鋰電池因其具有充放電快速、配置靈活、建設(shè)周期短等優(yōu)點,是未來新型儲能發(fā)展的C位技術(shù)。
最近三年來,中國的新能源汽車給人的感覺是爆發(fā)式增長。
2020年9月,中國新能源汽車生產(chǎn)累計突破500萬輛,這才剛剛好完成了《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012?2020年)》提出的目標。然后,發(fā)展突然提速。2023年7月3日下午,中國新能源汽車的第2000萬輛在廣州下線,從第1000萬輛到第2000萬輛只用了17個月的時間。
爆發(fā)式增長后,將面臨新的問題。中國電動汽車百人會副理事長張永偉表示,2030年全球動力電池總需求量預(yù)計將達到3800GWh,相對于電池需求的快速增長,資源新增供應(yīng)相對緩慢。預(yù)測顯示,鋰市場可能最早在2030年出現(xiàn)供不應(yīng)求。
但是近日我國找鋰有了重大突破!1月17日,新華社記者從自然資源部獲悉,我國在四川雅江探獲鋰資源近百萬噸,是亞洲迄今探明最大規(guī)模偉晶巖型單體鋰礦。這一發(fā)現(xiàn)或許將解決鋰市場供不應(yīng)求現(xiàn)狀。
為什么鋰電池的應(yīng)用如此廣泛,有什么樣的優(yōu)點,目前主要有哪些應(yīng)用場景?下文將梳理鋰電池概念定義、工作原理、行業(yè)現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈等內(nèi)容。
文末還分享了一套“鋰電池干貨”,包含專家PPT、企業(yè)名單、實用標準、深度報告、學(xué)術(shù)研究等內(nèi)容,共80份,前往公號【低碳新風(fēng)】獲取,強烈推薦給大家!
什么是鋰電池儲能
1、鋰電池簡介
鋰電池,又稱鋰離子電池,是一種依靠鋰離子(Li+)在正極與負級之間移動來達到充放電目的的一種二次電池。與其他主要的二次電池對比,鋰電池具有能量密度高、放電功率高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等明顯優(yōu)勢,具體情況如下:
2、鋰電池儲能工作原理
鋰離子電池是目前技術(shù)比較成熟,發(fā)展勢頭最為迅猛的電化學(xué)儲能,無疑是未來新型儲能發(fā)展的C位技術(shù)路線。鋰電池儲能系統(tǒng)的工作原理是利用鋰離子在正負極之間的遷移來實現(xiàn)電荷和放電的過程,以實現(xiàn)電能的儲存和釋放。
具體來說,鋰電池儲能系統(tǒng)由多個鋰離子電池單體組成,每個電池單體都包括一個正極、一個負極和一種電解液。正極和負極之間有隔膜隔開,但是電解液可以穿過隔膜,形成離子通道。
當(dāng)鋰電池儲能系統(tǒng)需要儲存電能時,外部電源通過充電器將電能輸送到鋰電池儲能系統(tǒng)中,電能被轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,并通過離子通道儲存在鋰離子電池單體的正極和負極之間。在這個過程離子從正極向負極遷移,形成了化學(xué)反應(yīng)。
當(dāng)需要使用電能時,鋰電池儲能系統(tǒng)會將儲存的電能轉(zhuǎn)換為直流電輸出,通過逆變器等設(shè)備進行處理后,供電給外部負載。這時,鋰離子會從負極向正極遷移,同時放出化學(xué)能,產(chǎn)生電能輸出。
3、2023年鋰電池成績單
鋰電裝機量同比增長31.6%:據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟消息,2023年1-12月,我國動力電池累計裝車量387.7GWh,累計同比增長31.6%。
鋰電價格同比下滑超50%:電池級碳酸鋰價格從2022年底的52萬/噸下滑到2023年底的10萬/噸,下滑幅度超80%,方形磷鐵動力電芯價格從2022年底的0.99元/Wh下滑到2023年底的0.43元/Wh,下滑幅度超56%。
鋰電投資金額下滑46%:據(jù)GGII不完全統(tǒng)計,2023年中國鋰電池及四大主材共有137個新增規(guī)劃項目,較2022年減少近一半。
鋰電出口金額增加近40%:根據(jù)海關(guān)總署的數(shù)據(jù),鋰電池2023年1-11月出口金額為4194億,同比增長39.5%,預(yù)計2023年度出口增速近40%。
鋰電池三大應(yīng)用場景
根據(jù)終端應(yīng)用,鋰電池下游主要可分為動力、消費和儲能三大領(lǐng)域。
動力鋰電池主要應(yīng)用領(lǐng)域為電動汽車、電動輕型車、電動工具等,是當(dāng)前鋰電池的主要應(yīng)用場景(汽車動力電池又稱“大動力電池”,電動輕型車/電動工具用動力電池又稱“小動力電池”);
消費鋰電池主要應(yīng)用于手機、筆記本電腦以及近期興起的藍牙耳機、可穿戴設(shè)備等消費電子產(chǎn)品,是鋰電池的重要應(yīng)用領(lǐng)域;
儲能鋰電池則主要為通信基站、用戶側(cè)削峰填谷、離網(wǎng)電站、微電網(wǎng)、軌道交通等的儲能需求提供支持,是近年來快速發(fā)展的新興領(lǐng)域和國家政策大力支持的方向。
受益于動力、消費和儲能三大細分領(lǐng)域的快速發(fā)展,鋰電池行業(yè)將繼續(xù)保持快速增長的趨勢,各細分領(lǐng)域的發(fā)展概況及未來趨勢的具體情況如下:
1、動力鋰電池市場前景廣闊
動力鋰電池是目前鋰電池最主要的應(yīng)用市場,主要應(yīng)用于新能源汽車、電動輕型車、電動工具三個領(lǐng)域。 政策端,在應(yīng)對氣候變化、推動綠色發(fā)展的宏觀背景下,新能源汽車憑借能源效率、環(huán)保和智能化方面的明顯優(yōu)勢,已成為公認的主流發(fā)展方向。
2020年10月,我國出臺了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035 年)》,大力支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,并提出了到 2025 年我國新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的 20%左右,到2035年純新能源汽車成為新銷售車輛的主流,公共領(lǐng)域用車實現(xiàn)全面電動化的宏大愿景。
2、消費鋰電池將平穩(wěn)增長
消費電子產(chǎn)品主要包括智能手機、筆記本電腦、平板電腦以及智能硬件等。受集成電路、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,消費電子產(chǎn)品的功能日益強大,應(yīng)用場景不斷拓寬,逐漸成為人們?nèi)粘I?、辦公、娛樂所不可缺少的必需品。
隨著消費電子行業(yè)的快速發(fā)展,消費鋰電池出貨量快速增長,根據(jù)中國儲能網(wǎng)數(shù)據(jù),2021年我國消費鋰電池產(chǎn)量為 72GWh,實現(xiàn)同比增長18%。未來,消費電子產(chǎn)品的輕便化、高性能要求不斷提高,對消費類鋰電池的續(xù)航時間、充電速度等提出新的要求,GGII 預(yù)計消費類鋰電池需求將持續(xù)保持增長態(tài)勢,每年增速保持在 5%-10%之間。
3、儲能鋰電池市場發(fā)展?jié)摿薮?br />
儲能鋰電池行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?,但由于技術(shù)、政策、成本等原因,我國儲能鋰電池市場起步相對較晚。目前,我國儲能鋰電池主要用于通信基站、用戶側(cè)削峰填谷、離網(wǎng)電站、微電網(wǎng)、軌道交通等,部分還出口東南亞、歐美、澳大利亞等市場。
新型儲能行業(yè)作為能源領(lǐng)域碳達峰碳中和的關(guān)鍵支撐之一,是國家大力支持的方向。2021 年 8 月,國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》,明確提出主要目標是到 2025 年,實現(xiàn)新型儲能裝機規(guī)模達 3000 萬千瓦以上。到 2030 年,實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展。
原料成本較高且供應(yīng)受限,國產(chǎn)化與技術(shù)提升需求急迫。鋰電池上游主要以鋰礦相關(guān)資源以及電池主材料組成,現(xiàn)階段稀有原料仍供應(yīng)不充足,我國70%左右的鋰仍需進口。同時鋰電熱度過高,成本在市場推動下不斷上漲,需加速國產(chǎn)化和鋰電回收緩解上游高成本問題。所以我國鋰電池行業(yè)上游應(yīng)圍繞稀缺資源的配套技術(shù)和服務(wù)突破。動力電池材料仍有待創(chuàng)新突破提升密度、循環(huán)、安全等問題以滿足高性能需求。
上游四大主材發(fā)展特點各有不同。
整體看正極和隔膜行業(yè)得益于上游原料緊缺、技術(shù)壁壘高以及所占成本比重大等因素,盈利水平較高。負極和電解液我國發(fā)展與世界水平差距較小,中國出貨量位列前茅,整體市場格局較穩(wěn)定。
上游主材主要決定電池的性能和安全問題,目前磷酸鐵鋰和三元電池為主,能量密度、循環(huán)、和溫度適應(yīng)能力仍有上升空間,上游和中游參與者仍有待創(chuàng)新研發(fā)新材料,支持電池高性能制造應(yīng)用。
2、中游:高性能制造和組裝
目前中游市場集中度較高;企業(yè)仍處于較低毛利狀態(tài),未來需通過技術(shù)和成本控制提高市占率。制片、裝配、化成、包裝是鋰電池中游環(huán)節(jié)的主要步驟,該環(huán)節(jié)本質(zhì)是材料的加工和高性能組裝屬性。因此中游企業(yè)對材料的把控能力、成本控制以及制作電池的技術(shù)升級迭代是核心競爭點。電池是新能源車自燃的主要原因,技術(shù)升級提供更高安全性。
3、下游:需求推動發(fā)展
鋰電池的三大應(yīng)用板塊包括動力電池、消費電池以及儲能電池。在動力電池普及之前,消費電池是鋰電池的主要需求端。其已歷經(jīng)相對完整的產(chǎn)業(yè)發(fā)展周期,目前步入成熟階段。動力電池近十年來高速增長,當(dāng)前出貨量規(guī)模占據(jù)主導(dǎo)地位。儲能電池現(xiàn)階段處于提升技術(shù)、降本增效階段。得益于清潔能源替代計劃逐步推進,預(yù)計未來3-5年邁入規(guī)?;l(fā)展階段。
最近三年來,中國的新能源汽車給人的感覺是爆發(fā)式增長。
2020年9月,中國新能源汽車生產(chǎn)累計突破500萬輛,這才剛剛好完成了《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012?2020年)》提出的目標。然后,發(fā)展突然提速。2023年7月3日下午,中國新能源汽車的第2000萬輛在廣州下線,從第1000萬輛到第2000萬輛只用了17個月的時間。
爆發(fā)式增長后,將面臨新的問題。中國電動汽車百人會副理事長張永偉表示,2030年全球動力電池總需求量預(yù)計將達到3800GWh,相對于電池需求的快速增長,資源新增供應(yīng)相對緩慢。預(yù)測顯示,鋰市場可能最早在2030年出現(xiàn)供不應(yīng)求。
但是近日我國找鋰有了重大突破!1月17日,新華社記者從自然資源部獲悉,我國在四川雅江探獲鋰資源近百萬噸,是亞洲迄今探明最大規(guī)模偉晶巖型單體鋰礦。這一發(fā)現(xiàn)或許將解決鋰市場供不應(yīng)求現(xiàn)狀。
為什么鋰電池的應(yīng)用如此廣泛,有什么樣的優(yōu)點,目前主要有哪些應(yīng)用場景?下文將梳理鋰電池概念定義、工作原理、行業(yè)現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈等內(nèi)容。
文末還分享了一套“鋰電池干貨”,包含專家PPT、企業(yè)名單、實用標準、深度報告、學(xué)術(shù)研究等內(nèi)容,共80份,前往公號【低碳新風(fēng)】獲取,強烈推薦給大家!
什么是鋰電池儲能
1、鋰電池簡介
鋰電池,又稱鋰離子電池,是一種依靠鋰離子(Li+)在正極與負級之間移動來達到充放電目的的一種二次電池。與其他主要的二次電池對比,鋰電池具有能量密度高、放電功率高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等明顯優(yōu)勢,具體情況如下:
2、鋰電池儲能工作原理
鋰離子電池是目前技術(shù)比較成熟,發(fā)展勢頭最為迅猛的電化學(xué)儲能,無疑是未來新型儲能發(fā)展的C位技術(shù)路線。鋰電池儲能系統(tǒng)的工作原理是利用鋰離子在正負極之間的遷移來實現(xiàn)電荷和放電的過程,以實現(xiàn)電能的儲存和釋放。
具體來說,鋰電池儲能系統(tǒng)由多個鋰離子電池單體組成,每個電池單體都包括一個正極、一個負極和一種電解液。正極和負極之間有隔膜隔開,但是電解液可以穿過隔膜,形成離子通道。
當(dāng)鋰電池儲能系統(tǒng)需要儲存電能時,外部電源通過充電器將電能輸送到鋰電池儲能系統(tǒng)中,電能被轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,并通過離子通道儲存在鋰離子電池單體的正極和負極之間。在這個過程離子從正極向負極遷移,形成了化學(xué)反應(yīng)。
當(dāng)需要使用電能時,鋰電池儲能系統(tǒng)會將儲存的電能轉(zhuǎn)換為直流電輸出,通過逆變器等設(shè)備進行處理后,供電給外部負載。這時,鋰離子會從負極向正極遷移,同時放出化學(xué)能,產(chǎn)生電能輸出。
3、2023年鋰電池成績單
鋰電裝機量同比增長31.6%:據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟消息,2023年1-12月,我國動力電池累計裝車量387.7GWh,累計同比增長31.6%。
鋰電價格同比下滑超50%:電池級碳酸鋰價格從2022年底的52萬/噸下滑到2023年底的10萬/噸,下滑幅度超80%,方形磷鐵動力電芯價格從2022年底的0.99元/Wh下滑到2023年底的0.43元/Wh,下滑幅度超56%。
鋰電投資金額下滑46%:據(jù)GGII不完全統(tǒng)計,2023年中國鋰電池及四大主材共有137個新增規(guī)劃項目,較2022年減少近一半。
鋰電出口金額增加近40%:根據(jù)海關(guān)總署的數(shù)據(jù),鋰電池2023年1-11月出口金額為4194億,同比增長39.5%,預(yù)計2023年度出口增速近40%。
鋰電池三大應(yīng)用場景
根據(jù)終端應(yīng)用,鋰電池下游主要可分為動力、消費和儲能三大領(lǐng)域。
動力鋰電池主要應(yīng)用領(lǐng)域為電動汽車、電動輕型車、電動工具等,是當(dāng)前鋰電池的主要應(yīng)用場景(汽車動力電池又稱“大動力電池”,電動輕型車/電動工具用動力電池又稱“小動力電池”);
消費鋰電池主要應(yīng)用于手機、筆記本電腦以及近期興起的藍牙耳機、可穿戴設(shè)備等消費電子產(chǎn)品,是鋰電池的重要應(yīng)用領(lǐng)域;
儲能鋰電池則主要為通信基站、用戶側(cè)削峰填谷、離網(wǎng)電站、微電網(wǎng)、軌道交通等的儲能需求提供支持,是近年來快速發(fā)展的新興領(lǐng)域和國家政策大力支持的方向。
受益于動力、消費和儲能三大細分領(lǐng)域的快速發(fā)展,鋰電池行業(yè)將繼續(xù)保持快速增長的趨勢,各細分領(lǐng)域的發(fā)展概況及未來趨勢的具體情況如下:
1、動力鋰電池市場前景廣闊
動力鋰電池是目前鋰電池最主要的應(yīng)用市場,主要應(yīng)用于新能源汽車、電動輕型車、電動工具三個領(lǐng)域。 政策端,在應(yīng)對氣候變化、推動綠色發(fā)展的宏觀背景下,新能源汽車憑借能源效率、環(huán)保和智能化方面的明顯優(yōu)勢,已成為公認的主流發(fā)展方向。
2020年10月,我國出臺了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035 年)》,大力支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,并提出了到 2025 年我國新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的 20%左右,到2035年純新能源汽車成為新銷售車輛的主流,公共領(lǐng)域用車實現(xiàn)全面電動化的宏大愿景。
2、消費鋰電池將平穩(wěn)增長
消費電子產(chǎn)品主要包括智能手機、筆記本電腦、平板電腦以及智能硬件等。受集成電路、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,消費電子產(chǎn)品的功能日益強大,應(yīng)用場景不斷拓寬,逐漸成為人們?nèi)粘I?、辦公、娛樂所不可缺少的必需品。
隨著消費電子行業(yè)的快速發(fā)展,消費鋰電池出貨量快速增長,根據(jù)中國儲能網(wǎng)數(shù)據(jù),2021年我國消費鋰電池產(chǎn)量為 72GWh,實現(xiàn)同比增長18%。未來,消費電子產(chǎn)品的輕便化、高性能要求不斷提高,對消費類鋰電池的續(xù)航時間、充電速度等提出新的要求,GGII 預(yù)計消費類鋰電池需求將持續(xù)保持增長態(tài)勢,每年增速保持在 5%-10%之間。
3、儲能鋰電池市場發(fā)展?jié)摿薮?br />
儲能鋰電池行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?,但由于技術(shù)、政策、成本等原因,我國儲能鋰電池市場起步相對較晚。目前,我國儲能鋰電池主要用于通信基站、用戶側(cè)削峰填谷、離網(wǎng)電站、微電網(wǎng)、軌道交通等,部分還出口東南亞、歐美、澳大利亞等市場。
新型儲能行業(yè)作為能源領(lǐng)域碳達峰碳中和的關(guān)鍵支撐之一,是國家大力支持的方向。2021 年 8 月,國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》,明確提出主要目標是到 2025 年,實現(xiàn)新型儲能裝機規(guī)模達 3000 萬千瓦以上。到 2030 年,實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展。
其中,上述意見明確要求推動鋰電池等相對成熟新型儲能技術(shù)成本持續(xù)下降和商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用。因此,隨著相關(guān)配套政策的實施,新型儲能相關(guān)的鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈將迎來較大的市場機會。鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈分析
1、上游:鋰電池的發(fā)展基石
原料成本較高且供應(yīng)受限,國產(chǎn)化與技術(shù)提升需求急迫。鋰電池上游主要以鋰礦相關(guān)資源以及電池主材料組成,現(xiàn)階段稀有原料仍供應(yīng)不充足,我國70%左右的鋰仍需進口。同時鋰電熱度過高,成本在市場推動下不斷上漲,需加速國產(chǎn)化和鋰電回收緩解上游高成本問題。所以我國鋰電池行業(yè)上游應(yīng)圍繞稀缺資源的配套技術(shù)和服務(wù)突破。動力電池材料仍有待創(chuàng)新突破提升密度、循環(huán)、安全等問題以滿足高性能需求。
上游四大主材發(fā)展特點各有不同。
整體看正極和隔膜行業(yè)得益于上游原料緊缺、技術(shù)壁壘高以及所占成本比重大等因素,盈利水平較高。負極和電解液我國發(fā)展與世界水平差距較小,中國出貨量位列前茅,整體市場格局較穩(wěn)定。
上游主材主要決定電池的性能和安全問題,目前磷酸鐵鋰和三元電池為主,能量密度、循環(huán)、和溫度適應(yīng)能力仍有上升空間,上游和中游參與者仍有待創(chuàng)新研發(fā)新材料,支持電池高性能制造應(yīng)用。
2、中游:高性能制造和組裝
目前中游市場集中度較高;企業(yè)仍處于較低毛利狀態(tài),未來需通過技術(shù)和成本控制提高市占率。制片、裝配、化成、包裝是鋰電池中游環(huán)節(jié)的主要步驟,該環(huán)節(jié)本質(zhì)是材料的加工和高性能組裝屬性。因此中游企業(yè)對材料的把控能力、成本控制以及制作電池的技術(shù)升級迭代是核心競爭點。電池是新能源車自燃的主要原因,技術(shù)升級提供更高安全性。
3、下游:需求推動發(fā)展
鋰電池的三大應(yīng)用板塊包括動力電池、消費電池以及儲能電池。在動力電池普及之前,消費電池是鋰電池的主要需求端。其已歷經(jīng)相對完整的產(chǎn)業(yè)發(fā)展周期,目前步入成熟階段。動力電池近十年來高速增長,當(dāng)前出貨量規(guī)模占據(jù)主導(dǎo)地位。儲能電池現(xiàn)階段處于提升技術(shù)、降本增效階段。得益于清潔能源替代計劃逐步推進,預(yù)計未來3-5年邁入規(guī)?;l(fā)展階段。