①锂离子电池正极材料分类
从应用角度,理想的锂离子电池正极材料应满足比容量大、工作电压高、充放电倍率性能好、循环寿命长、安全性好、环境友好、制造难度低、成本低等多方面要求,但不同的正极材料具有不同的优缺点。锂电池按照正极材料体系来划分,一般可分为三元材料、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等多种技术路线,各项材料性能及优劣势对比情况如下:
注:三元材料包括镍钴锰酸锂(NCM)及镍钴铝酸锂(NCA),此处以镍钴锰酸锂(NCM)为例。
A、三元材料:三元材料三种元素的不同配比使得三元正极材料产生不同的性能,满足多样化的应用需求。三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点,存在明显的三元协同效应。相较于磷酸铁锂、锰酸锂等正极材料,三元材料的能量密度更高、续航里程更长。
B、钴酸锂:作为第一代商品化的锂电池正极材料,钴酸锂具有较好的电化学性能和加工性能,以及比容量相对较高,在小型充电电池中应用广泛。尤其在中高端超薄电子产品领域,其体积能量密度及倍率性能好等优势明显。
C、锰酸锂:锰酸锂是除钴酸锂之外被研究最早的锂电池正极材料,相比钴酸锂,具有资源丰富、成本低、无污染、安全性能好、倍率性能好等优点;但其较低的比容量、较差的循环性能,特别是高温循环性能使其应用受到了较大的限制。锰酸锂电池主要在物流车以及在注重成本、对续航里程要求相对低的微型乘用车领域具有一定市场份额。
D、磷酸铁锂:磷酸铁锂低廉的价格、环境友好、较高的安全性、较好的结构稳定性与循环性能,使其形成了较广泛的市场应用。但其能量密度较低、低温性能较差,目前主要使用在商用车(客车)和储能领域。
②锂离子电池正极材料市场发展概况
锂电池正极材料主要分为三元材料、钴酸锂、锰酸锂及磷酸铁锂四种类型,四种材料因各自的特性差异应用于不同市场。经过十多年的发展,我国已经成为全球锂电池正极材料主要的制造国之一,其中,我国在钴酸锂及锰酸锂材料方面目前已成为世界最大出口国,磷酸铁锂及三元正极材料方面成为世界最大生产及使用国。由于受下游不同应用市场的需求所驱动,我国锂电池正极材料已经历了三个主要发展阶段:
第一阶段,2005 年以来,受 3C 电子产品增长驱动,正极材料以钴酸锂为代表;
第二阶段,2014 年以来,随着补贴政策推动新能源汽车市场放量,磷酸铁锂以其成本低、高循环次数、安全性好、环境友好的性能优势占据了锂电池市场主要份额;
第三阶段,2017 年以来,受新能源乘用车对长续航里程需求与国家补贴政策转向的推动,三元材料逐渐成为市场需求主导的正极材料。
③行业发展趋势
根据形状,锂离子电池可以分为方形电池、圆柱电池及软包电池等;根据使用的正极材料体系不同,锂电池又可以划分为磷酸铁锂电池、三元电池、钴酸锂电池和锰酸锂电池等;根据使用领域分类,锂离子电池可以分为消费类电池、动力电池和储能电池。
A、消费类电池
消费类电池主要应用于笔记本电脑、智能手机、移动电源、电动工具等传统领域和电子烟、ETC、无人机、VR、可穿戴设备等新兴领域。近年来,全球智能手机、笔记本电脑等传统领域出货量趋于稳定。但在其他消费类的新兴锂电领域,受益于国内政策因素影响,ETC 用锂电池市场迅猛发展,电子烟作为一种新兴的销售品其市场需求和流行趋势逐渐显露,与此同时,随着智能仓储在快递、酒店、电商、医疗等领域的应用持续加快,国内移动机器人(AGV)锂电池需求持续释放。整体而言,消费类电池的传统业务相对稳定,新兴市场持续活跃,锂电池应用场景的不断丰富,新兴消费类电池市场将呈现蓬勃发展的态势。
B、动力类电池
动力类电池主要应用于新能源汽车领域。据工信部数据统计,我国 2021 年新能源汽车销售完成 352.1 万辆,同比增长 1.6 倍,连续 7 年位居全球第一;另一方面,欧洲主要国家针对新能源汽车的补贴政策的加码,促使欧洲新能源汽车产销量快速增长,2021 年欧洲销量突破 227 万辆,同比增长 66.4%。在全球汽车电动化、智能化的发展趋势下,随着宝马、大众、戴姆勒、通用等传统车企全面开启电动化发展战略,特斯拉等优质新能源车企持续推动新能源汽车的成本下行,全球电动化渗透率将快速提升,全球新能源汽车产业仍将延续良好的发展态势。
C、储能电池
储能主要是指电能的储存,能够有效降低新能源发电的随机、波动性程度,从而使风电、光伏等新能源发电平滑接入常规电网。随着电化学储能系统成本的逐年下降,储能电源的应用将成为电力调节的有效工具,储能市场即将进入规模化发展阶段。据伍德麦肯兹预计,全球累计储能部署容量于 2030 年将达到
3)市场容量
从锂电池主要应用领域看,3C 领域和新能源汽车领域为公司产品的主要下游市场。其中,3C 电子产品领域,预计未来仍将保持较为稳定态势,为锂电池提供稳定的市场需求。基于能源结构转型升级趋势、国家政策导向、行业供需发展考虑,未来新能源汽车行业仍将保持长周期增长的趋势,新能源汽车市场是锂电池行业发展的主要动力。
根据《锂离子电池产业发展白皮书(2021 年)》,2020 年全球锂离子电池产品应用领域情况如下:
资料来源:中国电子信息产业发展研究院
高工产研锂电研究所(GGII)的数据显示,2021 年中国锂电池出货量为327GWh,同比增长 130%,2025 年锂电池市场需求预计超过 1,400GWh,年复合增长率超过 45%;2021 年中国正极材料市场出货量为 113 万吨,同比增长 116%。
2022 年中国锂电正极材料市场出货量 190 万吨,同比增长 68%。其中,2022 年磷酸铁锂正极材料出货量达 111 万吨,同比增长 132%,占总出货量的比例约为59%;三元正极材料出货 64 万吨,同比增长 47%,占比约为 34%;锰酸锂和钴酸锂出货量分别为 6.9 万吨和 7.7 万吨。在钴酸锂及锰酸锂材料方面,我国已成为世界最大出口国,磷酸铁锂及三元正极材料方面,我国已成为世界最大生产及使用国。
目前,大宗供应链服务行业已经进入向综合服务和数智化服务发展的转型期,率先完成转型并取得更多客户认可的企业将进一步增强市场竞争力。
(责任编辑:子蕊)
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