池6.3万kWh。

储能市场的远景规模远比电动汽车市场要大。目前人类每天消耗的电量大约680亿kWh,由于各个时间段用电量的显著差异,需要的发电量比680亿kWh明显要多。采用储能可以实现移峰填谷,减少发电设施的巨大投入。如果每天消耗电量的1%来自二次电池,就将产生6.8亿kWh的锂电需求,大约相当于1500万辆电动汽车的电池用量。如果完全实现电力的移峰填谷,可能需要10%甚至更多,仅此一项的电池需求就比电动汽车市场要大很多(2017年全球汽车总产量9730万辆,多年来增长缓慢)。而且,储能的普及使得人们可以随时随地用电,还会催生更多的用电新需求。就像3G、4G、5G的发展带动的对手机WIFI流量需求暴增一样,这些目前还难以预知的储能新需求的规模有可能比上述储能市场还要大。

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