2022年11月23-25日,由江蘇省硅酸鹽學會、南京工業大學、材料助研科技發展(無錫)有限公司、江蘇新能源電池材料與裝備產業院士協同創新中心聯合主辦的“首屆新能源陶瓷與器件技術高峰論壇暨長三角(江蘇)第32屆特種陶瓷學術年會”在宜興陶都半島酒店成功召開。本次大會以“共創新時代,探陶新未來”為主題,旨在共同探討陶瓷和新能源產業發展的新思路、新工藝、新途徑和新產品。200余位專家、學者及企業界朋友齊聚陶都,共同探討新能源陶瓷材料與器件技術,助力新能源產業發展。來自中國化學與物理電源行業協會的劉彥龍秘書長做了題為《中國鋰離子電池產業發展現狀及趨勢》的主題報告。本文根據專家報告內容整理,并已經專家本人審核確認。

專家介紹
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劉彥龍,中國化學與物理電源行業協會秘書長,西安電子科技大學情報工程專業畢業,南開大學工商管理專業碩士研究生。2005年12月至今任協會秘書長,中國國際電池技術交流會/展覽會組委會秘書長。2009年5月至今,兼任中國電子學會化學與物理電源技術分會秘書長,中國電工技術學會電池專業委員會秘書長。2009年5月-2017年8月,兼任中國電工技術學會氫能發電裝置專業委員會秘書長。2015年3月起任全國堿性蓄電池標準化技術委員會副秘書長、全國太陽光伏能源系統標準化技術委員會委員。
報告全文
各位專家,大家上午好!感謝小崔邀請!給大家分享一下中國鋰離子電池產業發展的現狀和市場未來發展的趨勢。主要內容分兩個部分,一個是產業發展現狀,另一個是市場發展趨勢。
全球的鋰離子電池主要集中在中、日、韓三個國家,從2015年開始,在我們國家大力發展新能源汽車帶動下,中國鋰離子電池產業成為全球最大,連續多年位居世界第一,尤其是去年,中國新能源汽車發展超出預期,帶動了動力鋰離子電池的快速發展。去年,中國鋰離子電池總產量是324GWh,同比增長超過80%,在全球市場的份額為57%。
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這是歷年來電池的產量、銷售收入、出口額、出口量的變化趨勢。去年,不管是產量還是銷售收入、出口都有大幅度增長。去年總產量是324GWh,其中,動力電池出貨量是220GWh,同比前一年增長165%;傳統消費類鋰離子電池是72GWh,同比增長19.6%;儲能電池出貨量32GWh,同比增長146%。三個市場主要的份額,動力占整個市場的68%,消費類的占22.2%,儲能占9.8%。

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這是一些主要企業2021年的銷售收入。寧德時代是中國第一,也是全球第一的動力鋰離子電池生產企業,去年鋰電銷售收入是1051億。寧德新能源主要以消費類電子產品為主,是406億。比亞迪包括動力、消費和儲能369億。億緯主要是動力、消費、儲能,大概150億。珠海冠宇是以做消費類電子產品為主,大概103億;國軒是動力和儲能,大概97億。東莞新能源78億;欣旺達,電芯和動力和軟包的電芯是70多億,加上它的PACK應該是300多億。中創新航大概是60多億。天津力神也大約是67億。

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這是排名11到20的企業的營業收入,不多介紹。

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這個是排名21到30的企業主要的銷售收入情況。

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連續六年來,鋰離子電池都是中國電池出口第一大出口品種。2016年鋰離子電池出口68.41億美元,占比56.67%,去年快速上升至284億美元左右,占比81.38%。去年前十大鋰離子電池出口的地區主要有美國、德國、韓國、越南、中國香港、日本、荷蘭、印度、西班牙、斯洛伐克等。越南近年是中國前幾大的出口地之一 ,主要是因為原來三星的手機都是在中國生產,近年全部轉移到越南,所以配套的電池都是從中國出口到越南。西歐一些國家近幾年出口量、出口額都有大幅增長,主要是中國的一些動力電池、儲能電池大幅度出口到歐洲。

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從2016年和2021年出口的一些國家和地區的產品的單價來看,可以看到這幾年出口的品種結構在發生變化。2016年左右主要是以消費類電子產品為主,到了2021年,可以看到有些出口國家平均的單價,西班牙大概67美元左右,荷蘭大概41.8美元左右,說明大型電池的出口在增多,也就是動力電池和儲能電池的出口在增加。

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這是2021年動力電池整個出口的220GWh里面幾個主要的品種。三元電池93.9GWh,占比42.7%,同比增長63.6%;磷酸鐵鋰152.4GWh,占比57.1%;錳酸鋰、碳酸鋰這兩個品種占比不到1%。

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在全球前十大動力電池裝機企業里面,中國企業超過6家。寧德時代去年全球裝機量是96.7GWh,占比32.6%;比亞迪26.3GWh,占比8.9%;中創新航7.9GWh;國軒高科6.4GWh;遠景動力4.2GWh;蜂巢能源3.1GWh。遠景動力原來日本的企業,叫AESC,遠景動力收購以后算我們國內的企業。連續幾年,全球動力電池市場前十家里頭有六家是中國企業。

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這是中國前十大動力企業去年主要的裝機量和市場份額的變化??梢钥闯?,前十家里面只有LG是外資的,去年市場份額還是有所減少,剩下的中國企業每家的裝機量去年都是三位數的增長。

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這是對今年1到9月份中國鋰電市場的簡要分析。今年上半年,盡管受到原材料漲價、俄烏戰爭影響全球的能源價格以及國內疫情影響物流的情況,但是鋰離子電池仍然保持了一個快速的增長。1到9月份總的出貨量大概507GWh,同比增長132%。其中,動力電池372GWh,同比增長176%,占到整個鋰電總出貨量的73%;消費類的占比有所減少,主要是手機、平板電腦受消費需求的影響有所下降,出貨量75GWh;儲能占比12%,出貨量60 GWh。另外,1到8月份,鋰電的出口大幅度增長,總的數量是53.73億只,同比增長27%,出口金額是299.14億美元,同比增長82.91%。中國動力電池的出口這兩年也是大幅度增長,1到10月份共出口105GWh,其中,三元30.9GWh,磷酸鐵鋰74GWh。

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這是今年1到10月份中國動力電池裝機量前15家的情況。寧德時代占比稍微有所下降,從原來的50%多降到47%;比亞迪隨著全面電動化的推進,占比提升了5%左右。

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這是全球2020年到2021年主要的小型鋰離子電池的情況。小型鋰離子電池主要是一些傳統的軟包電池、圓柱電池和方形電池,主要用于手機、平板電腦、筆記本電腦以及一些可穿戴設備等等,就是小的家用電器這些領域。

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這是小型鋰離子電池的市場的變化。手機也是一個主要的市場,去年增長了13%。另外,筆記本電腦增長大概在20.5%。還有電動車,這個電動車主要是小電車,可能特斯拉用的以松下的18650電池為主,電動車市場也增長33.9%。電動工具增長40.4%,電動工具過去以鎳電池為主,近年來隨著電動工具全面轉向鋰離子電池。移動電源也是一個快速增長的市場。

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這是從全球主要的小型鋰離子電池企業歷年來出貨的變化情況。在全球高端小型鋰離子電池企業里面,松下占比第一,大概24.3億只;三星20億只左右;LG 15.8億只左右;國內的ATL 16.9億只左右;珠海冠宇4.6億只左右。

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中國也是全球最大的鋰離子電池材料生產國,在整個鋰電產業鏈上,包括正極、負極、電解液、隔膜,我們的產量平均至少占到全球的70%以上,有一些產品占到全球的90%以上。去年受到包括雙控的影響,整個原材料市場供應緊張,去年開始電池相關的材料價格在持續上漲。

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這是中國主要的一些材料的出貨量和在全球的占比??梢钥吹?,去年磷酸鐵鋰是45萬噸左右,同比增長168%,全球大概有98%以上的磷酸鐵鋰都是中國生產的。三元材料是39萬噸左右,大概增長89%,也占到全球的54.55%左右;錳酸鋰、鈷酸鋰這些去年都有小幅度增長;負極材料是81萬噸左右,占到全球大概92%。隔膜是79億平方米,也占到全球的70%。應該說在十年以前,中國的隔膜可以說90%以進口為主,但是在近幾年國產化快速替代的情況下,中國的產品不僅占到全球70%,而且已經大批量地出口國際市場。電解液是48萬噸左右,占到全球86%。

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下面介紹一下鋰離子電池市場增長的主要市場。鋰電市場未來增長主要是在動力和儲能這些地方。因為《巴黎協定》明確了全球的溫室氣體要實現凈零排放目標以后,世界一些主要經濟體都加快了能源的轉型。要建立可再生能源為主的新型能源體系,交通的全面電動化和能源結構由化石能源向新能源過渡,應該說在未來更長的時間內可能全球都會加速新能源的替代,以光伏、風電為主的新能源也會加速對儲能電池的需求。所以,傳統的市場未來可能大概是個位數的增長,新能源動力電池、儲能電池未來幾年都是兩位數以上的增長。

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歐洲嚴苛的排放標準加快了歐洲車企的電動化步伐。歐洲在2019年發布了歐洲的綠色協議,明確2050年要實現碳中和,2021年也發布了新的汽車排放標準,每公里大概是95克二氧化碳,因此推動了歐洲車企的電動化的步伐。從2019年開始,歐洲電動車的市場銷量快速增長。2019年大概是56.42萬臺,去年歐洲已經達到了226.3萬臺,較上一年同比增長65%,去年歐洲電動化率也達到了19.2%。

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歐洲也成為全球鋰離子電池投資的熱點地區,全球主要的動力電池企業都在加速歐洲生產基地的建設。另外,歐洲也為了加速本土鋰電建設的步伐,也有多家歐洲的新型鋰電企業加快建設中。根據最新的產能統計,到今年二季度,歐洲動力電池產能是106GWh,到2070年各家企業規劃的產能大概是1110GWh。這里面,可能圓柱電池占27%,軟包電池占31%,方形電池占42%左右。在這個過程中,我們中國主要的鋰電企業包括配套的材料、設備企業也在加速在歐洲的產業布局。我們協會也在積極搭建平臺,推動中國企業走出去。

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美國也在加速推動電動化轉型。去年,美國政府也發布了基礎設施計劃,要投資1740億美元支持電動化。拜登政府一再表示,汽車工業的未來是電動化,沒有回頭路可走。他們設定的目標是到2030年,電動車、燃料電池車、插電式車要占到新車銷售的50%,這個目標還是非常巨大的。但是,2021年美國電動車的銷量還是只有65.2萬輛,總的滲透率大概也在4.3%。今年美國的電動車銷售也在快速增長,因為美國出臺了很多的激勵補貼政策,一方面是要加速美國供應鏈、產業鏈的本土化,另外,在美國銷售的電動車可以獲得足夠多的補貼。

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中國動力電池企業也加快了國際化進程。去年以來,中國一些主要的動力電池企業紛紛在國外建立制造基地。寧德時代今年在德國可以實現14GWh動力電池的產能,第二工廠在匈牙利已經在布局。遠景動力在法國、英國、美國要建設三座超級工廠。蜂巢能源的PACK廠已經落戶在德國的薩爾州,下一步也要建設電芯的工廠。國軒高科收購了博世的工廠,建設歐洲的運營基地。福能科技在土耳要建設工廠。億緯鋰能要在匈牙利建設工廠。像國內的電解液企業、隔膜企業、正負極材料企業、殼體企業,一方面是產品大量出口到歐洲,另一方面也都在歐洲建設了制造基地。

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這是中國企業在歐洲投資的相關計劃和投資金額,這是早一點的數據,應該還有很多新的變化。

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在國內,我們中國政府提出了新能源汽車發展的2021年到2035年的規劃,原來提的目標是到2025年新能源汽車占新車銷售的20%,應該說今年已經超出了這個目標,我們預計到2025年有可能達到30%以上。中國政府希望再經過15年,中國的新能源汽車達到國際先進水平。大家可以看到,今年中國的新能源汽車已經快速出口到全球市場,目前出口量已經超過了100萬輛左右。去年中國乘用車的電動化率是15.2%,今年10月份單月電動化率已經超出了30%。

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另外,電動兩輪車的鋰電化占比也在快速提升。2019年4月15號,新的電動自行車安全規范實施以后,對兩輪車的重量、速度都有明確的一些要求,在三年時間的過渡期,不符合新標準的電動車陸續要退出市場。所以,這個新的國標加快了電動兩輪車的鋰電化步伐,一些主要的電動車的企業包括鋰電池的企業都在加速推進兩輪車的鋰離子電池。2021年鋰電兩輪車960萬輛,占比23.4。但是今年以來,鋰電的價格大幅的上漲,今年可能影響了鋰電池在兩輪車的布局??傮w趨勢是鋰電化會隨著鋰電價格的下降會快速地推進,我們預計2025年鋰電兩輪車大概在2500萬輛,對鋰電的需求大概25GWh左右。

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儲能也在快速爆發,對電池形成巨大需求。因為從前的儲能里面,抽水蓄能從功率占比來說大概在90%左右,但是,電化學儲能在快速地增長,去年新增儲能項目是146個,抽水蓄能是5個,電化學儲能是131個,鋰離子電池的儲能項目大概在120個左右。未來,隨著2025年一些新能源儲能目標的實施,預計2030年左右,電化學儲能規模達到110GW,所以,電化學儲能里面鋰離子電池占有絕對的優勢。2020年電化學儲能裝機里面,鋰離子電池的裝機占了91.6%。2021年,鋰離子電池可能占比更多,大概在99.3%左右。

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另外,通訊基站對鋰離子電池也有巨大的需求。隨著全球5G網絡興起,通訊鐵塔的建設速度會加快,我們預計2025年全球鐵塔1300萬座,5G基站主要是以鋰電為主,每個基站按功耗大概10.8度電計算,到2025年通訊鐵塔的累計需求大概在140GWh左右。在整個通訊基站里,中國占有絕對的市場份額。在2021年新建成的基站里,中國占了大約60%的市場份額。

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另外,電動工具、園林工具也是鋰電快速增長的市場。過去,這類工具的市場主要是以日韓企業為主,但是隨著電動車市場的興起,三星把更多電池的產能轉向電動車領域,這給中國的主要的圓柱電池18650、21700的企業提供了更大的市場空間。目前,海思達、億緯鋰能、比克、鵬輝、天鵬等主要的圓柱電池企業都和國際的一些電動工具巨頭簽訂了批量供貨的協議。

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另外,混合電動車用電池也是值得高度的關注。從中國政府來說,雖然補貼政策只支持純電動和插電式,但是,大量的傳統汽車為了滿足不同階段的排放標準,可能采取混合電動包括強混的方式。以日本企業為主的HEV和以48v微混為主的車輛未來幾年也會快速地發展。48v微混也是以鋰電池為主,歐美企業48v的汽車目前已經全面采用48v鋰離子電池,國內很多企業如一汽、上汽、長安、北汽、江淮、吉利這些車企都在加速48v電驅動系統的開發。

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重卡的電動化步伐在加快。重卡在車輛占比不高,但是排放占比是很高的。比如一些氮氧化物和PM,這些總量在整個車輛排放里面占比可能60%多到99%左右,尤其是這些重卡都是柴油車為主,近幾年雙碳戰略推動下,各地加快了重卡的電動化的步伐。今年上半年重卡的銷量是10120輛,同比增長491%左右,預計可能全年重卡有可能接近3萬輛左右,重卡主要在港口、礦山、城市這些渣土運輸,大型鋼廠的倒短運輸,實際上包括工程機械的電動化。這兩年,工程機械包括一些裝載機、挖掘機都在全面推動電動化,今年可以說是工程器械的一個電動化的元年。

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從整個行業來說,我們需要關注歐洲新的電池法規的新動向。在2020年12月份的時候,歐盟公布了要制定新的電池法規代替原來歐洲的電池法令。這個新法規把便攜式電池、汽車電池、工業電池、電動汽車電池這些都包括在內,要推動它的可持續發展,其中有一些要強化碳足跡的要求,這里面比如交通工具電池、動力電池以及含電量超過兩千瓦的可充電的工業電池,在2024年7月1號以后要公布產品的碳足跡,到2026年1月1號要根據碳足跡的高低要劃分等級,比如分ABCD幾等,到2027年1月1號就要設定碳足跡的門檻兒,如果超過碳足跡的門檻可能就無法進入歐洲市場。為了應對歐洲的新法規,我們協會已經成立了碳排放工作組,已經組織了國內70多家主要的骨干電池企業、材料企業、設備企業,我們下一步也要建設電池環境足跡聲明的一個平臺,為中國企業提供碳足跡發布的公共服務平臺。

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從動力電池發展來說,高性能、低成本的新型鋰離子電池和新體系的電池是未來主要的發展方向。新型鋰離子電池主要采用高電壓、高容量的正極材料、高容量負極和高電壓電解液實現電池成本、能量密度的明顯改善。新體系主要是以鋰硫電池、鋰空電池、全固態電池為主的下一代電池。從2020年開始,一些新型的鋰離子電池已經進入產業化階段,我們估計新體系的電池最快可能也要在2030年左右才可能逐步地進入市場。

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剛才說到正極材料主要提高安全性、降低成本,保持它的綜合性能,所以高鎳正極是一個發展方向,可能無鈷的或者低鈷的也是高鎳的發展方向;橄欖石結構的磷酸錳鐵鋰、富鋰錳基的正極材料也是研發的重點。

負極材料主要是硅基的,比如硅碳負極、氧化亞硅碳負極。另外,也要加快鋰金屬或者鋰合金負極的開發。

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電解液主要圍繞功能性電解液對添加劑的研究來滿足不同的應用市場需求。隔膜主要是朝薄型化發展,涂覆三氧化二鋁等各種涂附材料是保證隔膜安全性的一個重點。薄型化、多功能的涂覆材料是隔膜的發展方向。

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低鈷化、高鎳化仍是動力電池材料發展的兩個主要方向;低成本、高安全的動力電池將在不同的應用場景得到應用。我們預計到2025年動力電池產量會超過1100GWh,復合增長率超過30%。小型鋰離子電池可能隨著5G、物聯網、AI技術、藍牙技術、無人設備這些的發展,可能對鋰離子電池產生一些新的需求,小型的鋰離子電池市場到2025年大概在130GWh左右。另外隨著雙碳實施和能源轉型,儲能應該會快速增長,到2025年儲能的市場大概在220GWh。所以。我們預計,到2025年,中國的鋰離子電池產量應該會達到1450GWh,跟去年的320GWh相比會有非常大的快速增長。

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全固態電池成為未來電池研發的重點。為了提高能量密度和保證安全性,全球都把全固態電池作為現有的鋰電池技術未來發展的一個總方向,以聚合物、氧化物和硫化物三大類復合材料為主的固態電解質材料受到全球廣泛關注,歐美、日本和中國研發的路徑和采用的體系多少有一定的差異。但是,目前市場上說的固態電池,可能主要是一個半固態的或者固液混合的鋰離子電池,真正實現全固態電池我們預計可能要到2030年以后。全固態可能首先在電子設備上得到應用,隨著成本和性能的大幅改善,然后才可能逐漸應用到汽車領域。

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另外,可能要加速對鈉離子電池的一些基礎研究和產業化推廣。因為近兩年來全球都在加快實現電動車的鋰電化和儲能的快速發展,鋰資源短時間內需求嚴重超出了供給。所以,在2020年時碳酸鋰還幾萬塊錢一噸,現在已經漲到50多萬到60萬一噸的高度。各國都在尋找一些資源更豐富、不受約束的材料,鈉材料在地球上的儲量比鋰豐富得多,所以,鈉電池可能在低速電動車、電動船舶、數據中心、通訊基站等一些領域作為鋰離子電池很好的一個補充。目前,中國在鈉電領域也獲得了很多的儲備,明年可能會有更多的鈉離子產線投入生產,應該在兩輪車、儲能這些領域可能會得到逐步的應用。因為鈉離子可能從它的材料成本分析,比鋰電能夠降低30%到40%,但是只有隨著產業化數量的擴大,逐步降低成本,才能夠真正實現低成本的目標。

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最后做一個小結。未來五年全球對鋰電的需求巨大,新能源汽車是鋰離子電池最大的應用市場,儲能對鋰離子電池的需求也在快速增長。另外,動力電池市場需求巨大,但是行業競爭也非常的激烈,行業整合也在持續地進行中,市場會進一步向頭部企業集中。動力電池企業要將質量、安全放在首位,要在能量密度、安全性、使用壽命和成本方面要持續加強研究。企業要抓住一帶一路建設、國際產能合作等機遇,設立國際化的研發機構,進行海外制造基地的布局。我們協會也在積極地協作中國企業走出去,建設國際國內交流的平臺,進一步推動中國企業融入全球市場。

我的演講就到這里。這里給大家一個信息,明年5月16到18號,我們在深圳國際會展中心將舉辦第15屆中國國際電池展,展覽面積大概16萬平米,參展企業超過1500家,歡迎大家關注,謝謝!圖片