一、三元锂電池綜述
三元锂電池(Ternary Lithium Battery),是指以鎳钴錳酸锂或鎳钴鋁酸锂為正極材料,以石墨為負極材料,以六氟磷酸锂為主的锂鹽作為電解質的锂電池。三元锂電池在與磷酸鐵锂電池的競争中,三元锂電池在安全性和穩定性上略遜一籌,但确具有其他電池無法比拟的電池能量密度、材料成本、續航裡程的優勢。三元锂電池安全問題的解決呼喚優質電池企業的投入,在未來,優質、能量密度高的三元材料電池市場規模将繼續擴展。
三元锂電池與磷酸鐵锂電池優劣勢對比
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二、三元锂電池産業鍊
锂電池四大原材料(正極、負極、隔膜、電解液)中,正極材料成本占比最高,且對能量密度、循環壽命等關鍵性能影響較大。前驅體是決定正極材料關鍵性能的重要原材料,前驅體與碳酸锂(或者氫氧化锂)經過煅燒、除磁等一系列工序得到正極材料。正極材料根據品類可以劃分為三元、磷酸鐵锂、钴酸锂等,其對應的前驅體分别為三元前驅體、磷酸鐵、四氧化三钴。
三元锂電池産業鍊
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相關報告:華經産業研究院發布的《2022-2027年中國三元锂電池市場規模預測及投資戰略咨詢報告》
三、三元锂電池行業現狀
1、新能源汽車銷量
2021年全球及中國新能源汽車行業增速爆發。據統計,2021年全球新能源汽車銷量為636萬輛,同比增長96.6%。2021年中國新能源汽車銷量為352萬輛,同比增長157.6%。預計2022年新能源汽車行業保持高增速,全球及中國銷量将分别達到922/507萬輛。
2016-2022年全球及中國新能源汽車銷量情況
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2、動力電池出貨量
從動力锂電池出貨量情況來看,據統計,2021年全球動力锂電池出貨量為311GWh,中國動力锂電池出貨量為154GWh。
2020-2022年全球及中國動力锂電池出貨量情況
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3、三元锂電池關鍵材料産量
三元正極材料和三元前驅體是三元锂電池關鍵性材料,而前驅體是對正極材料性能影響較大的锂電原材料。從三元前驅體市場供給來看,2020年全球及中國三元前驅體産量分别為42/33萬噸,2021年中國全年三元前驅體産量為63萬噸,同比上升111.8%,保持高速增長态勢。
2017-2021年全球及中國三元前驅體産量情況
資料來源:鑫椤锂電,華經産業研究院整理
從三元正極材料供給情況來看,2021年全球三元正極材料産量為71.8萬噸,中國三元正極材料産量為39.8萬噸。
2017-2021年全球及中國三元正極材料産量情況
資料來源:鑫椤锂電,華經産業研究院整理
從三元正極市場價格來看,锂鹽等原料推動下價格持續上漲。原料端,碳酸锂市場供不應求價格走高,鎳鹽、钴鹽持續高位,成本壓力推動三元價格上漲。需求端,動力電池領域海内外高鎳車型陸續發行,電池廠對8系以上材料需求向好,高鎳三元需求即将進入旺季。根據鑫椤锂電數據,2022年1月底,三元鎳55型報價在27-27.5萬元/噸,單月漲幅為11%;NCM523數碼型報價在29.1-29.5萬元/噸,單月漲幅為12%;NCM811型報價在30.2-30.7萬元/噸,單月漲幅8%。
2019-2021年中國三元正極市場價格(萬元/噸)
資料來源:鑫椤锂電,華經産業研究院整理
4、三元锂電池市場現狀
從動力電池市場來看,三元動力锂電池出貨量及裝車量均小于磷酸鐵锂。根據電池聯盟數據,2021年,我國锂離子電池出貨量共計324GWh,動力電池領域出貨占比67.9%,共計219.7GWh。2021年我國三元材料锂電池産量累計93.86GWh,占總産量42.7%,同比累計增長93.60%;我國動力電池裝車量154.5GWh,其中三元材料動力锂電池裝車量累計74.35GWh,占總裝車量48.1%,同比累計增長91.30%。
中國動力電池出貨量及裝車量結構
資料來源:電池聯盟,華經産業研究院整理
從我國三元锂電池下遊應用結構來看,動力電池領域占比79.2%,數碼電子加儲能領域合計占比20.8%。
2021年中國三元锂電池下遊應用分布占比
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四、三元锂電池行業競争格局
從全球動力電池市場競争格局來看,據統計,2021年全球動力電池裝機311GWh,其中,排名TOP10企業合計裝機286GWh,占比92%。甯德時代、LG、松下排名前三,分别市場占比32.02%、19.70%、11.67%。從國内市場競争格局來看,行業集中度持續提升,2021年排名前3家、前5家、前10家動力電池企業裝機合計分别為114.6GWh、128.9GWh和142.5GWh,占總裝機量的比例分别為74.2%、83.4%和92.3%。
2021年全球及中國動力電池裝機市場格局TOP10
資料來源:電池聯盟,華經産業研究院整理
五、三元锂電池行業未來發展前景
三元動力電池需解決續航裡程及平價痛點,高能量密度 低成本為長期進步方向,正極材料為主導的材料體系升級為關鍵。材料體系升級更多是電化學體系的換代,比如高鎳正極、矽碳負極、鈉離子正極、富锂錳基等方向,并需相關材料配套開發。高鎳三元為NCM材料體系内的技術更叠,鎳元素有助于提高比容量和能量密度,钴有助于提高電導率和倍率性能,高鎳低钴化使得電池比容量提高,但安全性和倍率性能減弱。
三元锂電池未來發展趨勢如下:
1、提高鎳含量(高鎳化):鎳在三元材料中為活性物質之一,增加鎳含量使得可反應電子數增多、正極材料活性與放電比容量增強,從而提升電池能量密度,如NCM811、NCM9系(提高锂離子數目)
2、提高電壓、提升穩定性(單晶化):單晶因為内部排列取向一緻,不存在晶界,因此結構穩定性更強,且通過提升充電電壓,迫使更多的锂離子脫嵌,提高參與反應的锂離子的數目,從而提升能量密度。
3、報廢三元電池拆解資源重新利用:将退役的三元動力電池進行拆解破碎,再通過化學、物理或者生物過程可以重新回收锂、钴、鎳、錳等有價金屬。廢棄電池回收後得到的如硫酸鎳、硫酸钴等産物可直接用于前驅體的生産,前驅體廠可以通過廢棄電池回收實現原料降本。回收市場的主要參與者包括電池廠、電池廠 整車廠聯合設立回收企業、第三方綜合利用回收企業。
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喵:請你們不要強奸我的靈魂!
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2023-07-13