2023动力电池行业研究报告ResearchReportonIndustryofPowerbatteryin2023摘要动力电池产业作为绿色产业的重要组成部分，在“碳达峰、碳中和”的全球大背景下，迎来前所未有的发展机遇。无论是各类政策的推动作用，还是消费者对新能源汽车需求的猛增，以及动力电池自身生产、制造成本的降低，我国新能源汽车市场规模和动力电池装机量将以高增速持续爆发。数据显示，中国动力电池的装机量自2016年的28.0GWh增加至2021年的154.5GWh，复合年增长率为40.7%。预期到2023年将达到433.5GWh，2022年至2026年的复合年增长率为40.8%。随着我国动力电池的全新发展，动力电池必将实现多方面的改进。从技术方面来看，在改进过程中，“高安全性”、“高效率性”、“高长寿命”、“低成本性”将作为动力电池技术发展的核心方向和追求目标。大圆柱4680电池深度影响产业链，钠离子电池将逐步抢占磷酸铁锂电池市场，作为液态电解质到固态电解质的过渡技术，半固态电池即将迎来量产。另外，根据动力电池平均寿命5-6年测算，第一批商用新能源车用动力电池22-23年开始退役，预计25年理论退役动力电池约为42.8万吨，30年将达到300.1万吨，电池回收对应市场空间广阔。发现报告整理制作fxbaogao.com行业综述fxbaogao.com一、动力电池行业综述•动力电池的定义及性能指标•动力电池生产工艺•动力电池的主要分类•动力电池发展背景•动力电池的技术分析二、动力电池行业现状三、未来发展的机遇和挑战发现报告整理制作动力电池的定义及性能指标动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。动力电池可根据正极材料不同、形态不同进行分类，是新能源汽车（电动汽车）不可或缺的核心部件，直接关系着整车性能，重要性不言而喻。动力电池技术指标以安全性为基石，高能量密度、高倍率性能为主要发展方向。动力电池可按两大方式进行分类各环节主要指标按外形及封方形电池负极充放电倍率、首次效率、比容量安全性挤压冲击、针刺、过充放电、极端温度装方式分类圆柱电池正极一致性等情况下电池的状态软包电池隔膜影响电池组的动力输出、续航表现、运新能源汽车按正极材料结构件比容量、能量密度、一致性能量密度行安全用动力电池分类三元材料电池电解液安全性、循环寿命、容量循环寿命单位体积或单位重量的电池，能够储存磷酸铁锂电池低温属性和释放的电量锰酸锂电池一致性、安全性动力电池充放电倍率钴酸锂电池影响使用里程和年限资料来源：发现报告整理能量密度、宽温应用、循环寿命、比容量安全性……低温状态下电池的充放电性能，影响使用场景充放电快慢的一种两度单位质量的电池或活性物质所能放出的电量资料来源：GGII，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com动力电池生产工艺动力电池的生产原材料主要包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、电芯壳体、锂电铜箔等，经由涂布、模切、分条、卷绕/叠片、封装、注液、化成等工艺流程制成电池单体（Cell），或称“电芯”。电池单体（电芯）生产工艺流程搅拌涂布模切冷压分条包聚脂薄膜焊软连接X光检测热压和试电阻测卷绕真空烘烤卷芯入壳焊顶盖气密性检测注液焊密封钉二次注液抽气化成静置静置自放电测试开路电压和电分容打包、目检阻测试资料来源：宁德时代招股说明书，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com动力电池的主要分类目前，动力电池的类型主要分为锂离子电池、镍氢电池、燃料电池等。根据《中国锂电产业发展指数白皮书》，动力领域对能量密度、充电倍率、寿命、一致性等性能需求都较高，在系统能量密度达到160kw/kg后，需求出现分化，寿命需求至少在2000次以上。锂离子电池由于工作电压高、比能量大、体积小、质量轻、循环寿命长、技术相对成熟等综合性优点，成为现阶段新能源动力电池的主流。主流锂离子动力电池又可以进一步分为磷酸铁锂与三元锂电池。三元锂电池与磷酸铁锂电池对比构成与特点三元锂电池磷酸铁锂电池正极材料使用镍钴锰酸锂（NCM，Li（NixCoyMn(1-x-y)）用磷酸铁锂（LFP，LiFePO4）做为电池正极材料的磷酸铁O2）或镍钴铝酸锂（NCA，LiNi0.8Co0.15Al0.05O2）的锂锂电池。离子电池。NCM中的x、y代表不同配比，包含了许多不同比例类型的电池，主流的细分类型有NCM333，NCM523，NCM622，NCM811。优点能方量天密气度。高，的续航里程更长；低温时电池更加稳定，适合北性耐、高更温长（的电使热用寿峰命值、可原达材料35成0本°C低-5、0支0°持C）快，速更充高电的。安全缺点镍钴铝等材料的高温结构不稳定，导致高温安全性差（电热峰能量密度较三元锂电池仍有不小的差距，低温性能不如三元值250-350°C），进而引发危险；成本相对磷酸铁锂电池更电池，不适合在北方行驶，尤其是东北等极寒地带。高。数据来源：OFweek，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com动力电池发展背景——政策环境发展新能源汽车产业有利于中国破解能源环境约束，从“汽车大国”向“汽车强国”转变，具有重要战略意义。自2009年新能源汽车被列为战略性新兴产业起，中央与地方密集出台多项政策文件，逐步建立起全面的政策支持体系。动力电池作为新能源汽车的核心部件，国家为加快新能源汽车产业化进程，颁布了一系列相关政策性文件，大力支持我国新能源汽车及动力电池行业的健康快速发展。发布时间政策名称中国动力电池发展相关政策2015年5月《中国制造2025》主要内容2016年11月《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提出节能与新能源汽车作为重点发展领域，要求继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展，形成从关键零部件到整车的完整工业体系和创新体系，推动自主品牌节能与新能源汽车同国际先进水平接轨。把握全球能源变革发展趋势和我国产业绿色转型发展要求，着眼生态文明建设和应对气候变化，以绿色低碳技术创新和应用为重点，引导绿色消费，推广绿色产品，大幅提升新能源汽车和新能源的应用比例，全面推进高效节能、先进环保和资源循环利用产业体系建设，推动新能源汽车、新能源和节能环保等绿色低碳产业成为支柱产业，到2020年，产值规模达到10万亿元以上。2017年1月《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》补贴标准调整，动力电池系统能量密度成为补贴高低的调整系数。2017年2月《促进汽车动力电池产业发展行动方案》分三个阶段推进我国动力电池发展：2018年，提升现有产品性价比，保障高品质电池供应；2020年，基于现有技术改进的新一代锂离子动力电池实现大规2018年1月模应用；2025年，采用新化学原理的新体系电池力争实现技术变革和开发测试。2018年《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》作为国内电动汽车用动力电池单体、电池包或系统的强制标准，其范围涵盖了电动汽车用锂离子动力电池单体、电池包或系统的试验方法与安全要求。2019年3月2019年12月《锂离子电池行业规范条件（2018年本）》明确了锂离子电池行业的产业布局及项目设立相关要求，建立了生产规模和工艺技术、质量管理、智能制造、绿色制造、安全生产和职业卫生、社会责任、监督和管理等相关行业规范。2020年4月《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的要求从2019年起，符合公告要求但未达到2019年补贴技术条件的车型产品也纳入推荐车型目录，过渡期2019年3月26日至2019年6月25日后不再对新能源2020年10月2022年3月通知》汽车（新能源公交车和燃料电池汽车除外）给予购置补贴。《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）（征求意电池技术突破是新能源汽车核心技术攻关工程，要开展关键核心技术研究，加强技术攻关，加快固态动力电池研发及产业化。见稿）》提出新能源汽车推广应用财政补贴政策实施期限延长至2022年底。平缓补贴退坡力度和节奏，原则上2020-2022年补贴标准分别在上一年基础上退坡10%、《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》20%、30%。2020年，保持动力电池系统能量密度等技术指标不作调整，适度提高新能源汽车整车能耗、纯电动乘用车纯电续驶里程门槛。2021-2022年，原则上保持技术指标总体稳定。《节能与新能源汽车技术路线图2.0》根据规划，到2035年，汽车产业要实现电动化转型，节能汽车与新能源汽车销量将各占50%。路线图2.0要求动力电池涵盖能量型、能量动力兼顾型和功率型三大技术方向。《关于2022年新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》要求，2022年，新能源汽车补贴标准在2021年基础上退坡30%。资料来源：发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com动力电池发展背景——市场环境我国新能源汽车行业在“双碳”政策的引导下已经进入规模化快速发展的阶段，并引领着全球新能源汽车销量持续上升。根据中汽协数据，2021年中国新能源汽车销量352.1万辆（+158%），对应新能源汽车渗透率13.4%。2022年以来中国新能源汽车销量延续高增长，销量达到688.7万辆，市场占有率达到25.6％。新能源汽车的爆发式增长将继续推动动力电池装机量的增长。根据中国汽车动力电池产业创新联盟的数据，2022年我国动力电池累计294.6GWh，累计同比增长90.7%。2013-2022年新能源汽车销量及增长率2017-2023年1月中国动力电池装车量统计情况800400.0%294.6323.8%342.9%350.0%700600688.7300.0%250.0%154.5500400157.5%200.0%150.0%300352.193.4%100.0%20035.2%50.0%53.0%53.3%61.7%0.0%5762.263.610050.777.7125.620181.87.5-4.0%10.9%36.416.1120.6136.7201733.10-50.0%20192020202120222023.12013201420152016201720182019202020212022装机量（GWh）新能源汽车销量（单位：万辆）增长率资料来源：中汽协，发现报告整理资料来源：中国汽车动力电池产业创新联盟，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com动力电池发展背景——社会环境从长期来看，为了降低汽车行业石油的消耗量、改善全球能源结构、减少污染物与温室气体排放，汽车的电动化是发展必然趋势。随着国内居民环保意识逐步觉醒，对驾乘零排放、低排放新能源汽车接受程度不断提高。在社会关注度和欢迎度上，更为环保的、搭载可循环使用动力电池的新能源汽车替代消耗一次性燃料并产生污染的传统燃油汽车已成大势所趋。动力电池产业的发展与新能源汽车产业的发展相辅相成，一方面，动力电池技术指标的不断优化和成本的不断降低，是推动新能源汽车发展的重要驱动力；另一方面，消费者对新能源汽车性能指标和综合性价比的要求，促进动力电池行业不断技术创新。全球气候变化问题加剧中国国民环保意识增强2015年到2021年，全球海平面上升创南极臭氧洞在2021海拔3216米的格陵2013年前后的“雾霾”给中国国民普及了可吸入颗粒物的相关知是有记录以来最热历史新高，2013年年达到最大面积兰冰盖最高点出现识，使人认识到PM2.5的主要污染源是燃油机动车。的七年。至2021年期间，平2480万平方公里。了有史以来第一次均上升4.5mm/年。降雨记。2012年9月国务院批复《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，这是中国第一部综合性大气污染防治的规划；次年国务院印发《大热浪打破了北美洲艾达飓风造成美国中国河南的洪灾造严重干旱导致加拿气污染防治行动计划》，自2013年9月起实施。西部和地中海地区经济损失约为750成直接经济损失约大小麦和油菜产量的最高温记录。亿美。1337亿人民币。较2020年低35%-2020年北京市大气PM2.5年均浓度38微克/立方米，创历史新低，40%。首次达到“30+”的水平，和2013年相比，北京市主要污染物年均浓度都在下降，PM2.5下降了57.5%资料来源：世界气象组织，发现报告整理资料来源：北京市生态环境局、央视新闻，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com动力电池发展背景——技术环境从技术层面看，动力电池的容量（影响续航里程）技术参数在2010年后开始满足新能源汽车市场的最低需求。中国关于动力电池的技术参数，在2017年前无明确的规划路线。但经多年的市场经验积累，政府在2017-2022年期间规范并明确了最有价值的技术参数—动力电池系统能量密度，该参数体现在新能源汽车国家补贴之中，且起到了引领了市场良性发展的积极作用。同期，主流纯电动汽车动力电池能量密度从105Wh/kg提升到160Wh/kg，纯电动车的续航里程也从250km提升到500km+。动力电池技术水平和新能源汽车性能、主流市场需求息息相关。随着我国科技的进步以及国家加大对科研的投入力度，我国已成为锂电池领域拥有专利最多的国家，并且逐渐由改进型专利向发明创造型专利转变。中国新能源汽车补贴金额与动力电池能量密度要求中国新能源汽车补贴续航里程要求65.51601601601805005002.251.81402020202116045054.44.5120140400410512010030032.5250250802601.2640120无需求20172018201902016201720182019202020212022020222016BEV补贴金额主流值（万元）能量密度主流值（Wh/kg）市场主流纯电动车续航里程(公里)发现报告整理制作数据来源：公开资料，发现报告整理fxbaogao.com动力电池的技术分析动力电池技术迭代可分为材料体系、封装形式和结构体系。材料体系：正负极、隔膜、电解液、铜铝箔等，不同材料可带来不同的性能。封装形式：简单说就是电池的形状，有方形、圆柱、软包之分。结构体系：一般动力电池的结构为电芯-模组-PACK-底盘，为了节省空间，可取消中间的模组、PACK环节。动力电池技术路线发展趋势动力电池技术正极材料三元材料：高镍化、去钴化、高电压华、单晶化路线发展趋势负极材料磷酸铁锂：锰基电解液新材料体系：钠离子电池等电芯形状及封装方式人造石墨：占比庞大且持续提升电池结构复合硅碳负极：持续研发逐步应用降低液态含量，最终达到全固态电池大电芯化圆柱、方形、软包电池并行发展大模组化、去模组化、集成化资料来源：公开资料，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com动力电池材料发展材料方面，正极有磷酸铁锂和三元材料两大主流路线并行发展：在我国内补贴政策助推续航里程之后，三元锂电池的发展蓬勃向上；伴随着补贴退坡、磷酸铁锂性能提高，从2021年7月以来，国内磷酸铁锂电池装车量反超三元电池，占比大幅回升。就三元材料而言，高镍化、高电压化、单晶化是当下的主要趋势。就磷酸铁锂而言，往磷酸锰铁锂方向研发是一个重要趋势。其他材料体系也在积极研发中，未来有望呈多元化发展，想象空间巨大。宁德时代的M3P电池呼之欲出，将于2023年量产；多方布局的钠离子电池也渐行渐近，宁德时代表示，正致力于推进钠离子电池在2023年实现产业化。负极则处于突破期：人造石墨占主导位置且持续提升，复合硅碳负极持续研发逐步应用。电解液部分，不断降低液态含量并最终走向全固态电池是共识的发展方向，国轩高科、孚能科技、SolidPower等多家企业都在该领域积极布局。2018-2021年中国动力电池市场各类电池装机量占比负极材料性能对比3%2%1%0%天然石墨人造石墨中间相碳微球软碳硬碳钛酸锂硅碳材料比容量(mAh/g)340-370310-370280-340250-300250-400165-170380-95080-8548%首周效率(%)90-9390-9690-9480-850.7-1.098-9960-921.3-1.558%65%61%振实密度(g/cm3)0.8-1.20.8-1.10.9-1.20.7-1.00.521.5-2.00.6-1.1>1500压实密度(g/cm3)1.6-1.851.5-1.81.5-1.71.3-1.5良好1.8-2.30.9-1.6一般工作电压(V)0.20.20.20.521.550.3-0.5优秀循环寿命(次)>1000>1500>1000>1000>30000300-500结构稳定；充放52%安全性一般良好良好良好电循环寿命长优秀良好循环稳定性能较39%33%38%快充性能一般一般一般一般差；电压滞后现好好象严重倍率性能差良好优秀优秀优秀一般2018201920202021优点技术、配套工艺技术配套工艺成熟；技术配套工艺成熟；充放电效率高；高低温性能优异；理论比能量高磷酸铁锂电池三元电池其他安全性能优异成熟；成本低循环性能好循环性能好循环性能好比能量已到极限；比能量低；倍率性比能量低；安全性首次充放电效率技术、工艺不成熟；技术及配套工艺不成缺点循环性能及倍率能差；安全性能差能较差；成本高低；容量衰减较成本高；能量密度熟；成本高；充放电资料来源：中国汽车动力电池产业创新联盟、太平洋汽车网、CBU，发现报告整理性能较差快；倍率优秀低电池变形资料来源：GGII，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com潜力新品：钠离子电池作为锂电池的一大补充，钠电池近年来研究逐渐走向成熟，但钠电池循环寿和能量密度相较锂电池偏低，在动力电池领域存在劣势。且当前，钠离子电池所需的正极、负极和电解液均未实现大规模量产，成本较高且产品性能、价格差异较大。因此预计钠离子电池大规模应用还需2-3年时间，在两轮车领域将凭借较铅酸和锂电更高的性价比率先快速替代。开发钠离子电池的必要性钠电池与锂电池性能对比中国新能源汽车工业所需的锂资源(碳酸锂)，有80%钠离子电池磷酸铁锂电池三元电池仍依赖进口。锂资源不足以同时支撑动力电池、消费电池与储能电池三条赛道的巨大需求。宁德时代行业平均150-220wh/kg200-300wh/kg<80%70%左右用更廉价的钠离子电池替换昂贵的金属材料，实现大能量密度单体能量密度达160Wh/kg，二80-140wh/kg6000+3000+规模降本；碳酸钠的价格约为2000～3000元/吨，而系统集成效率代提升至200Wh/kg一般碳酸锂2022年5月的市场价格高达47000元/吨。循环次数80%，可使用AB系统解决方案-安全性快充性能3000+1500+低温性能好正极材料常温下充电15分钟，电量可达80%以上负极材料-20°C拥有90%以上的放电保持85%+60-70%70%+电解液率磷酸铁锂NCM、NCA产业布局制作工艺克容量较高的普鲁士白材料，对普鲁士白和层状氧化物材料体相结构进行电荷重排具有独特孔隙结构的硬碳材料，硬碳、炭黑、碳纤维、石墨石墨，克容量350-400mAh/g具有克容量高、易脱嵌、优循环烯等材料的特性，克容量350mAh/g六氟磷酸锂为主盐成熟开发适配电解液2023年形成基本产业链有示范项目设备兼容资料来源：宁德时代发布会，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com动力电池封装演变从封装技术来看，主要包括圆柱、软包以及方形电池。方形电池：封装可靠度高、系统能量效率高、能量密度较高、结构较为简单、扩容相对方便、可以通过提高单体容量来提高能量密度、稳定性相对好。但由于方形电池可以根据产品的尺寸进行定制化生产，所以市场上型号太多，工艺很难统一；且生产自动化水平不高、单体差异性较大，在大规模应用中，存在系统寿命远低于单体寿命的问题。圆形电池：与方形都属于硬壳封装，圆柱型电池工艺成熟，PACK成本较低，电池产品良率以及电池组的一致性较高;由于电池组散热面积大，其散热性能优于方型电池，但后期依然要面对成组后散热设计难度大、能量密度低等问题。软包型电池：采用铝塑膜包装、安全性好、重量较钢壳和铝壳电池轻、具有较高的质量比能量、内阻小、循环寿命更长，但是由于型号众多自动化程度低、生产效率低、成本高、高端铝塑膜严重依赖进口、一致性较差。方形、圆柱型、软包电池性能比较不同封装技术电池优缺点性能方形电池圆柱型电池软包电池项目方形电池圆柱型电池软包型电池较好好较差较好好较差较好好较差安全性√√√封装可靠度高；安全性高；系统能一致性√√√优点量效率高；能量密度较高；结构较成组灵活，成本低；尺寸变化灵活；能量密度为简单，扩容相对方便；单体容量工艺成熟大，系统构成相对简单，稳定性好；高；重量轻；内阻小设计灵活性√√√续航能力突出循环寿命√√√型号多，工艺难统一；生产自动化机械强度差；封口工艺难；充放电倍率√√√缺点水平不高，单体差异性较大；在大散热设计难度大；能成组结构复杂；设计难度规模应用中，存在系统寿命远低于量密度低大；成本性、一致性、安成组效率√√单体寿命的问题全性表现一般资料来源：鑫椤锂电，发现报告整理资料来源：钜大锂电、鑫椤锂电，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com中国与海外的不同趋势由于多数头部动力电池企业往往主打圆柱、方形、软包中的一种，因此不同类型电池市场份额的变化，在一定程度上代表了头部动力电池企业角逐的历史。对比我国和海外不同类型电池市场份额变化，可以看到在国内，方形电池长期占据主导地位。2022年方形电池占据93.2%的市场份额。软包、圆柱形电池的市场呼声逐渐提高，但从销量份额上仍未见起色。2018-2022动力电池封装占比分析202293.2%4.5%2.3%202185.6%6.6%7.8%202080.7%13.3%6.0%201990.0%6.7%3.3%201882.5%4.4%13.0%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%方形圆柱形软包资料来源：科瑞咨询，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com动力电池结构革新以电池形态和集成程度为参考，电池结构的演变可分为模组标准化、CTP（大模组、去模组化）、CTC（电池底盘一体化）三个阶段。模组结构、CTP、CTC三种技术从集成化程度、对电池性能的影响来看都是逐步递进的，整车结构逐步简化、空间利用率逐步提升。CTP在短期较为容易实现，是在电池包层面的优化方案，电芯或电池包企业独立可开发完成。CTC是远期的一大趋势，一定程度上跳脱出了在电池层面降本增效的目的。就CTC的实现言，一方面技术难度较大，门槛较高；另一方面，传统车企在平台化、模块化有较好的基础，采用CTC技术反而需要颠覆已有的车身底盘结构，因此CTC的发展推动需要更长的时间和过程。尽管CTP、CTC的概念相当火热，但严格意义来说，当前整个行业还处于从标准化模组加速向CTP技术发展的过程中。动力电池系统三类结构优缺点对比及应用模组技术CTP技术CTC技术电芯-车身概念电芯-模组-电池包-车身电芯-电池包-车身优点电池包开发简单；可单独更换模空间利用率高；零件数量少；生产空间利用率高；零件数量少；整组，维修方便效率高车刚度高缺点空间利用率低；零部件多，系统电芯一致性要求高；维修便利性差电芯一致性要求高；技术难度大；布局企业成本高维修便利性差应用品牌/车型奔驰、宝马、大众等宁德时代、比亚迪等特斯拉、零跑、比亚迪、宁德时特斯拉、蔚来、小鹏、比亚迪等代（还未发布）等奔驰、宝马、大众等特斯拉新款ModelY（预计）、零跑C01、比亚迪海豹资料来源：公开资料，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com重点赛道fxbaogao.com一、动力电池行业综述二、动力电池行业现状•动力电池市场概况•动力电池产业链分析•动力电池竞争格局•产业巨头的技术探索三、未来发展的机遇和挑战发现报告整理制作动力电池市场概况随着下游电动汽车需求的增加，全球及中国动力电池市场面临了强劲的增长，且预计近期将持续强劲的涨势。全球动力电池的装机量自2016年的41.2GWh增加至2021年的293.7GWh，复合年增长率为48.1%，并预期将进一步增长至2023年的721.7GWh，2022年至2026年间的复合年增长率为39.1%。从中国动力电池产销量情况来看，近几年中国动力电池产销量整体保持上涨趋势。2023年中国新能源汽车销量增速很可能会下降，因此动力电池供应可能会出现结构性过剩。数据显示，中国动力电池的装机量自2016年的28.0GWh增加至2021年的154.5GWh，复合年增长率为40.7%。预期到2023年将达到433.5GWh，2022年至2026年的复合年增长率为40.8%。2016-2023年全球动力电池装机量预测趋势2016-2023年中国动力电池装机量预测趋势721.7433.5493.6291.7293.7154.593.2116.2138.556.961.663.641.263.82836.120162017201820192020202120222023E20162017201820192020202120222023E单位（GWh）单位（GWh）资料来源：弗诺斯特沙利文，发现报告整理资料来源：弗诺斯特沙利文，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com动力电池产业链分析动力电池产业链供需关系决定企业配套关系，上游多点供货企业对应下游多点使用企业。上游主要由正极、负极、隔膜和电解液相关企业组成，覆盖了动力电池的五类核心制造部件。中游动力电池企业，国内以宁德时代为龙头，比亚迪次之，其它追赶者包括国轩高科、LG新能源、中创新航等。下游乘用车动力电池装机量占新能源汽车动力电池总装机量的近九成，且占比将持续提升，需重点关注该市场。上游：矿产、化工企业中游：动力电池企业下游：汽车生产企业传统车企乘用车企上游：核心部件企业磷酸铁锂正极三元锂正极负极隔膜新势力车企商用车企电解液下游：充电桩企业、动力电池回收资料来源：亿欧智库，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com动力电池竞争格局从国际市场来看，根据韩国市场研究机构SNEResearch发布的2022年全球动力电池装机量榜单，前十名依次是宁德时代、LG新能源、比亚迪、松下、SKOn、三星SDI、中创新航、国轩高科、欣旺达、孚能科技。中国企业依然稳固占据六席，继续保持领先优势，六家企业市场占比达60.4%。从国内市场来看，动力电池装机量排名前十企业合计约为247.64GWh，占总装机量的95%。其中，宁德时代动力电池装机量最大达130.59GWh，比亚迪、中创新航排名第二和第三，装机量分别为63.19GWh、14.7GWh。国轩高科、亿纬锂能、LGES、蜂巢能源、欣旺达、孚能科技、瑞浦能源进入前十，动力电池装机量排名第4-10名。2022年全球动力电池装机量TOP10（单位：GWh）2022年中国动力电池装机量TOP10（单位：GWh）排名品牌2022.1-122021.1-12装机量同比增长2022年市场份额2021年市场份额排名企业名称装机数量（万台）装机量（GWh）1宁德时代191.699.592.5%37.0%33.0%1宁德时代224.69130.5970.459.418.5%13.6%19.7%2LG新能源70.426.4167.1%13.6%8.7%3836.34.6%7.3%12.0%27.817.361.1%5.4%5.7%2比亚迪164.9663.1924.314.568.5%4.7%4.8%3比亚迪20151.6%3.9%2.6%14.18112.2%2.7%2.2%4松下9.26.7253.2%1.8%0.9%3中创新航30.5314.707.42.6215.1%1.4%0.8%5SKOn44.52.455.9%8.6%9.5%4国轩高科44.7412.32517.928.571.8%100%100%6三星SDI301.55亿纬锂能8.366.337中创新航6LGES7.765.268国轩高科7蜂巢能源9.554.819欣旺达8欣旺达7.914.1910孚能科技其他9孚能科技6.063.47合计10瑞浦能源8.742.78资料来源：SNEResearch，发现报告整理资料来源：GGII，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com产业巨头的技术探索技术更替是汽车电动化浪潮的核心驱动力，风险和机遇并存。新能源汽车当前的痛点包括续航能力、充电效率、成本、安全性等，电池成为新能源汽车渗透率提升的关键。目前市场上主流的车用电池是锂电池，主要以三元锂电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池为主。电池环节的技术更新会带来风险但也伴随着机遇，因此关注技术路线十分重要。随着电池包模块化、标准化程度不断加深，整个电池包的生产环节集中度继续提升为大势所趋，以宁德时代、比亚迪为代表的动力电池企业以及以特斯拉为代表的各大新能源汽车车企对动力电池结构的进一步革新值得关注。动力电池结构创新核心要点企业名称创新技术核心创新点CTP1.0去掉模组的侧板，转而用绑带来替代宁德时代CTP2.0进一步优化掉模组的两个端板，利用电池箱体上的纵横梁来代替端板CTP3.0（麒麟电池）采取“电芯-电池包“结构，取消横纵梁、水冷板与隔热垫原本各自独立的设计，集成为多功能弹性夹层；同时设计底部空间共享方案，采用全球首创电芯大面冷却技术特斯拉4680电池大电芯、全极耳和干电池技术CTC技术将电芯直接集成到底盘，实现大三电、小三电、底盘系统以及自动驾驶相关的集体比亚迪刀片电池通过阵列的方式排布在一起，在成组时跳过模组和梁，减少了冗余零部件后，形成类似蜂窝铝板的结构，从而大幅提升集成效率；具有超级安全、超级强度、超级续航、超级低温、超级寿命、超级功率的“6S”理念蜂巢能源CTB技术国轩高科叠片电池工艺取消模组以及电池包上壳体的设计，将刀片电池通过与托盘和上盖粘连，形成“电池上盖-电芯-托盘”的“三明治”结构；结构强度优势明显JTM集成技术将正极、负极切成小片与隔离膜叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来组成一个大电芯直接用卷芯放在模组里面，一次完成制作，具有“成本低，制造过程简单，易形成标准化”的特点；最大亮点在于可以推动模组实现标准化广汽集团弹匣电池当电芯发生热失控，系统可以在隔绝热源的同时，把热量疏导出去，达到散热、冷却的目的；具备超高耐热稳定电芯、超强隔热电池安全舱、三维降温冷却系统、第五代电池管理系统四大核心技术长城汽车大禹电池针对热失控问题以“大禹治水，堵不如疏”为理念，“变堵为疏”，采用“控+导=通”的核心技术原理，搭建4层5维安全矩阵，保证“大容量高镍电芯”“电池包任意位置”“加热两个电芯并连续触发热失控”的情况下都能实现不起火、不爆炸；具备八大核心技术：热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧、智能冷却中航锂电one-stop电池基于“高度集成与极简化”的产品设计与制造，实现产品对“高比能、高安全、高可靠、低成本”的要求，其技术逻辑特征为模块化极柱、一体化电连接技术，也是其主要变革点；运用多项技术在电芯层级、生产工艺以及电池系统层面进行多维度创新零跑汽车CTC方案将电池、底盘进行集成设计，重新设计电池承载托盘，使整个下车体底盘结构与电池托盘结构耦合，并通过减少冗余的结构设计，有效减少零部件数量，在提升空间利用率和系统比能的同时，使车身与电池结构互补，电池抗冲击能力及车身扭转刚度得到大幅度提升；软硬件实现双重创新，可持续进化上汽集团魔方电池采取LBS躺式电芯以及先进CTP技术，其中躺式电芯布局为魔方电池最大的技术特点；具有超高集成度、超长寿命、零热失控安全防护三大优点资料来源：信达证券，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com发展趋势fxbaogao.com一、动力电池行业综述二、动力电池行业现状三、未来发展的机遇和挑战•动力电池发展机遇和挑战•动力电池发展趋势发现报告整理制作动力电池发展机遇动力电池产业作为绿色产业的重要组成部分，在“碳达峰、碳中和”的全球大背景下，迎来前所未有的发展机遇。无论是各类政策的推动作用，还是消费者对新能源汽车需求的猛增，以及动力电池自身生产、制造成本的降低，都为新能源汽车替代燃油汽车成为汽车工业领域的明日之星铺平道路。此外为融合可再生能源发电领域的广阔发展前景，动力电池相关企业也在数字化转型和动力电池全生命周期的数字化管理等方面迎来更宽广的合作机遇。1.碳达峰、碳中和是全球降低温室效应的共识2.“十四五”规划推动新能源产业发展和国际合作《巴黎协定》得到国际社会广泛支持和参与，近五年来可再生能源提供“十四五”规划提出，2025年新能源汽车销量占比达20%左右；全面推了全球新增发电量的约60%。中国、欧盟、美国、日本等130多个国家和动车桩协同发展，推进电动汽车与智能电网间的能量和信息双向互动；地区提出了碳中和目标，绿色产业已成为重要投资领域，清洁低碳能源“深化改革，扩大开放”；“坚持实施更大范围、更宽领域、更深层次发展迎来新机遇。的对外开放，开拓能源国际合作新局面”。LCA中新能源汽车与燃油汽车在能耗和排放上的区别，主要来自“使用周受益于政策推动、需求猛增、供给充足、整体成本逐年下探等多重因素期”，在此阶段电能驱动的新能源汽车具有低能耗优势，碳排放远低于综合，我国新能源汽车市场规模和动力电池装机量将以高增速持续爆发。燃油汽车；“减碳”能力新能源汽车更优。3.电池是能源革的基础设施，未来前景广阔4.企业数字化转型与电池智能管理新型二次电池是能源转化与储存的重要环节，风能发电和太阳能光伏发从智能化工厂的生产，到动力电池全生命周期的数字化管理，再到与电电等可再生能源发电具有广阔的发展前景，需要大容量的电池群组做为网的精密配合，全产业链从运营规模和成本考量上，都需要一套高效的智能电网循环的基石；新能源汽车动力电池将成为“虚拟电厂”场景下数字化系统完成闭环管理；动力电池相关企业已经走在了工业化4.0的最的重要组成。前端。资料来源：网络公开、中国政府网，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com动力电池面临的挑战新能源汽车动力电池产业发展将面临多重挑战：社会环境要求动力电池企业承担环保主题下更多的减碳责任；新冠疫情反复给产业链供给带来不确定性；矿产资源全球分布不均，供应量不稳定，对跨国运营、协作能力提出更高要求；中美贸易摩擦可能带来深远的不利影响；技术和产品方面，技术路线的选择影响动力电池企业的发展方向，甚至决定生死成败，产品质量或安全性问题会严重影响企业品牌形象和用户口碑。1.社会环境要求企业承担更多减碳责任2.新冠疫情反复给产业链供给带来的不确定3.矿产资源全球分布不均，供应量不稳定全球环境保护的大目标不会动摇，ESG管理体系寻新能源汽车动力电池产业供应链较长，因新冠疫情上游原材料的供应能力是动力电池企业必须面对的求建设绿色投资的评价制度，监督企业承担更多的导致的停工停产会影响动力电池的生产甚至整车的不确定性。有“锂”走遍天下，各类资本、企业都社会责任和实际减碳行动。碳核算体系是ESG体系制造。在投资锂、镍、钴等上游资源，通过结成伙伴、成中的一环，ESG也成为了企业投资发展的新路标。立合资公司等方式，保障供应链的稳定发展，但产能依然不足。4.中美贸易摩擦给中系电池企业出海带来挑5.动力电池非“标准品”，技术路线选择至关成败6.国内外市场对电池安全问题都有较高的标准近年美国新能源汽车渗透率低于欧洲、中国，但未电池技术更新迭代速度快，多样的化学材料并行研2022年4月美国通用召回约14万辆电动车，电池供来几年将迎来高增长；中美贸易摩擦给中系电池企发，电池设计与制造工艺创新层出不穷。市场要求应商LG新能源需承受约18亿美金的赔偿；此事件业在美国市场的发展带来挑战。企业不断加大研发力度，以创新驱动前进。如果路意味着相关企业在开拓全球市场时需持续关注产品线选择失误，研发跑偏，意味着投入的时间成本、安全问题，否则将承受品牌形象受损的风险。产能布局等将对企业带来巨大影响，甚至决定企业的生死成败。资料来源：公开资料，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com技术趋势：大圆柱4680电池深度影响产业链大圆柱4680动力电池依靠“无极耳”的创新性结构设计，有效的解决了发热的问题，使高镍低估或高镍无钴电池的量产成为可能。同时4680电池带来了一系列技术创新和延展，较高的一致性保证了高压充电的安全性，极高的标准化程度便于大批量生产，适配CTC技术和一体化压铸车身，整体大幅降低了制造成本。随着大圆柱4680动力电池的技术突破，展望未来5年，有望带动相关市场实现0到1到N的快速增长。最终4680将引领动力电池产业链整体向上，在部分性能指标上强化对传统燃油汽车动力系统的优势，预测到2025年圆柱形动力电池的市场份额将达到30%左右。产业链上游影响产业链下游影响技术无极耳(全极耳）高镍三元LiFSI中高端新能源汽车性能要求4680的核心技术之一，高镍三元合成过程工艺高镍4680电池对电解液电池电压越高，电机功率和驱动效率也越高，可实现整车高功颠覆传统设计思路，考复杂、管控严格，技术匹配性要求更高，热稳率、高扭矩，提升加速性能；预计搭载4680的新能源车型在中高端市场将更有竞争力。影响验力企和业规工模业化设生计产创实新力能；壁温垒结较构高易；坍阳塌离，子导遇致高稳定性更好的LiFSI作为电方向利好已布局该项技术的定性降低；无极耳技术解LiF质SI可的以研显发著门提槛升较性高能，；企业，研发和应用能力的出现推进高镍三元的差的企业将较难追赶。技术路线研发。需要企业提前布局。客户充电时间减半技术CTC硅基负极碳纳米管SOC从10-80%快充时长为15-20分钟，相较其它电池组加快一倍，有效提升客户充电效率。4680电池标准化程度高，优点是比容更高，成本4680对负极容量提出更还可以作为车身的结构低；缺点是膨胀率较高，高要求；利好充电桩企业件，非常利于电池与车导电性差，现阶段技术影响硅基负极对单壁碳纳米身的一体化设计；4680不够成熟稳定；4680对方向管有较强的需求，后者将促进CTC技术近年内体积膨胀率较高的硅基充电时充电桩需提供与电池相匹配的电压，目前市场上的充电能提高负极的导电性能迅速普及，成为新能源负极包容性较好，将提并抑制膨胀。系统普遍不适配800V高压充电车辆，产品需尽快迭代升级。汽车标配。升硅基负极需求量。资料来源：亿欧智库，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com技术趋势：钠离子电池将逐步抢占磷酸铁锂电池市场钠离子电池的应用范围丰富，从低端乘用车市场、商用车市场到储能都有量产化的相应场景。特别是钠离子电池在极寒地区具有耐低温的突出优势，是目前磷酸铁锂和三元锂电池技术短期无法弥补的短板。现阶段量产钠离子单体电芯能量密度已达到160Wh/kg，未来将逐渐接近磷酸铁锂电池，并抢占部分市场份额。钠离子电池产品发展钠离子电池的应用场景展望宁德时代钠离子电池替代A00级新能源极寒地区机动车新公共汽车、大巴或汽车磷酸铁锂电池能源化其它商用车的动力宁德时代发布的第一代钠离子电电池池具备高能量密度、高倍率充电、高热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势。电芯单体能量密度达160Wh/kg，常温下充电15分钟电量可达80%以上，-20°C低温环境中也拥有90%以上的放电保持率。预计2023年形成基本产业链。宁德时代AB电池储能电站和虚拟电住宅区、商业楼宇、电动船舶厂数据存储的应急电AB电池系统解决方案：将不同材料能体系的电池按一定比例进行混搭，集成到同一个电池系统里，通过BMS精钠离子电池处于技术发展的初级阶段，随着研发水平的提高，未来将极准算法进行不同电池体系的均衡控制，有机会应用在入门级乘用车市场，进一步降低新能源汽车购买门槛。在实现不同材料体系电池间的取长补短。极寒地区有望快速替代磷酸铁锂动力电池的市场份额，使新能源汽车不如锂钠电池，既弥补了钠离子电池在再畏惧寒冬。同时，钠离子的成本优势有助于其应用在对电池容量有大现阶段的能量密度短板，也发挥出了规模需求的场景，如商用车、储能、备用电源甚至电动船舶上。它高功率、低温性能好的优势。资料来源：宁德时代官网，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com技术趋势：半固态即将量产仅从技术属性的优势判断，固态电池有望彻底解决动力电池安全问题。但是高成本、高研发要求限制了固态电池在2030年前很难实现批量装车。作为液态电解质到固态电解质的过渡技术，折中方案是半固态电池，其继承了固态电池的部分优点，预计最早2023年可批量搭载于乘用车。动力电池安全问题是市场关注的重点话题，相关法规要求也更加严格。大部分车企对电池安全技术的设计方向是“不起火、不爆炸”。近期安全改进的两条路线为LiFSI逐步替代LiPF6成为电解液主要材料，高镍三元复配磷酸锰铁锂(LMFP)成为正极新型材料。结构、隔热材料的改进也帮助进一步提升电池安全性能。固态电池优劣势半固态、固态电池应用时间预测1、能量密度高：不必使用嵌锂的石墨负极2023-2029年2030年起半固态电解质固态电解质2、安全性好：耐高温，无副化学反应现状优势液态电解质3、体积小：小型化、薄膜化、轻量化4、寿命长：充放电无界面膜和锂枝晶现象固态电池与目前主流的锂离子电池最大的不同在于电解质，固态电池使用固体电解质，替代了传统锂离子电池的电解液；半固态电池属于过渡性技术，电解质部分为固态，部劣势成本极高、研发要求极高(固-固界面阻抗过）分为液态。资料来源：亿欧智库，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com产业链变革趋势高比能和高安全两项关键技术对锂离子动力电池发展来说都是必不可少的，高比能电池需要高安全技术的支持，高安全电池比能不能低于市场需求，两者的螺旋式上升发展离不开彼此的共同进步。同时，成本因素也是整个产业链发展关注的重点。细分技术方面，高镍、无钴化正极需要新型粘合剂材料补齐发热的短板，硅碳化负极需要碳纳米管提升导电性，大圆柱体形状电池在成本、效率等方面挑战方形硬壳电池的市场地位。其它新型技术也围绕在减轻车辆底盘重量、增加车身强度，增加电池容量和耐热性等方面进行系统化设计和提升。高高镍、无钴化正极硅碳化负极电池设计突破比技镍含量越高，电芯比能越高，电池发热量越大；石墨负极能量密度即将达到上限，无发展潜质；方形硬壳为锂电池的主流类型，加长、减薄为高能量负极硅碳化是提高负极能量密度的有效手段；密度的设计发展思路；能术高热量高温导致结构不稳定，对强化结构稳定作用的硅碳负极导电性相对较差，需要添加新型材料提升导圆柱形电池目前市场占比较小，但产线投资较低，自产特钴的需求也越大，但钴昂贵且不环保；电性。动化效率高，技术标准化程度高。业点对粘结剂有更高性能的需求。理论上硅的成本比石墨成本更低，但硅碳研发难度高，方形硬壳锂电池的市场地位受大圆柱型的挑战，需要长期利好硅碳负极；企业战略预判；链预计到2025年硅碳负极需求量将超10万吨。4680大圆柱形电池将陆续替代1865和2170，到2025变变镍矿、锰矿需求增大，产业链整体受益；年市占率预计将达到30%。化化钴矿需求量减少，逐渐边缘化；趋趋对粘结剂的技术要求和产能要求进一步提升，粘结剂势势相关企业受益。锂电池粘结剂碳纳米管其它高PVDF由外企主导，国内企业产能较少，且性能与进口相比存在差距；安技单碳纳米管是单层石墨烯的卷状结构、具有高柔韧性、CTPLiPF6LFP干法隔膜R142b是PVDF重要的原材料，因环评制约，产量受高导电性和耐高温性；全术严格控制；碳纳米管行业特点：技术密集型，高集中度迭代快，产特水系粘接剂可缓解硅基负极体积膨胀，改善电池循环龙头企业优势大；寿命。业点缺点：成本高，易吸附污染物。链CTCLiFSILMFP湿法隔膜变化变电池级PVDF材料技术壁垒高，扩产周期需要2-3年；碳纳米管用量的提升，可以有效弥补硅碳负极导电性趋化随着碳硅负极的发展，水系粘接剂（PAA、SBR）占差的弱点；势趋比有望提升；材料使用需要无尘环境，对场地、设备要求高；无热扩散技术半固态固态电解质势无环保问题的粘接剂更有发展空间。行业长期利好碳纳米管相关企业。发现报告整理制作资料来源：亿欧智库，发现报告整理fxbaogao.com企业发展趋势车企与动力电池企业关系演化将经历独立外采、外采合资并重与发力自研三个阶段。中短期内车企以合资、投资的方式与动力电池企业合作、采购动力电池；长期看车企将发力自研、自产动力电池，以达到掌握核心技术的目的，消化吸收动力电池技术对彰显车企品牌形象和提升综合竞争力至关重要。同时日趋白热化的市场竞争也激励着动力电池企业寻求差异化的运营机会：与车企战略结盟，深度融入车企的电池自研和核心供应链，甚至成为子品牌；集中资源投入到专精动力电池技术赛道，打造技术护城河；深度参与数字化改革，提升运营能力或转型成为动力电池回收再利用生态循环的玩家；拓展新需求，挖掘商用车市场的应用场景，提前布局市场规模潜力巨大的储能市场，做现代能源体系的基石。动力电池企业的差异化运营1.与车企深度合作2.技术专精，打造产研护城河面对车企对动力电池核心技术的渴求，动力电池企业深度绑定与某家部分动力电池企业缺乏头部玩家的资金实力，较难在产业链上下游都或多家车企的供需关系，将扩充产能提前预定给相关车企；进行广泛的投资与布局，也较难在多种电池技术赛道投入研发预算；动力电池企业在扩大自身供货影响力的同时，积极投入研发，最终与因此，上述企业集中战略力量和有限资源，投入到专精技术的研发上，车企的动力电池自研体系、生产供应链深度融合；从外采到合资再到打造基于技术能力的护城河；如专注投入到磷酸铁锂电池、钠离子电自研，最终动力电池企业成为车企的Tier1或子品牌。池或新型大圆柱电池的生产和研发上。3.运营能力升级与数字化服务转型4.布局新场景，需求端拓展、转向电池生产即将进入TWh时代，规模化的生产要求投入更多的运营精力。动力电池的需求端不局限于乘用车，在卡车、客车、环卫车、特种施动力电池企业启动数字化运营管理升级，极大提高生产效率和人员管工车、城市物流车等商用车领域，动力电池都有广阔的应用场景，动理效率；精细化运营能力就是企业未来的竞争力；力电池企业正在长期拓展新需求领域；动力电池企业通过数字化转型，尝试成为电池回收-电池梯级利用-资未来储能市场潜力巨大，市场规模比肩新能源汽车动力电池；电池企源再利用产业链的数字化服务商，将电池技术方面积累的经验，运用业正在联合风力、光伏、水力发电等能源企业，打造“智能电网”，到电池循环生态。争做现代能源体系基石。资料来源：亿欧智库，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com电池回收前景广阔由于我国镍、钴、锂等原生矿产资源相对稀缺，电池需求拉升下镍、钴、锂等金属价格高企，回收蕴含巨大经济价值，因此锂电回收不仅符合减污降碳的政策方向，也是实现能源革命的必要条件。锂电回收可分为梯次利用与资源再生两大环节，目前国内再生利用已形成“湿法为主”的成熟工艺路线。经国盛证券测算，2022年我国动力电池回收实际市场规模约为146亿元，2025年理论可达595亿元，至2030年理论可达1406亿元；2022年锂电回收整体市场规模约为314亿元，至2025年理论可达1264亿元，至2030年理论可达2351亿元。锂资源回收再造循环锂盐再制造资源回收前驱体材料再制造一次的动力电池锂资源回收利用产业链涉及：锂矿开采--锂盐制造--电池报废动力电池生前驱体等材料制造--电池设计--电池制造--新能源汽车制造--汽车消产制造费--废旧电池收集--电池运输、评价--电池梯级利用--报废回收；二次（多次）的动力电池锂资源回收利用产业链涉及：废旧电池报废回收--锂盐再制造--前驱体等材料再制造--电芯再制造--电芯再使用(汽车、储能等)--废旧电池收集--电池运输、评价--梯级利用--再次回收。梯级循环利动力电池装用车使用拆解重组资料来源：公开资料，发现报告整理发现报告整理制作fxbaogao.com