2022年锂电池行业概况.docx

2022年锂电池行业概况1. 锂电快速发展的原因随着多数国家碳达峰、碳中和目标的确定，发展新能源替代以碳为基础的化 石能源以形成广泛的共识。化学电池对于太阳能、风能等新能源是有效补充方式， 同时也是零排放汽车的核心，各国致力于开发高效、安全、容量大、服役寿命长 的化学电池。二次电池和燃料电池因可重复使用在化学电池中被大量研究，但二 次电池因可重复使用、便于开发和大规模生产等综合优势被广泛使用。锂电由于单位质量能量密度和单位体积能量密度高（相同储能条件下，锂电 与铅酸蓄电相比，锂电池质量轻、体积小），以及锂电高输出电压、低自放电率、 高循环使用寿命、可快速充电等原因使其成为最近些年发展最快的商用二次电池。 锂电池中主要分为锂离子电池和锂固态电池，鉴于锂离子电池制造工艺和商用更 为成熟，目前大规模应用以锂离子电池为主。但是，锂固态电池单位质量能量密 度和单位体积能量密度更高，未来可能成为锂电大规模商用的又一个方向。2. 锂离子电池产业链简介锂离子电池产业链上游企业主要为原材料生产厂商，锂离子电池原材料主要 包括：正极材料、负极材料、隔膜和电解液等。正极材料主要有锰酸锂、钴酸锂、 磷酸铁锂、钴镍锰酸锂（即(高镍)三元锂）等。负极材料主要有碳电极（石墨等 应用最广泛）、钛基负极、锡合金、硅基材料等。隔膜材料主要是聚乙烯（PE）、 聚丙烯（PP）等形成的聚烯烃微孔膜。电解液一般是电解质盐溶解于无水有机溶 剂中得到的溶液，电解质盐主要有六氟磷酸锂(LiPF6）（应用最广泛）、LiFSI 等， 溶剂有碳酸乙烯酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)等以及添加剂配合、共溶使用。锂离子电池产业链中游企业为锂离子电池生产厂商，主要将原材料组合生产 出不同规格、不同容量的锂离子电芯产品。生产过程（以圆柱电芯为例，方形电 芯类似）：主要将正材料（如：钴镍锰酸锂）与导电剂、胶液等充分混合涂覆在 铝箔上，负极材料（如石墨）与导电剂、胶液等充分混合涂覆在铜箔上，经烘烤 去除水分，然后将正极铝箔、隔膜（聚烯烃膜材料）、负极铜箔组合、分切、卷 绕装入钢壳（或铝壳等），正极耳、负极耳分别与铝箔、铜箔连接，注入电解液、 焊盖帽形成电芯（即一节节电池）。电芯通过串联、并联（连接过程用到纯镍连 接片）组合等方式形成锂电池模组和电池包，销售至下游终端客户。锂离子电池下游：消费电子产品，手机、笔记本电脑等电子产品；动力 领域，电动汽车和城市轨道机车等；储能领域，为光伏、风电等电站配套储能 设备，布局长寿命、低成本，可提供智能电网储能的解决方案，提高电力系统稳 定性、安全性和经济性等。最后，锂电池回收领域：废旧锂离子电池中镍、钴、 猛、锂等有价金属进行回收利用，返回锂离子电池产业链上游。图：锂离子电池产业链3. 锂离子电池材料发展现状3.1 正极材料三元材料（钴镍锰酸锂）和磷酸铁锂容量密度、循环性能和安全性等较锰酸锂和钴酸锂更高，因此，三元材料和铁锂铁锂材料市场发展更快。由于下游新能 源汽车的快速发展，汽车实际产能大于锂电产能，引发锂离子动力电池及相关材 料的巨大需求。在正极材料供需紧张的情况下，三元材料（881，代码即镍、钴、 猛元素摩尔比）和磷酸铁锂价格出现快速上涨，目前高镍三元正极材料(811)价 格 35 万元/吨左右，较 2019 年上涨 1.5 倍左右；磷酸铁锂（国产）价格 14 万元 /吨左右，较 2019 年上涨 3 倍左右。受磷酸铁锂电池技术进步（如刀片电池等）， 以及镍、钴、猛价上涨幅度较快等因素的影响，磷酸铁锂涨幅超过三元材料，磷 酸铁锂 2021 年产量全年急速增长，较 2020 年均增加 2.67 倍，三元材料 2021 年 均产量较 2020 年增加 1 倍。快速上涨的价格带动相关企业快速扩产，根据智研 咨询、百川盈孚的统计，2021 年三元前驱体与磷酸铁前驱体生产企业开始大规模 新建或扩建产能，磷酸铁前驱体新建（或扩建）年平均产能大于三元前驱体新建 （或扩建）产能。其次，从 GGII 统计结果可知，三元材料和磷酸铁锂及前驱体 相关企市场占有率与电池锂盐相比更为分散，前者竞争更为激烈，有利于正极材 料产量进一步提升。3.2 负极材料目前应用最广泛的负极材料是天然石墨和人造石墨两大类，硅基等合金负极 虽然已开始在部分动力电池上应用，但仍处于推广的初期，市场需求有限。2016 年至 2020 年负极材料石墨总产量大于需求量，人造石墨负极材料 2016 年至 2020 年过剩 0.68、0.63、1.28、2.4、2.3 万吨，天然石墨负极材料过剩值分别为 2.7、 3.3、3.9、4、4.7 万吨，天然石墨过剩量显然多余人造石墨。人造石墨价格在 2021 年以前相对稳定，以容量为 340-360mAh/g 的人造石墨为例，价格基本维持 在 7 万元，2021 年 11 月开始价格上涨至 7.25 万元/吨，涨幅 3.6%；同期容量 330-340mAh/g 和 310-320mAh/g 的人造石墨价格涨幅分别为 14.4%、22%。天然石 墨由于产量过剩叠加 2020 年新冠疫情影响，价格出现下降，2021 年高端天然石 墨和低端石墨价格保持低位无变化，但中端天然石墨由于需求的增加，价格微幅 上涨 7%。3.3 隔膜材料隔膜制备的原材料主要为 PP、PE 等聚烯烃，隔膜生成工艺主要有干法和湿 法两大类，湿法薄膜可做到更薄、孔隙率更高、稳定性（拉伸强度）和安全性（抗 穿刺强度）更好，用湿法薄膜生产的锂电池能量密度更高，更适合用于动力电池。 根据 GGII 统计，2016 年至 2020 年随着新能源汽车和储能领域的快速发展，隔膜 出货量也将继续保持高速增长，隔膜总产量年均增长率 27.9%，其中湿法隔膜年 均增量率 41.3%，干法隔膜年均增长率 12.1%，增长贡献主要来自湿法隔膜，2020 年国内湿法隔膜出货量 26 亿平米，占总出货量的 70.3%。2019 年隔膜出货较 2018 年增加 50.7%，致使 2019 年 4 月至 12 月湿法隔膜价格薄款（7m）最高涨幅 12.5%、 厚款(9m)最高涨幅 18.9%，2019 年末至 2020 年初受隔膜行业价格战影响，薄 款和厚款隔膜出现大幅度降低，降幅分别为 23.8%、28.3%，前期涨幅较高的厚款 隔膜随着产能扩展和锂电技术进步，价格出现大幅下跌。此后，薄款价格维持 23 个月不变，厚款隔膜由于市场占有率逐渐缩小，价格下跌 10%；2021 年下半年大 宗商品 PP、PE 等聚烯烃材料上涨，价格传导至隔膜企业，隔膜企业在将薄款隔 膜、厚款隔膜价格分别上调 4%、5%。3.4 电解液材料电解液溶质六氟磷酸锂质量占比 10%12%，溶剂碳酸酯质量占比 80%85%， 添加剂质量占比 3%5%，原材料占电解液成本超 80%，六氟磷酸锂占电解液成本 约 43%。根据中汽协、GGII 预测，2018 年至 2025 年全球电解液需求由 26 万吨增 加至 221.3 万吨，年均增长 53.5%；2018 年至 2025 年全球六氟磷酸锂需求由 3.1 万吨增加至 26.6 万吨，年均增长 53.7。国内方面，根据隆重咨询统计和预测， 2021 年中国主要企业六氟磷酸锂产能达到 5.8 万吨，预计 2022 年底名义产能达 21.12 万吨。2021 年国内主要电解液生产企业产能达 84 万吨，2022 年规划产能 接近 150 万吨，电解液市场华南地区供应占全国比例 45%。2010 年前六氟磷酸锂 生产技术由日韩掌握，后期逐步实现国产化，直至 2018 年产能扩产过剩，电解 液和六氟磷酸锂价格也不断降低。2020 年 6 月随着疫情后生产恢复和双碳政策的 规划，新能源产业能到快速发展，电解液价格和六氟磷酸锂价格开始上涨，截止 2022 年 2 月电解液（三元圆柱 2.2Ah）上涨了 325%、六氟磷酸锂上涨了 749%。3.5 其他材料3.5.1 锂电铜箔铜箔分为电解铜箔和压延铜箔两大类，通常厚度在 200 微米以下。电解铜箔 又可分为锂电铜箔和电子电路铜箔两类，锂电铜箔用于制造锂离子电池电芯，电 子电路铜箔主要用于覆铜板、印刷电路板等电子信息产业中。根据 GGII 统计， 锂电铜箔占锂离子电池比重 13%，占锂电芯成本的 9%。2015 年至 2020 年，国内 锂电铜箔产量从 5 万吨增加至 15.3 万吨，年均增长 25.6%；根据中信证券预测， 2025 全球锂电铜箔市场需求将达到 101 万吨，20202025 年均增长率 40%；2025 全球锂电铜箔有效产能将达到 109.8 万吨，供需紧张局面将在 20232024 年得到 缓解。2020 年 3 月至今，锂电铜箔价格随铜价开始上涨，从 70500 元/吨上涨至 10700 元/吨，涨幅 51.8%，利润维持在 2500038000 元/吨之间。图：国内锂电铜箔产量及增速3.5.2 锂电铝箔铝箔可分为包装箔、空调箔、电子箔、电池箔（锂电铝箔）、其它等五大类。 根据 GGII、SPIR 等机构统计和预测，电池铝箔在 2016-2020 年供需处于紧平衡 阶段，2021 年开始随着锂电新能源快速发展，供需产生缺口，20212022 年均缺 口在 0.3 吨左右，20212025 年电池铝箔年均复合增长率超 30%。锂电铝箔采用 “铝价+加工费”的报价模式，加工费每吨 1.5-2.5 万元，厚度 12m、双面光滑 铝箔加工费一般维持在 1.5 万元/吨，随着铝箔质量要求的提高，加工费也提升。 因此，锂电铝箔的价格受电解铝价格影响。目前锂离子电池正极用铝箔，负极用铜箔，而钠离子电池正负极集流体均为 铝箔，国内某头部电池生产商计划 2023 年钠离子电池实现产业化，后期将进一 步提升对铝箔的需求量。4. 锂离子电池生产情况国家统计局相关数据表明，我国锂离子电池产量从 2015 年 55.98 亿只增长 至 2020 年 188.45 亿只，年均复合增长率 27.5%；2020 年锂电电池出货以动力电 池类型为主，其次是消费电子锂电，储能锂电占比较小。随着新能源需求的发展， 2021E 至 2025E 全球锂电产能和国内锂电产年均复合增长率分别为 29.7%和 29.5%， 增速基本趋同。全球离子市场规模从 2017 年 319.6 亿美元增长至 2020 的 422.3 亿美元，预计 2025 年全球锂离子市场规模扩大至 1049 亿美元，2021E 至 2025E 均复合增长率 22.6%。5.下游消费电子、动力电池、储能发展情况锂电池应用场景，分为消费电子电池、动力电池和储能电池等三个应用领域。 2018 年2020 年全球消费电子电池年均复合增长率 17.8%，2021E2025E 全球消费电子电池年均复合增长率 10%；2018 年2020 年全球动力电池年均复合增长率 31.68%，2021E2025E 全球动力电池年均复合增长率 59%；2018 年2020 年全球 储能电池年均复合增长率77.58%，2021E2025E全球储能电池年均复合增长率36%。 横向对比可知，2018年至2020年下游储能领域年均复合增长率最高，2021E2025E 动力电池增长率最高，其中动力电池 2020 年至 2021 年需求量翻倍，短期内拉动 了锂电原材料需求，迫使锂电部分原材料（高镍三元、磷酸铁锂、铜箔、铝箔等） 在 2021 年出现了供需紧张的局面。电动车作为动力电池主要的下游，2018 年2020 年全球电动车年均复合增长 率 29.6%，20212025 年全球电动车年均复合增长率 48%，2017 年至 2025E(除 2020 年)中国电动车产量占全球电动产量比例一直大于 50%，主要来自国家各项相关政 策的有力支持。2017 年至 2024E 高镍三元锂电池在锂电下游总体占比中一直大于 50%，但在 2022E 后占比逐渐降低；得力于磷酸铁锂电池安全性等技术的进步，2018 年至 2025E 磷酸铁锂电池在锂电下游总体占比呈上升趋势，2021E2025E 磷酸铁锂电 池年均复合增长率 64.9%，大于同期高镍三元 35.9%、钴酸锂 10%。