2021年全球和中国圆柱电池产业现状分析.docx

2021年全球和中国圆柱电池产业现状分析一、圆柱电池产业概述1、分类对比情况根据封装方式和形状不同，锂电池可分为方形电池、软包电池和圆柱电池。圆柱、方形、软包各有优劣，成本、安全性、生产效率为重要衡量指标。由于形状不同，圆柱电池主要采用卷绕工艺；方形电池可以采用卷绕和叠片工艺，目前以卷绕为主；软包电池以叠片工艺为主。目前圆柱电池代表车型为特斯拉Model3、江淮iEV7。中国锂电池按照壳体分类情况2、基本特点随着特斯拉发布4680大圆柱电池以来，大圆柱电池逐步成为行业热点，各大企业纷纷布局。4680电池是直径48mm、高度80mm的新型圆柱电池，其在结构上实现体积增大，并采用无极耳设计使得导电涂层与电池端盖接触，降低内阻、增大接触面积提升散热能力。4680电池主要优势在于单体容量提升近5倍；电池外径增加下外壳增重不明显，内部活性物质占比提升，能量密度增加；续航能力提升16%；结构件、焊接数量减少使得4680比21700成本下降约20%。各型号圆柱电池对比二、大圆柱电池发展背景特斯拉把大圆柱作为核心量产工艺的突破点，预期第一款搭载46800的车型将于2022年生产，特斯拉的弗里蒙特产线的46800良率已提升至92%左右。电池企业加速布局46800，大圆柱电池产能即将放量。为满足大圆柱电池需求量，除特斯拉自己的电池工厂布局46800外，国内外电池厂商也加速扩产布局46800：海外企业松下和LG化学正在进行产品设计与研发以期达到特斯拉的要求；国内电池企业亿纬锂能、宁德时代、比克等也在积极布局相关技术。目前来看，仅有特斯拉电池工厂和松下可以在2022年逐步量产大圆柱电池，亿纬锂能和LG化学计划于2023年实现量产。国内外电池厂商大圆柱电池布局情况三、圆柱电池产业链1、产业链简体圆柱电池产业链整体于锂电池产业类似，上游主要为各类别原材料，主要为正负极材料、电解液、隔膜、钢壳和铜箔等，按照需求和应用整体相对复杂，中游主要为圆柱电池的生产和制造，下游主要应用为新能源汽车和以电动工具为主的消费领域等。圆柱电池产业链简图2、上游端三元正极+石墨负极为当前主流材料体系，国内材料厂商为供应主流：由于对低温状态的性能以及电池能量密度的要求，目前电动工具用圆柱型锂电池以采用三元正极材料为主，并采用石墨负极或硅基负极。随倍率性能的进一步提升，对容量的需求会使得电池采用品质更高的高镍三元材料如NCM8系或NCA材料。在对品质及结构无特殊要求前提下，国产电芯原材料多来自于国内龙头材料厂。对于品质要求较高的高镍三元材料，部分厂家会选择国外厂商为主要供应商。影响高倍率锂电池放电性能的因素3、下游端按照电动工具的使用形式，可将其分为无绳和有绳电动工具；无绳电动工具舍弃了电力线，采取电池包供电，具备显著的安全优势和便利优势，在高空作业、恶劣环境下具备其使用优势，目前电源可分为锂电池、镍镉电池和镍氢电池，以锂电池为主（2019年全球占比超87%）。，2020年无绳电动工具市场达139亿美元，无绳化渗透率为52.3%。目前全球市场圆柱电池下游除开新能源汽车持续发展，电动工具仍是主要下游需求，2016-2020年全球电动工具市场规模变动情况4680大圆柱时代开启，动力领域需求或将爆发。根据数据显示，我国新能源汽车销量从2014年的7.5万辆增长至2021年的354.5万辆，中间2019年受限于补贴下滑销量小幅度下降，尤其是2021年以来市场销量爆发，2022年以来，市场仍保持高景气度，三月份产销分别为188.1万辆和186.4万辆（工信部数据）。整体新能源汽车的快速增长，加之特斯拉4680电池开始大圆柱时代，圆柱电池动力装机量或将快速增长。2014-2021年中国新能源汽车销量及增长率相关报告：华经产业研究院发布的；四、全球圆柱电池现状分析就全球圆柱锂电池出货量情况而言，圆柱虽然具备成本低和发展工艺成熟等优势，但是在动力领域整体性能和容量有所不足，目前主要用于电动工具等。根据数据显示，全球圆柱锂电池出货量从2019年的的76.6亿颗增长至2021年的121.7亿颗，增长幅度较大，主要得益于全球电动工具需求持续增长。值得注意的是，4680电池推出并应用与特斯拉Model系列，或成为圆柱电池大规模应用动力电池的关键转折点。2019-2021年全球圆柱锂电池出货量及增长率五、中国圆柱电池现状分析1、出货量就我国圆柱电池装机情况而言，圆柱电池相较于方型硬壳电池而言，圆柱型电池目前制备工艺已相对成熟，具备成本低、一致性程度高、放热性能优秀等优点，但也具备PACK后能量密度偏低、车用BMS要求较高等不足。随着特斯拉推出4680大圆柱电池并开始交付，带动圆柱电池市场回暖，2021年我国圆柱电池装机量约为20.3GWh，同比增长46.4%左右，预计随着大圆柱电池发展，动力电池市场结构或发生较大改变。2017-2021年中国圆柱电池装机量及增长率2、动力领域装机量就圆柱电动动力领域装机量而言，随着特斯拉Model系列应用大圆柱信号放出以来，我国圆柱电池在动力领域整体需求逐步回升，2020年装机量达8.35 GWh，同比2019年增长超100%。2021年前三季度装机量为6.63GWh。2017-2021年Q3中国圆柱动力电池装机量及增长率3、市场结构就动力电池整体市场结构而言，随着三元电池持续发展，我国方形电池占比持续增长，圆柱电池整体占比自2017年整体表现为逐年下降趋势，2021年仅为6.21%左右。值得注意的是，2021年圆柱电池整体出货量增长46.4%，虽然不及方形电池增长，预计随着4680大圆柱持续发展，圆柱电池占比或将有所回升。2017-2021年中国动力电池细分类型占比结构变动注：圆柱电池占比涵盖LG、松下动力电池出货六、圆柱电池竞争格局1、竞争格局特斯拉model3带动需求，圆柱电池市场高度集中。2020年中国圆柱动力电池装机量约8.35GWh，同比2020年增长102%。其中排名前十企业合计占比达99.7%左右，LG化学凭借配套国产特斯拉model3圆柱21700电池占据高达77%的装机份额。2021前三季度前十企业合金装机量6.6GWh，LG化学占比达77%。2020年中国动力圆柱电池市场竞争格局情况2、主要企业分析2021年国轩高科凭借磷酸铁锂圆柱带电池出货量持续增长，占据国内市场11%的市场。数据显示，2021年国轩共配套35万辆乘用车、1.7万辆专用车、1900辆客车，分别占据10.81%、15.45%、3.28%的市场份额。从不同电池类型来看，国轩高科方形电池装车6.2GWh，圆柱电池装车2.1GWh。就营业状况而言，2017以来，国轩高科动力锂电池营收持续增长。2017-2020年国轩高科动力锂电池营收及占比情况