介绍
在双碳目标的推动下,我国新能源汽车消费持续增长,锂电池市场持续复苏,全产业链上下游蓬勃发展。 动力电池作为动力电池的“最后一公里”市场,是解决环保问题、补充上游资源的重要手段。
目前,动力电池退役潮正在逼近,电池行业已经到来。 曼塔瑞将从行业基础信息、主要技术、市场竞争格局等方面与业界分享动力电池行业未来发展的变化和趋势。
行业基本信息
随着新一轮科技革命和产业变革的不断推进,汽车与能源、交通、信息通信等领域相关技术融合加速,电动化、网联化、智能化成为汽车工业的发展趋势和趋势。 动力电池作为新能源汽车的核心零部件,技术发展水平是汽车产业电动化转型的关键支撑。 在我国新能源产业萌芽初期,国家就已经意识到动力电池退役问题,出台了动力电池政策,完善了动力电池体系建设,特别是2024年以来,政策密集发布,国家对动力电池问题高度重视, 动力电池也逐步得到规范和完善。
锂电池产业链
动力电池产业链
动力电池根据生产材料的不同可分为三元锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池等。
作为新能源汽车的重要组成部分,新能源汽车产业的高质量发展将极大地推动我国动力电池产业的发展进程。 新能源汽车产业的快速发展催生了对动力电池的需求,据动力电池5-8年的使用寿命估算,目前正处于动力电池退役潮的起点,电池行业作为新能源汽车,自行车行业开始进入加速发展期。 预计2024年国内动力电池退役量为137辆4gwh。2024年市场规模将达到1000亿元。 因此,公司最好的渠道、技术、资质和规模将是行业的核心竞争力。
对于退役动力电池,有两种可行的处理方式:一种是梯次利用,即在储能等其他领域作为电能的载体,充分发挥剩余价值;二是拆解(目前国外采用的主要方法),即对退役电池进行放电拆解,提炼原材料,从而实现循环利用。 目前,只有磷酸铁锂电池可以通过梯级利用发挥剩余价值,三元材料电池仍以拆解为主。
环境与需求
策略环境
作为纲领性文件,我国《工业绿色发展“十四五”规划》提出,到2024年将建成较为完整的动力电池利用体系。 2024年10月19日,工业和信息化部表示,将从法规、政策、技术、标准、行业等方面加快推进动力电池使用立法,完善监管措施等,加快新能源汽车使用动力电池。 目前,全国参与“动力电池”的企业逐渐多元化,包括电池生产链中大部分类型的企业,如电池用户单位、电池生产企业、材料企业、储能企业、设备制造商、车企等。
欧盟新电池法规提案于2024年2月获得欧盟环境、公共卫生和食品安全委员会(ENVI)的批准,第8条规定,到2024年,钴、铅、锂、镍回收原料的比例将分别达到%到 2035 年,它将增加到 %。
美国在联邦和地方层面都有完整的政策,规定了废物的种类、处理方法和存放,并鼓励产业链各方共同努力,帮助电池正确处理美国环境保护署2024年《资源保护法》提出,为妥善管理固体废物(包括充电电池、锂离子汽车电池等)建立框架;2024年,美国能源部提出要实现锂电池报废再利用和关键原材料规模化,规划完整锂电池价值链的建设和布局,推动先进技术发展。
2024年,德国赋予监管机构广泛的责任,对电池制造市场进行整顿,并对各系统的收集和费率进行检查和监督。
瑞士联邦环境署于2024年发布的《废物指南》明确了车用锂电池的规则**,并鼓励汽车制造商实施环保处理系统。
日本已初步建立起“电池产销-一级回收”的电池利用体系。 与此同时,日本人民自发成立了许多非政府组织,参与废旧电池产品的各个方面。
2024年,韩国将取消之前注册车辆的强制电池,允许**汽车报废电池,提高废旧动力电池的二次利用率。
经济环境
目前,新能源汽车下游消费持续增长,锂电池市场持续复苏。 从数据来看,据中国汽车动力电池产业创新联盟统计,2024年3月,我国动力电池产量共计512GWh,增长267%,同比增长235%。其中,三元电池产量同比增长8%5%,同比增长252%;磷酸铁锂电池产量同比增长39%7%,同比增长227%。
主要技术工艺及技术布局
锂离子电池组件如下:
阴极:活性物质一般为锰酸锂或钴酸锂,锂镍钴锰氧化物材料,锂镍钴锰氧化物(俗称三元)或三元+少量锰酸锂常用于电动自行车,纯锰酸锂和磷酸铁锂因体积较大而逐渐淡出, 性能差或成本高。厚度为10-20微米的电解铝箔用于导电电极液。
隔膜:一种特殊形成的聚合物薄膜,具有微孔结构,允许锂离子自由通过,但电子不能自由通过。
阳极:活性材料为石墨,或具有类似石墨结构的碳,导电集流体采用厚度为7-15微米的电解铜箔。
有机电解质:碳酸盐类溶剂,溶解了六氟磷酸锂,凝胶状电解质用于聚合物。
电池外壳:分为钢壳(很少使用方形)、铝壳、镀镍铁壳(用于圆柱形电池)、铝塑膜(软包装)等,以及电池的盖子,也是电池的正负极。
目前负极的经济性不明显,在电解液技术上也没有突破,主要集中在正极工艺上。
道路
《新能源汽车动力蓄电池利用管理暂行办法》提到,在保证安全可控的前提下,按照先梯次利用后拆解的原则,多层次、多用途合理利用废旧动力蓄电池。
梯次利用是指对废旧动力电池进行必要的检测、分类、拆解,根据锂电池的预期寿命和淘汰时电池的剩余容量,将电池修复或重组为梯次利用电池产品,以便应用于其他领域的过程。 此过程通常采用对等应用程序或降级应用程序的形式。 没有再利用价值的锂电池组将被拆解报废。
拆解(目前国外采用的主要方法)是指通过化学、物理或生物手段将废旧电池及其中的可用资源进行拆解。
技术分类
回收过程中主要有三种技术,即物理、火法冶金和湿法。 物理方法拆解后修复再利用,环保但效率有限火法冶金法和湿法法可以对废旧动力电池中的贵金属进行提纯和冶炼,路线更清晰,技术成熟度更高。 其他新兴工艺,如生物方法和超临界CO2萃取,仍处于研发的早期阶段。
湿法**工艺对电池的贵重材料效率更高**。
国内外各大企业大多采用湿法、火法等技术路线。 国内具有代表性的龙头企业,格林美和邦普集团,一般以湿法工艺为主,与火法相结合。
市场与竞争
市场与竞争:市场竞争格局与龙头企业
目前,国内多家主要涉及正规电池生产企业的第三方企业,与车企合作开发一流渠道,通过与汽车厂商的合作,使废旧电池能够快速回流到一流企业手中。 其中,白名单企业47家,系统内符合行业规范条件的上市公司5家。
从企业产业链合作来看,目前我国电池产业链的合作已经在众多龙头企业中得到了展示。 从动力电池企业、材料企业、相关回收企业合作之初,随着梯次利用市场的开放,越来越多的车企也将参与到“合作联盟”模式中来。
未来趋势
在“十四五”循环经济发展规划的政策推动下,国内市场动力电池相关企业数量快速增长,2024年新增企业4200家,同比增长72家7%。在三元电池中,由于其富含镍钴锰有价金属,资源的经济效益显著。 预计从2024年到2024年,按目前价格计算,三元电池累计空间将达到1305亿元。
在国家对电池能量密度补贴逐步取消后,磷酸铁锂电池将逐步取代三元电池成为市场主流。 预计到2024年,国内磷酸铁锂正极材料需求量(不含出口)将达到21120000吨,4年年均复合增长率达44%。
市场供需情况
供给侧:上游资源承压
国内资源短缺:国内优质原料矿产资源相对稀缺,以锂为例,我国优质硬岩锂资源匮乏,盐湖提锂的技术和产能有待突破。
国外供应不稳定:动力电池海外原材料供应集中,产量波动较大,新冠疫情、俄乌冲突等突发事件加剧了全球**链的不确定性。
扩产周期长:原材料和矿产的开发周期长,上游扩产周期在4年左右,而动力电池的扩产周期在1年左右,供需错配时间延长。
需求侧:下游市场爆发
终端需求旺盛:作为锂资源的主要应用场景,新能源汽车市场进入快速增长期,2024年我国新能源汽车销量同比增长超过150%。
电池化学体系迭代缓慢:动力电池研发难度大,化学体系迭代周期长,中长期仍将是锂电池主力,上游原材料资源需求相对固定,短期内难以替代。
激烈竞争刺激产能扩张:动力电池行业竞争日趋激烈,电池企业保持快速扩张步伐,抢占市场份额,刺激上游资源需求。
市场规模**
动力电池退役潮将带动锂电池市场发展
由于新能源汽车动力电池的平均寿命一般在5-8年左右,我国从2024年开始进入动力电池大规模退役阶段。 统计数据显示,全球动力电池行业预计2024年将达到122亿美元,到203年将达到181亿美元,而中国是最大的动力电池市场之一。 然而,这个千亿级市场尚未建立稳定的秩序,目前企业能力有限,仍有大量废旧电池流入其他渠道,潜在的环境危害凸显。
此外,随着全球新能源汽车渗透率的不断提高,多家车企在因芯片短缺而短暂停产后,迎来了电池短缺。 由于供需紧张,新能源汽车动力电池原材料大幅减少。
未来十年报废电池和生产废料的复合年增长率为43%;
预计2024年国内动力电池退役量为137辆4gwh。2024年市场规模将达到1000亿元。
磷酸铁锂电池的崛起具有巨大的市场空间
在新能源汽车产业蓬勃发展、碳达峰、碳中和目标目标的背景下,2024年以来磷酸铁锂电池出货量增速已远超连续多年占据市场优势的三元锂电池,彻底扭转了2024年以来磷酸铁锂电池产量低于三元锂电池的趋势。 磷酸铁锂电池出货量增速一度“跑赢”新能源汽车产量增速,这与国内新能源汽车补贴逐步退坡的大环境直接相关。 预计2024年国内新能源汽车补贴将退出,三元锂电池获得更高能量密度的政策补贴优势将减弱。
除了有利的外部环境外,磷酸铁锂电池的产品强度也在快速提升。 与钴、镍等金属需求量高且相对稀缺的三元锂电池相比,磷酸铁锂电池成本较低,尤其是在正极锂、负极、电解液等原材料价格上涨的当下,规模化生产的成本压力相对较小。
从2024年开始,锂电池上游原材料碳酸锂和钴一路飙升,甚至在原本三元锂电池优势明显的国际市场上,特斯拉、宝马、福特、现代、雷诺等车企纷纷表示,将考虑改用具有性价比优势的磷酸铁锂电池。
同时,从过去发生的事故来看,包括新能源汽车和储能电站,三元锂电池的事故概率仍然远高于磷酸铁锂电池,关键原因是后者的内部结构设计相对安全。 基于使用安全和事故召回处罚的考虑,消费者和动力电池生产企业也会对磷酸铁锂电池产生一定的偏向。
预计2020-2024年,磷酸铁锂电池梯次利用和累计市场空间将达到680亿元。
锂价开启下行周期,行业景气度持续复苏
锂价开始下行,随着锂等锂电池动力电池等锂电池材料成本压力的缓解,动力电池企业的盈利能力将有所改善。 特别是现阶段,大多数动力电池企业经营利润低,业绩灵活性大,建议关注盈利能力的提升。 此外,一些中国动力电池企业已经开始向国外市场大量供货。
短期内,锂电池能量密度的提高主要是通过现有材料体系的迭代升级和电池结构的创新来实现的。 其中,锂电池材料体系的迭代升级包括正负极材料、电解液和隔膜的迭代升级电池结构的创新还包括电芯、模组、封装方式等的结构改进和简化。
从长远来看,由于磷酸铁锂电池能量密度上限较低,为了满足不同应用场景的不同需求,锂电池技术路线将向多元化方向发展。 除铁酸锂电池和三元锂电池外,固态电池、磷酸锰铁锂电池、富锂锰基电池等新型锂电池技术路线的发展趋势正在改善。
行业建议
行业风险与警报
技术方面:废旧动力电池的利用大致可分为预处理、活性材料再生和电池活性材料再利用四个阶段。 其中,通用化、智能化拆解技术是预处理阶段的关键技术之一。 废旧动力电池的型号和规格多种多样,安全自动化的拆解技术是当前行业面临的主要问题。
产业:扩大动力电池使用试点规模,加强成熟经验推广。 与有资质的交通运输企业、电池生产企业、汽车生产企业建立产业(产业)联盟,构建健康有序的动力电池产业生态,推动动力电池产业实现国产循环。
国际:加强废旧动力电池领域的交流与合作,促进技术交流。 充分利用多边和双边国际合作机制,进一步延伸产业链,形成区域资源循环利用体系,努力构建合作共赢的动力电池产业新生态。