电力设备
2018年锂离子电池行业市场供需现状行业分析
发布时间:2019-07-16
一、锂离子电池及其功能简介
“锂电池”是一类由锂金属或锂合金为正负极材料、使用非水电解质溶液 的电池。锂电池大致可分为两类:锂一次电池和锂二次电池。
锂一次电池是以使用金属锂为负极材料的化学电源系列的总称。顾名思义, 锂一次电池只能一次性使用,不能反复充电。由于金属锂是一种活泼金属,遇水 会激烈反应释放出氢气,使得金属锂的加工、保存、使用,对环境要求非常高。锂一次电池具有比能量高、寿命长、耐漏液等优点,但安全性较差,目前实用领 域较小,用量不大。
锂二次电池是可充电电池,目前主要为锂离子电池。锂离子电池是指以锂 离子嵌入化合物为正极材料电池的总称,其工作时主要依靠锂离子在正极和负极 之间移动来工作,电池中不存在金属锂,因此安全性较高。锂离子电池作为可充 电电池,充放电循环可达几百次、数千次到上万次,故其相对一次电池而言更经 济实用。目前,手机、笔记本电脑等电子产品使用的大多都是锂离子电池,通常 人们俗称的锂电池即为锂离子电池。
目前,市场上主要使用的可充电电池按照材料分类可分为铅酸电池、镍镉 电池、镍氢电池和锂离子电池等。锂离子电池具有高能量密度、高电压、寿命长、 无记忆效应等优点,已经占据了手机、笔记本电脑等消费电子类产品电池的主要 市场,随着锂电生产工艺和电池性能的进一步提升,也逐步占据了储能电池、动 力电池等领域的主要市场。
二、锂离子电池应用及供需情况
1、锂离子电池分类及市场行业分析
目前锂离子电池按照其用途可分为消费型锂离子电池、动力型锂离子电池、 储能型锂离子电池。
消费型锂离子电池主要用于手机(含功能手机和智能手机)、便携式电脑(含 平板电脑和笔记本电脑)、数码相机、数码摄像机、移动电源、电动玩具等消费 电子产品即所谓“3C产品”(Computer计算机、Communication通信和Consumer Electronics消费类电子产品)的锂电池电芯及模组,主要形态分为圆柱、方形和 软包电池。随着苹果公司生产的以iPhone为代表的高端消费电子产品的兴起,软 包电池的应用越来越广泛。
动力型锂离子电池主要用于电动汽车、电动工具等动力电池的锂电池电芯及 模组,又称为锂离子动力电池、动力锂电等,主要形态也分为圆柱、方形和软包 电池。根据财政部、科技部、工信部、发改委于2016年12月发布的《关于调整新 能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》及2018年2月发布的《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,未来政府将提高财政补贴门槛,并将 补贴标准与电池能量密度挂钩,鼓励企业进一步提高动力电池的能量密度。因此 电池能量比更高、安全性能更佳、成本更低的软包电池逐渐受到了市场的青睐。 动力锂离子电池的应用中,软包电池的应用范围不断扩大。
储能型锂电池主要用于调峰电源、储能电池等储能产品的锂电池电芯及模 组。
自锂电池产业化以来,锂电池最大的需求主要来自于消费类电子产品以及电 动工具市场等,未来以消费电子产品为代表的传统锂电池市场的需求将呈现稳步 增长的局面。近年来随着储能电站和新能源汽车技术的发展,锂电池未来的市场 需求更多来自于储能电池与新能源汽车动力电池市场的快速增长。当下,形成在 传统消费类电子产品上锂电池需求趋于稳定,在动力领域和储能领域快速发展的 态势,特别是在动力电池领域,锂电池需求持续强劲增长。
2、消费类电子产品锂离子电池市场需求情况
目前消费电子产品(包括PC、平板电脑、移动设备和手机)仍然是锂离子 电池应用的最重要领域。
自2008年开始,苹果引领的智能手机浪潮兴起,尤其是2012-2014年,智能 手机进入快速渗透期,开启了一个千亿美元的市场。从2015年开始,智能手机逐 步进入换机期。随着4G手机、智能手机的快速发展,消费者对手机上网、娱乐 等需求的增加,全球智能手机需求仍将维持一定的增长速度。据IDC公布的数据, 2014年全球智能手机出货量为13.02亿部,2015年出货量为14.33亿部,较上年增 长了10%以上,2016年全球智能手机出货量为14.71亿部,2017年全球智能手机出 货量为14.62亿部,2018年出货量为14.05亿部,总体基本保持稳定。虽然手机锂 电池市场需求跟随着智能手机市场同步成长进入成熟期,总需求保持稳定甚至有 所下降,但3C产品的电子消费品属性决定了更新换代速度很快,对锂电池的电 容量、生产效率、形状大小都产生了新的要求,由此锂电池及相关生产设备投资 也会产生新的需求。
笔记本电脑、平板电脑是锂电池在消费电子领域的另一个重要应用,锂电池 重量轻、比能量高、循环寿命长等优势在这一领域充分体现。脑成为市场主力产品,笔记本电脑市场的快速成长,带动了笔记本锂电池市场的 快速增长。据市场研究机构TrendForce统计数据,2017年全球笔记本电脑总出货 量约为1.65亿台,比2016年增长2.1%;2018年1-3季度出货量为1.21亿台,预计全 年与上一年基本持平。2010年,随着苹果公司推出平板电脑iPad之后,各大个人 电脑制造商继笔记本电脑后又相继推出平板电脑。根据IDC统计,2017年平板电 脑的出货量约为1.63亿台,2018年1-3季度出货量约为1.01亿台,仍在消费类电子 产品这一品类中占有一席之地。
消费电子产品销量经历多年的上涨之后,未来将会呈现平稳增长的态势,但 由于消费类电子产品存在产品更新快、使用周期短的特征,新产品中有相当部分 需要使用新型号的锂离子电池;同时,随着智能手机、平板电脑等的推广普及, 人们对锂离子电池的容量和稳定性要求越来越高,锂离子电池产品同样存在快速 更新的情况,从而带动相关锂离子电池生产设备需求持续快速增长。
3、动力锂离子电池的市场需求情况
动力锂离子电池的市场应用广、增长快,随着锂电生产工艺及锂电容量和 性能的提升,动力锂离子电池是未来锂电需求增长的主要因素之一。动力锂离子 电池的细分应用市场主要有电动工具、电动汽车等领域。
(1) 电动汽车领域
随着汽车产业的发展,汽车已成为气候变暖和城市污染的重要污染源之一。 而石油资源的日益枯竭,也引起了各国汽车产业的深刻变革,低排放、污染少的 新能源汽车将逐渐成为汽车市场的主流方向。2017年9月,梅赛德斯奔驰宣布, 将在2022年之前将旗下整个汽车产品线全部实现电动化,传统燃油车型全面停产 停售。到2022年,奔驰旗下所有车型都只提供混合动力或纯电动版本,并且届时 将会至少再增加50个全新的电动汽车车型。同时,德国宝马汽车公司也在同月表 示,计划在2020年之前为大批量生产电动汽车做准备,并在2025年前推出25款电 动化车型。2018年1月,韩国LG化学宣布将投资约73亿元扩建南京电池生产线, 以应对锂离子电池在轻型电动车等领域迅速增加的需求量。
发展新能源汽车不仅可以减少环境污染,还是各国提振汽车工业、占领新技 术制高点、开拓新的经济增长点的大好契机。为此,世界主要工业国均出台了鼓励以电动汽车为主的新能源汽车发展的产业政策。我国也陆续推出了《节能与新 能源汽车产业发展规划(2012―2020年)》、《关于加快新能源汽车推广应用的 指导意见》和《关于“十三五”新能源汽车充电基础设施奖励政策及加强新能源 汽车推广应用的通知》等一系列扶持新能源汽车的政策,世界各国对新能源汽车 产业的政策扶持将会加速推进新能源汽车的发展,而锂离子电池是目前公认的最 佳动力电池解决方案,新能源汽车的发展将带动动力锂电池需求量的上升。日本 研究机构IIT根据世界各主要汽车厂商目前公布的新能源汽车规划统计预测, 2020年电动汽车产量将达到668万辆,是2012年的4.2倍。其中,插电式混合动力 汽车产量将会增长21倍达到130万辆,纯电动汽车产量将会达到118万辆,增长20 倍,混合动力汽车中锂电池混合动力汽车将会增长13倍达到236万辆。
据中国汽车工业协会数据统计,2017年国内新能源汽车销量达77.7万,同比 增长53.3%,其中新能源乘用车销量达57.8万辆,同比增长110.3%,新能源商用 车销量达19.8万辆,同比增长13.0%。2018年,中国新能源车型产销量累计分别 达到127.0万辆和125.6万辆,同比增速分别为59.9%和61.7%,在整体车市冷淡的 情况下新能源汽车成为行业的增长亮点。
此外,国内锂离子电池需求还呈现低端供大于求,高端供不应求的格局。仅 从量上看,国内行业前列企业扩产的步伐一直没有止步,而规模较小的锂离子电 池生产商则遭遇兼并整合。同时,国产锂离子电池已逐步从进口替代走向国际市 场,这也会产生新的设备需求。技术层面上,近年来锂离子电池正极材料从磷酸 铁锂向三元锂电转变趋势已十分明显,并且国家对锂离子电池生产的能量密度要 求不断提高,都将促使锂离子电池行业发展。
(2) 电动工具领域
锂离子电池具有高比能量、长寿命、对环境友好等显著优点,在电动工具中 使用越来越广泛。电动工具用锂离子电池的增长,除电动工具市场本身增长外, 更重要的因素是锂离子电池对传统镍镉电池、镍氢电池的替代作用。镍镉电池记 忆效应高、寿命短、镉元素污染大,镍氢电池能量密度低、电压低,而锂离子电 池设计轻巧,适合便携,成为电动工具市场电池配置的发展趋势。
4、储能锂离子电池市场需求情况
在储能电池领域,目前铅酸电池仍占据较重要市场,但由于涉铅污染以及环保治理,锂电池的替代效应已越来越明显,预计锂离子电池储能是未来发展的 主要形式。电化学储能技术具有响应时间短、能量密度大、灵活方便、维护成本 低等优点,是抽水储能以外最主要的储能形式。根据CNESA发布的《储能产业 研究白皮书2018》,截至2017年底,中国已投运储能项目累计装机规模28.9GW, 其中电化学储能装机为389.8MW。到2020年底,预计中国储能技术总装机规模将 达到41.99GW。
在我国,2014年11月,国务院印发的《能源发展战略行动计划(2014-2020 年)》首次将储能引入国家能源规划中,并明确要加强电源与电网统筹规划,科 学安排调峰、调频、储能配套能力,切实解决弃风、弃水问题。因此,电网调峰、 新能源储能将为锂离子电池新增的一片蓝海。储能系统可结合再生能源、输配电 管理机制、家用及商用储能服务等,打造建筑能源管理系统(BEMS)及家用能 源管理系统(HEMS),因而极具市场发展潜力,将在未来几年为锂离子电池设 备厂商带来巨大商机。
2017年12月,特斯拉在南澳大利亚正式交付了目前世界上最大的电池储能 系统,该储能系统的装机容量为100兆瓦,发电能力为129兆瓦。紧随其后,2018 年3月,保时捷公司在日内瓦车展上表示,将在澳大利亚建立一个充电速度比特 斯拉更快的超级充电站网络,以此来刺激对其电动汽车的需求。同月,中国电池 及电动汽车巨头比亚迪也在澳大利亚推出的最新家用太阳能产品,该系列产品可 提供3.5千瓦时、7千瓦时、10.5千瓦时和14千瓦时多种电池系统。同年4月,计划 生产锂离子电池的瑞典初创公司Northvolt宣布,将在瑞典城市韦斯特罗斯斥资1 亿欧元建造一个示范生产线和研究设施。由此可见储能类电池的市场应用未来将 日益广泛,新能源汽车国内外的龙头企业已纷纷开始布局。
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