动力电池市场规模、格局、技术趋势及细分领域分析

动力电池市场规模、格局、技术趋势及细分领域分析

最佳答案 匿名用户编辑于2024/04/16 10:24

综合各维度评价来看,在全球发展指数中,亚洲国家优势明显, 中国在产业规模、创新能力、产业链完备性及可持续发展领域排 名均靠前,整体指数领先优势明显。

1.市场规模及产业发展格局

在双碳政策及汽车电动化趋势的驱动下,新能源汽车对燃油 车加速替代,推动动力电池市场规模高速增长,2021-2025 年增速达 42%,2026-2030 年年增速放缓至 20%,预计 2030 年市场规模达 1584GWh。全球动力电池产能主要来源于中日韩三国企业,动力电池主要供应商为宁德时代、比亚迪和 LG 新能源。欧洲、美国 新能源汽车市场带动动力电池产能加速向整车制造扩张。截至 2022 年底,中国动力电池产能约占全球 77%。

在 2023 动力电池产业发展指数中国发展指数指标体系中,江苏、福建、广东、四川、 湖北排名前五。在这五强省份内外的个别城市,新能源产业产值已经达到数千亿,向着 万亿产业的目标奋进。新能源已经成为部分城市崛起的“隐藏密码”,尤其是对于一些 二三线城市,是一个快速超车不容错过的机会。

 

2.技术发展趋势

新能源汽车应用场景多元化,要求电池企业进行多元化技术储备布局,造就了当前动力电池多技术路线并行的局面。 此外,动力电池市场竞争加剧叠加降成本的需要,倒逼动力电池企业和主机厂在动力电池产品性能上进行技术创新。 因此,目前动力电池技术发展的主要方向包括更高能量密度、更长循环寿命以及更高安全性。 基于此综合目标,动力电池技术多元化和技术创新主要体现在两个层面:一是电池材料体系持续优化改进;二是电池 结构设计不断创新升级,包括电芯产品迭代升级和系统结构设计创新层出不穷。

高能量密度:正极高镍&去钴、负极加硅、电解液向固态方向发展 。1. 正极高镍化、无钴化: 高镍去钴为正极材料主流发展方向之一。镍含量的提高能够提升正极 材料的克容量,从而提升电池能量密度,不添加钴等贵金属元素能够 降低成本。目前常见的NCM811电芯能量密度普遍在240-260Wh/ kg 之间,但高镍低钴路线劣势在于降低了电池的倍率性能和稳定性。 2. 负极导入硅碳负极: 当前,人造石墨和天然石墨为主流负极材料,具备更高理论容量的 硅基负极成为主要研发方向。硅基负极优势明显,理论比容量高达 4200mAh/g,是石墨类负极材料的十倍以上,能从各个方向提供锂 离子嵌入和脱出的通道,快充性能优异。但纯硅负极单独应用存在问 题,具体包括体积膨胀严重、导电性差、首效和循环性能较差、工艺复 杂等,要实现大规模应用还有技术问题待解决。 3. 固态电池: 固态电池技术的核心在于电解质的革新,最终目标是实现电解质的全 固态化。与传统液态锂电池相比,固态锂电池具备能量密度高、安全性 能高、电池重量低等显著优势。但全固态电池商业应用仍面临较大技 术难题,如界面问题影响电池性能、固态电解质影响快充性能。

高性价比:磷酸铁锂、磷酸锰铁锂。1. 磷酸铁锂: 磷酸铁锂最大的优势是原材料价格便宜,在正常市场价格下,磷酸铁 锂电池成本比三元锂电池的成本每Wh低三分之一。此外,随着电池 技术的进步,磷酸铁锂电池的能量密度较以往有很大的提升,而且安 全性更好。 2. 磷酸锰铁锂: 磷酸锰铁锂可视为磷酸铁锂的升级版,在性价比上有替代磷酸铁锂的 机会,能量密度提高,安全性高,理论寿命长,但电导率低,充放电能力 差,循环寿命差。

4.细分领域分析

三元锂电池、磷酸铁锂电池发展概况

磷酸铁锂电池凭借成本和性能提升优势、海外市场发展 机遇,市场占比不断扩大,持续挤压三元锂电池市场占比, 预计 2023 年中国磷酸铁锂电池装机量达 251GWh,占 比 68%,三元锂电池装机量达 120GWh,占比 32%。

三元和磷酸铁锂电池头部品牌呈集群分布,主要集中于华东、西南、华南等区域,其中规划产能重点分布在华东等靠 近新能源汽车主机厂等下游市场地区和西南等靠近原材料区域。

三元锂电池:高电压化、高镍化、单晶化。三元锂电池在提高能量密度方面主要有高电压化与高镍化两种技术路径,其中主要正极厂商、部分电池厂 商均已在高电压正极方向进行布局,而高镍三元正极由于技术门槛较高,目前仅有头部企业宁德时代有实 力开展超高镍产品相关业务。此外,为进一步提高安全性能,单晶三元材料和技术在国内市场逐步应用。

磷酸铁锂电池:磷酸锰铁锂和方形铁锂。磷酸铁锂电池技术方向包括材料端的磷酸锰铁锂和结构端的方形铁锂两条路线。其中,磷酸锰铁锂产业 链上下游企业正在快速布局,产业化进程显著加快;方形铁锂由于头部企业封装工艺革新带来了电芯到 PACK环节效率的大幅抬升,从而使能量密度得到大幅提升。

固态锂电池发展概况

受新能源汽车市场需求和技术创新驱动,越来越多企业延伸或跨界布局 固态电池,固态锂电池发展势头迅猛。2021-2030 年我国固态锂电池出 货量高速增长,年化复合增长率达 78%,预计 2025 年固态电池出货量 将超 24GWh。

全国固态电池产能主要分布在广东、长三角、重庆、北京等有较强科研实力和完善汽车产业链布局的地区。 目前全国固态电池主要有三类玩家,一是专注于全固态 / 半固态电池研发和生产的自主创新企业,如辉能科技、清陶 新能源等凭借核心关键技术及突出的产能建设能力位居第一梯队,固态锂电池规划产能超 150GWh,此外还有卫蓝 新能源、太蓝新能源、领新新能源、恩力动力等创新企业;二是锂电产业巨头,如宁德时代、比亚迪、赣锋锂业、国 轩高科、亿纬锂能和孚能科技等,出于多元业务布局的考量兼顾固态电池赛道;三是广汽埃安、上汽集团、长安汽车 等国内车企也自主研发或与固态电池企业战略合作实现固态电池的布局。

固态电解质主要有三大技术路线,其中聚合物最早实现商业化,但存在常温下电导率低、成本高等致命缺点;氧化物 由于研发成本和难度相对较低,目前国内较多企业选择这一路线,有望在半固态和准固态电池中应用最快、实现规模 化上车;硫化物因其优异的性能受日韩及头部企业热捧,但研发难度最大,目前仍处于开发早期。

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