钜大LARGE | 点击量:756次 | 2021年07月28日
从投资到价格 解密2018年动力锂离子电池市场
以万物互联、大数据、云计算、增材制造和人工智能等为代表的新一轮变革,正在引领全球制造业的全面转型升级。面对这一变革,各国都制定了相应的应对策略,其中,最具代表性的包括德国的“工业4.0”、美国的“工业互联网”、日本的“机器人革命”,以及我国的“我国制造2025”等。
在这些战略中,汽车产业和技术都占据了至关紧要位置,各国纷纷以此为切入后,加快推动了制造业转型,并呈现出低碳化、信息化、智能化三大发展趋势,业界认为,这背后的最好载体或为新能源车。而作为电动汽车的“心脏”,动力锂离子电池的发展好否笔直关系到行业的将来。
主流公司产量基本达8GWh,但利用率不高
随着新能源汽车的继续放量,产销量大增,市场需求继续扩张,动力锂离子电池产量同比大幅上升,动力锂离子电池逐步成为锂离子电池产业上升的主导力量,2017年增速达到45%。
依据我国电动汽车百人会《锂离子电池产业发展报告》显示,2018年动力锂离子电池累计产量达53.1GWh,其中三元电池累计加工29.2GWh,占总产量比55.0%;磷酸铁锂离子电池累计加工23.1GWh,占总产量比43.5%。从不同电池材料类型来看,2018年1-十月三元电池装机量为21.8GWh,占比为61%;磷酸铁锂离子电池装机量为13GWh,占比为37%,其他材料占比2%左右。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
由于新能源汽车的带动用途,我国锂离子电池产量扩张很快。据不完全统计,2017年底,紧要公司锂离子电池产量合计已经超过120GWh。依据规划,到2018年底产量预计达到180GWh,虽然产量较高,但各公司实际利用率普遍不高,一般低于40%。
也因为此,可以很分明的看到,市场向优点公司聚集,低端公司将被淘汰。此前遍地开花的“小、散、乱”动力锂离子电池公司,将在市场竞争中被淘汰。据统计,2015-2018年上半年,我国动力锂离子电池配套公司已从150家降至不到80家,近半数公司已经出局。
投资总额达到3346亿元,多数聚集在制造端
不过,这并不能阻挡动力锂离子电池产业投资热度。报告通过梳理2018年1-十一月国内动力锂离子电池产业的101个投资项目进行分解,项目包括公布通告33个、签约39个和今年开工29个的项目,但不包括2018年之前投资今年投产的项目,投资总额达到3346亿元。
从投资范畴来看,电池材料和电池制造投资项目个数和额度较多,占比分别达到29%和56%。说明材料、电池制造在动力锂离子电池和新能源汽车产业中的核心位置,其中三元电池和三元正极材料范畴投资热度较高。由于我国钴、镍的禀赋较差,在8个上游资源投资项目中,惟有1个是钴项目,其他7个全部为锂资源相关投资。
与此同时,并购重组加快延伸产业链布局,上游资源范畴受重视。报告整理了2018年1-11动力锂离子电池产业链上的36起并购事件,并将其分为上游资源、材料、电池制造、加工设备和回收利用5个细分范畴进行了分解。
从交易金额看,5个细分范畴共涉及交易金额约575亿元,上游资源交易金额最高为374亿元,占总交易金额的65%。这说明电池范畴的竞争已经开始向上游蔓延,并成为竞争的重点。这与我国上游资源的禀赋差有很大的关系。导致了资本之间的活动频繁发生。
从交易事件数量看,上游资源、材料、电池制造范畴的交易事件较多,分别为9件、12件、9件。深入到交易后达成的控制程度看,获得51%以上控制权比例较高的范畴紧要是上游资源、材料、加工设备3个范畴,并购在交易后均超过50%。
动力锂离子电池回收被重视,2022年规模或达1370亿元
我国自2014年开始大力向私人范畴推广新能源汽车,最早投入市场的新能源汽车动力锂离子电池已经开始进入退役期,第一轮大规模的动力锂离子电池报废期即将到来。随着推广时间及推广量的上升,动力锂离子电池衰减问题也正在逐渐显现。依据EVTank研究数据显示,预计我国动力锂离子电池回收量在2022年将达到42.2万吨,梯次利用和回收拆解市场规模将达到131亿元。
众所周知的是,回收利用有关环境保护、电池全生命周期经济效益、资源再利用具有紧要意义。目前,越来越多公司已经开始研究和布局动力锂离子电池回收和梯次利用。但由于回收利用产业化技术不成熟、回收网络不完善、管理措施不健全、支持政策不到位、商业模式创新匮乏等原由,我国动力锂离子电池回收利用效率低、不经济,安全隐患和环境风险尚存,动力锂离子电池回收和梯次利用还不能产业化。
报告认为,将来电动汽车将与可再生能源紧密结合。一是可再生能源为电动汽车供应清洁电力,温室气体减排方面,电动汽车与可再生能源的结合将使其全生命周期排放趋近于零,且倘若2017年的弃风、弃光全部得到合理使用,能够保障2187万乘用车1年用电需求;二是电动汽车及退役电池可减少调控储能设施投资,减少额外投资而获得的巨大调控容量;三是动力锂离子电池将参与电网调峰调频及辅助服务;四是电动汽车调节电力系统调节将带来额外收益,电动汽车与电力系统的结合,将会给用户创造更多的价值。
依据宁德时代招股说明书(申报稿)披露的数据,目前国内电池厂商均匀1GWh产量对应设备投资约2.3亿元。按照IEA锂离子电池产量数据,粗略计算,2022年动力和储能锂离子电池加工设备市场总规模将达到1370亿元。
电池包价格下降,全固态锂离子电池或有更多可能性
目前,妨碍电动汽车发展的除了续航和充电时长以外,价格也是很紧要的原由。由于动力锂离子电池成本较高,且在整车成本中占比较大,使得同一车型的纯电动版本要比燃油车贵。好消息是,得益于政策推动及规模效应,磷酸铁锂和三元锂离子电池的技术水平得到分明提升。在成本方面,电池包价格从2018年年初的1.4-1.55元/Wh下降到年底的1.2-1.35元/Wh,且还有很大的下降空间。
在能量密度方面,2018年基于NCM523材料电池单体能量密度超过215Wh/kg,系统能量密度超过170Wh/kg,2019年基于811材料的电池单体能量密度预计可达到280Wh/kg。这两种电池还有一定的提升空间,尤其是新一代材料对电池性能的提升用途,比如正极材料811、硅碳负极的研发,将会进一步提升锂动力锂离子电池的能量密度,单体能量密度有望达到300Wh/kg,加上这两种电池产业基础强大,在产业中的竞争还将存在一按时期。
从技术潜力角度来看,磷酸铁锂体系理论能量密度约为170Wh/kg,三元锂离子电池理论能量密度是300-350Wh/kg,同时存在热分析温度低、易燃烧爆炸等安全性问题,二者能量密度提升空间相对较小。然而全固态锂离子电池的能量密度提升潜力大,从理论上讲更具可行性。
由于当前磷酸铁锂和三元锂离子电池自身的瓶颈,以及固态电池的潜在优点,欧美、日韩、我国等涉及动力锂离子电池、汽车及能源方面的产业链上众多公司正在积极布局和研发固态电池。从产业化进展来看,固态电池在汽车范畴产业化聚集在2025年左右。除固态电池技术领先的丰田外,老牌车企量产固态电池的时间均在2025年以后(丰田预计2022年),而新造车势力则相对激进,菲斯克、戴森更是将固态电池量产时间定在了即将到来的2020年。
着火事故再次凸显,保障安全是首要目标
2018年,最让行业揪心的莫过于电动汽车起火事件。据统计,自2011年至2018年十月新能源汽车着火事件共108例,其中与动力锂离子电池相关的92例,占比86%,从内部因素看,电池热失控导致的自燃是紧要原由,电池的热失控是机理复杂、危害严重的电动汽车安全问题。
新能源汽车安全问题倾覆全生命周期,包括设计研发阶段、制造和使用过程、监控环节、报废环节,比如设计缺陷、加工过程控制不严、部件老化失效、碰撞、充电管理不到位、报废动力锂离子电池拆解不规范等,某一个环节倘若把控不好,最后都有可能导致着火事故。
产品的设计和加工是后期使用阶段安全性的基础。报告指出,核心零部件及整车公司在产品设计、研发和加工过程中,应当牢固树立安全第一的观念,在技术和产品创新时以安全为前提,保障产品能够按照应有的研发、加工、实验周期完成验证,并对产品进行创新性安全防护,比如系统安全、防火等设计。
从早期的寥寥无几,到如今的处处开花,汽车电动化势头已起,将来5年或迎来爆发式上升,并与智能化、网联化、共享化深入融合,不过它的基础就是电动汽车性价比要达到,甚至超过燃油车,而车企更要做到的是安全性保证,共同助力行业进步。
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