1©2022LeadLeowww.leadleo.com报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。头豹研究院2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪2021PowerBatteryIndustryPanoramaInsight2021年、パワー・バッテリー産業に参入头豹研究院·双碳研究团队科技赋能产业革新www.leadleo.com400-072-5588碳中和系列研究报告2022/032ü动力电池受到新能源汽车的风口影响，其市场规模在近年来高速增长动力电池的市场规模从2016年的256.2亿元增长至2020年的709.9亿元，增长率达29%。随着中国新能源汽车利好政策的持续推动、相关技术的进步、消费者习惯的改变、配套设施完善等，中国新能源汽车市场快速发展，从而带动了动力电池市场的迅猛发展。预计到2025年动力电池的市场规模将达到3,073.8亿元。ü钠离子有望在未来取代磷酸铁锂和三元电池，成为动力电池上游主要供应材料宁德时代于7月29日召开了钠离子电池发布会。宁德时代开发的第一代钠离子电池，电芯单体能量密度已经达到了160Wh/kg，为目前全球最高水平。在常温下充电15分钟，电量可达80%。而在零下20°C低温的环境下，仍然有90%以上的放电保持率，同时在系统集成效率方面，也可以达到80%以上。宁德时代表示，已经开始钠离子电池的产业化布局，计划于2023年形成基本产业链。随着碳酸锂价格的上升，人们把目光纷纷投入成本更低、资源更丰富.的钠离子电池，钠离子电池未来发展可期。自“863”项目提出以来，中国动力电池行业的研究和商业化便进入了高速发展阶段。2009年，中国正式提出“十城千辆”政策，显著加速了新能源汽车的示范应用。而随着比亚迪、宁德时代等锂电池生产商的崛起以及下游新能源整车制造市场的繁荣，中国新能源汽车行业逐步摆脱了早期由政府补贴为主的政策驱动阶段，转而进入了市场化的商业阶段，迎来了黄金发展时期。动力电池作为新能源汽车重要技术产品之一，在碳达峰、碳中和双碳政策驱动下，未来的发展潜力十足，空间广阔。本报告系头豹研究院最新研究成果，旨在从动力电池的生产环节和政策、产业链、竞争格局等维度全面分析解读动力电池产业的发展现状、机遇、痛点与挑战，力争让读者更充分地了解动力电池产业和行业增长背后的逻辑与机遇。观点摘要3©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588开篇动力电池简介4©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池的组成部分动力电池主要由四部分组成，分别为正极材料，负极材料，电解液、以及以PVDF为主要材料的隔膜。其中正极材料是动力电池成本占比最高的部分，高达45%来源：GGII、中国汽车动力电池产业创新联盟、头豹研究院动力电池的主要组成产业链上游正极材料负极材料45%26%15%15%三元材料磷酸铁锂钴酸锂锰酸锂9%8%8%6%6%6%6%5%5%5%36%德方纳米容百科技贝特瑞国轩高科天津巴莫湖南裕能长远锂科湖北万瑞当升科技杉杉股份其他正极材料市场占比，2020年正极材料市场份额，2020年单位：[百分比]单位：[百分比]21%17%16%13%7%6%5%2%2%11%贝特瑞江西紫宸杉杉股份东莞凯金中科星城石家庄尚太翔丰华江西正拓瑞福特其他负极材料市场份额，2020年单位：[百分比]84%16%人造石墨天然石墨负极材料市场占比，2020年单位：[百分比]中国电解液市场规模，2020年电解液头部企业竞争格局，2020年单位：[亿元]中国PVDF（锂电领域）市场规模，2020年单位：[亿元]65.171.0144.6256.3050100150200250300201820202022E2024ECR4=66%寡占III型市场（中高度垄断）0.30.40.40.51.01.21.51.82.22.70.00.51.01.52.02.53.0201720182019202020212022E2023E2024E2025E2026EPVDF隔膜电解液完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》5©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池市场概述中国新能源汽车市场井喷式的爆发带动了动力电池市场的迅猛发展。动力电池的市场规模预计将在2025年达到3,073.8亿元。下游需求的迅速上涨导致上游原材料出现供不应求状况来源：GGII、中国汽车动力电池产业创新联盟、头豹研究院动力电池市场概述256.2405.7650.5617.8709.91,035.81,446.21,903.92,563.23,073.805001,0001,5002,0002,5003,0003,5002016201720182019202020212022202320242025中国动力电池市场规模，2016-2025E单位【亿元】n正极材料是动力电池成本占比最高的原材料，其占总成本的比例高达45%动力电池的原材料主要由正极、负极、隔膜、电解液等构成。按成本占比划分，正极材料是动力电池成本占比最高的原材料，其占总成本的比例高达45%。负极、隔膜、电解液均占总成本比例的10%。锂电池的正极材料主要有五种，包含钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂以及磷酸铁锂。n下游新能源汽车需求激增，导致上游原材料呈现供不应求、价格上涨局面随着新能源汽车行业的迅速发展，中国动力电池行业进入高速发展期。中国动力电池产量从2016年的30.5GWh增长到2020年的83.4GWh。随着下游需求市场的显著回暖，中上游材料出现了不同程度的价格上涨和短缺，多数材料处于紧中不足的供应状态。例如锂电池最核心的上游原材料锂资源，由于行业属性导致开采周期漫长，目前计划新增的产能预计短期难以投入使用，因此对下游影响较大。除此之外，电解液同样面临着供不应求的局面，平均价格由年初的3-4万元/吨上升至9-10万元/吨。其中溶质材料六氟磷酸锂涨价态势十分迅猛，由2020年8月的6.95万元/吨提升至2021年9月的43.5万元/吨。EEEEE完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风浪》6©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588环节一正极材料7©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池正极材料——定义及分类n正极材料是动力电池成本占比最高的原材料，其占总成本的比例高达45%。对比钴酸锂和锰酸锂，磷酸铁锂和三元锂在性能、寿命、安全性等方面具备综合优势，应用更广泛动力电池的原材料主要由正极、负极、隔膜、电解液等构成。按成本占比划分，正极材料是动力电池成本占比最高的原材料，其占总成本的比例高达45%。负极、隔膜、电解液均占总成本比例的10%。主流的正极材料包括磷酸铁锂、三元锂、钴酸锂、锰酸锂等：1）对比钴酸锂和锰酸锂，磷酸铁锂和三元锂在性能、寿命、安全性等方面具备综合优势，因此被广泛用于汽车和储能等领域，是当前新能源汽车动力电池的主流正极材料。2）钴酸锂的技术工艺较为成熟，是传统3C数码产品电。池的主要正极材料，由于钴金属的价格高昂导致钴酸锂成本显著高于其他正极材料。3）锰酸锂的制备工艺相对简单且原材料锰资源丰富，因此锰酸锂是成本低廉的正极材料，但由于锰酸锂比容量低、循环寿命较短，因此常被用于低端3C数码产品和电动工具等。正极材料是动力电池成本占比最高的原材料，其占总成本的比例高达45%。对比钴酸锂和锰酸锂，磷酸铁锂和三元锂在性能、寿命、安全性等方面具备综合优势，应用更广泛来源：OFweek锂电网，头豹研究院磷酸铁锂三元锂钴酸锂锰酸锂比容量（mAh/g）130-140150-220140-150100-120循环性能（次）4,000-6,0002,000-3,000500-2,000600-1,000安全性好较好较差较好优点•安全性高•循环寿命长•成本低•能量密度高•倍率性能好•技术成熟•生产工艺简单•电池能量密度高•资源丰富•成本低•无污染缺点•能量密度低•低温性能差•安全性低•循环寿命短•成本高•成本高•安全性能低•对环境有污染•电池能量密度低•储存性能较差•高温性能较差应用领域适用于新能源纯电动客车和储能适用于新能源纯电动乘用车、各类3C数码产品3C数码产品（中小型号电芯）低端3C数码产品、混合动力客车、插电式混合动力客车等45%10%10%10%25%正极负极隔膜电解液其他各类锂电池正极材料性能对比，2020动力电池成本构成，2020单位：[百分比]8©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池正极材料产业链上游——三元（2/4）n三元正极材料的发展趋势为高镍化，因为高镍材料可以有效解决新能源汽车的里程问题NCM是指正极材料由镍钴锰由一定比例组合而成，NCA的正极材料是由镍钴铝构成。NCM材料根据镍、钴、锰比例不同可分为NCM333、NCM523、NCM622、NCM811四种型号。由于钴材料储量及产量稀少且价格昂贵，三元正极材料会通过提高增加镍的使用以减少对钴材料的依赖。高镍材料能量密度高，能有效解决新能源汽车的里程问题。就电池能量密度方面，NCA＞NCM811＞NCM622＞NCM523。在2020年，5系高镍三元材料以54.1%的比例位居三元正极材料的首位，同比2019年的61.5%，其占比下降了7.4%。紧随其后的是8系和6系。8系的占比从2019年的11%上升至2020年的21.4%，其增长速度是所有三元正极材料中最快的，其增长率达95%，NCM811材料对比3系、5系、6系而言，能力密度更接近300Wh/kg，应用于新能源汽车上可帮助其达到更高的续航。6系也从2019年的18.5%上升至2020年的19.1%。通过三元正极材料占比可看出，三元正极材料向高镍化发展。由于钴材料储量及产量稀少且价格昂贵，同时高镍材料能量密度高，能有效解决新能源汽车的里程问题。三元正极材料正在向高镍化发展来源：头豹研究院NCANCM333NCM523NCM622NCM811镍元素质量占比51.3%20.5%30.8%37.3%50.7%质量比能量密度（Wh/kg）＞200150165180＞200安全性一般良好较好较好一般单位成本低高低中低优点比容量高倍率性能好安全性好倍率性能好综合性能好比容量较高比容量高循环寿命高缺点技术工艺难度高成本高能量密度低能量密度低成本较高技术工艺难度高4.2%54.1%19.1%21.4%1.2%3系5系6系8系NCA型三元正极材料种类及特点三元正极材料上游成本，2020单位：[百分比]9©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池正极材料产业链上游——磷酸铁锂（3/4）n在2020年，德方纳米以21%的比例位居中国磷酸铁锂正极材料市场的首位。在未来，中国磷酸铁锂正极材料市场将形成以技术、产业链上下游资源为主导的良性竞争局面，市场将逐渐向具备技术和产业链资源优势的头部企业集中在2020年，德方纳米以21%的比例位居中国磷酸铁锂正极材料市场的首位，紧随其后的是贝特瑞和裕能新能源，占比分别为13.5%和13%。从产能上来看，大部分磷酸铁锂正极企业的产能在2020年有小幅上涨，如德方纳米从2019年的2.5万吨增长至2020年的4万吨。部分磷酸铁锂正极企业在2020年维持原有产能，如比亚迪、北大先行等。中国磷酸铁锂正极材料在2020年CR5的市场份额为69%，在未来，中国磷酸铁锂正极材料市场将形成以技术、产业链上下游资源为主导的良性竞争局面，市场将逐渐向具备技术和产业链资源优势的头部企业集中：1）磷酸铁锂整体制备技术成熟且当前技术改进都集中于提高效率方面，由于头部企业具备一定成本和技术优势，因此在未来头部企业的市场占比会进一步提高；2)随着磷酸铁锂正极行业竞争加剧后，目前磷酸铁锂市场低水平竞争情况减少，缺乏核心竞争力的中小企业逐渐退出市场，而掌握前驱体核心制备技术的上游原材料供应商和产业链整合能力的下游锂电池制造商有序地布局中游磷酸铁锂正极材料制备环节。在未来，中国磷酸铁锂正极材料市场将形成以技术、产业链上下游资源为主导的良性竞争格局，市场将逐渐向具备技术和产业链资源优势的头部企业集中。在2020年，德方纳米以21%的比例位居中国磷酸铁锂正极材料市场的首位。在未来，磷酸铁锂正极市场将逐渐向具备技术和产业链资源优势的头部企业集中来源：公司公告，头豹研究院单位：[百分比]2019年2020年德方纳米2.5万吨4.0万吨贝特瑞2.7万吨3.0万吨裕能新能源2.0万吨3.0万吨国轩高科2.6万吨2.6万吨万润新能源2.0万吨3.0万吨比亚迪1.5万吨1.5万吨北大先行1.5万吨1.5万吨21.0%13.5%13.0%12.5%9.0%8.0%6.0%17.0%德方纳米贝特瑞裕能新能源国轩高科万润新能源比亚迪北大先行其他中国磷酸铁锂正极材料市场份额，2020中国主要磷酸铁锂正极企业产能，2019-2020完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》10©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池正极材料产业链下游——新能源汽车n预计中国新能源汽车销量将从2020年的136.7万辆增长至2025年的600万辆，年复合增长率达31.6%。在未来，得益于新能源汽车市场的扩大将推动动力电池正极材料市场规模的进一步增长新能源汽车按驱动汽车行驶的技术原理不同，可分为纯电动汽车（BEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）和燃料汽车（FCEV）。受益于汽车产业低碳化、智能化、信息化发展，政府对新能源汽车政策扶持力度大、资本对新能源汽车重视程度高等，中国新能源汽车销量从2016年的50.7万辆增长至2020年的136.7万辆，年复合增长率达42.6%。在未来，在坚持新能源汽车是中国国家发展战略，长期政策扶持导向不变的背景下，叠加新能源汽车性能不断优化和性价比提升、人民群众对新能源汽车接受程度与环保意识提高带动新能源汽车主动消费需求增长等，中国新能源汽车销量将快速提升。预计中国新能源汽车销量将从2020年的136.7万辆增长至2025年的600万辆，年复合增长率达31.6%。随着产业链下游新能源汽车的快速发展和市场规模的扩大将推动产业链中游动力电池行业的市场规模进一步增长，中游动力电池行业的增长将增加对正极材料的需求，在未来，得益于新能源汽车市场的扩大将推动动力电池正极材料市场规模的进一步增长。在未来，得益于新能源汽车市场的扩大将推动动力电池行业市场规模增长，动力电池行业增长将增加对正极材料的需求，从而带动动力电池正极材料市场规模的进一步增长来源：GGII，头豹研究院单位：[万辆]50.777.7125.6120.6136.7200.0280.0369.6499.0600.00100200300400500600700201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025E中国新能源汽车销量，2016-2025ECAGR:28.3%完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》11©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池正极材料——政策影响n在2020年之后中国政府对新能源汽车的补贴仍持续退坡，但全球其他国家对于新能源汽车的补贴政策力度大，因此，中国动力电池和正极材料行业未来主要的增长空间集中在海外尽管疫情前，新能源汽车补贴开始退坡，但在疫情后中国延长了新能源汽车的补贴力度，将新能源车补贴延长两年至2022年底；原则上2020-2022年间在前一年基础上退坡10%、20%；公共交通领域2020年不退坡，2021-2022分别在前一年基础上退坡10%、20%。总体来看，在2020年之后中国政府对新能源汽车的补贴仍持续退坡，这将导致新能源汽车和动力电池行业重视降本，从而加大对产业链上游正极材料的议价。尽管中国的新能源汽车的补贴退坡，但是全球其他国家对于新能源汽车的补贴政策力度大，以美国为例，拜登政府称2026年美国汽车市场电动化率25％。为实现此目标，联邦政府计划斥资200亿美金将当前政府车队全面电动化，并计划重新审议燃油经济性标准和恢复全额电动汽车税收抵免，或恢复购车最高7500美元个税返还补贴等刺激政策。因此，中国动力电池和正极材料行业未来主要的增长空间和机会集中在海外。在2020年之后中国政府对新能源汽车的补贴仍持续退坡，但全球其他国家对于新能源汽车的补贴政策力度大，因此中国动力电池和正极材料行业未来主要的增长空间和机会在海外来源：GGII，头豹研究院政策名称颁布日期颁布主体主要内容及影响《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》2020.04财政部、工信部、科技部和发展改革委Ø将新能源车补贴延长两年至2022年底；原则上2020-2022年间在前一年基础上退坡10%、20%；公共交通领域2020年不退坡，2021-2022分别在前一年基础上退坡10%、20%《关于加快建立绿色生产和消费法规政策体系的意见》2020.03发改委，司法部Ø建立完善节能家电、高效照明产品、节水器具、绿色建材等绿色产品和新能源汽车推广机制，有条件的地方对消费者购置节能型家电产品、节能新能源汽车、节水器具等给予适当支持《推动重点消费品更新升级畅通资源循环利用实施方案（2019-2020年）》2019.06国家发改委等部门Ø明确指出各地不得对新能源汽车实行限行、限购，已实行的应当取消。鼓励地方对无车家庭购置首辆家用新能源汽车给予支持。《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》2019.03财政部工业和信息化部科技部发展改革委Ø优化指标，“扶优扶强”；完善补贴，分阶段释放；完善制度，提高效益；营造环境，促进消费；强化监管，确保安全。国家政策内容韩国计划将电动汽车、氢燃料汽车购买补贴从6万辆扩大到9.4万辆；国家、地方分别予以购车补贴；对电动车最高可达1820万韩元，电动摩托车330万韩元法国投入80亿欧元振兴汽车产业，电动汽车的购车补贴由过去的6000欧增加至7000欧(燃油车补贴3000欧)，以鼓励公民购买电动汽车美国2026年美国汽车市场电动化率25％。为实现此目标，联邦政府计划斥资200亿美金将当前政府车队全面电动化，并计划重新审议燃油经济性标准和恢复全额电动汽车税收抵免，或恢复购车最高7500美元个税返还补贴等刺激政策日本在战略规划方面，日本经济产业省2010年发布《新一代汽车战略2010》，支持新一代汽车(BEV/PHEV/HEV/FCV和清洁柴油汽车等)推广普及，提出到2030年混合动力汽车新车销售占总销量的比重为30%～40%、纯电动汽车和插电式混合动力汽车占比为20%～30%、燃料电池汽车占比为3%、清洁柴油车占比为5%～10%英国在战略规划方面，英国政府分别于2013年和2015年发布《超低排放汽车发展战略》和《2015年至2020年英国超低排放汽车投资计划》，提出力争到2050年实现全面电动化中国新能源汽车相关政策，2019-2020全球各国对电动车的政策，202012©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588环节二负极材料13©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池负极材料——定义及分类负极材料动力电池的核心原材料之一，负极材料可分为碳材料及非碳材料，石墨类碳材料以价格便宜且各项技术指标较为均衡的优势成为中国锂离子电池负极材料的主流材料来源：头豹研究院动力电池成本构成，2020n锂离子电池负极材料可分为碳材料和非碳材料。碳材料包含石墨类碳材料和无定形碳材料。石墨类碳材料又可分为天然石墨、人造石墨和改性石墨。石墨类碳材料以价格便宜且各项技术指标较为均衡的优势成为中国锂离子电池负极材料的主流材料。n在2020年，中国石墨负极材料出货量为46万吨，海外出货量为8万吨，全球合计出货量为54万吨。负极材料碳材料非碳材料无定形碳硅基材料石墨类碳材料钛基材料锡基材料氮化物人造石墨焦炭天然石墨软碳硬碳改性石墨碳纤维PAS中间相碳位球环氧树脂酚醛树脂商业化主流单位：[百分比]45%10%10%10%25%正极负极隔膜电解液其他n动力电池的原材料主要由正极、负极、隔膜、电解液等原材料构成。n按成本占比划分，正极材料是动力电池成本占比最高的原材料，其占总成本的比例高达45%。负极、隔膜、电解液均占总成本比例的10%。动力电池成本构成，202014©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池负极材料——各类负极材料对比天然石墨和人造石墨在电池比容量、首次效率、循环寿命等方面具备综合优势，同时原材料来源广泛、价格便宜，是目前主流锂电池负极材料来源：头豹研究院各类负极材料性能对比天然石墨人造石墨中间相碳微球石墨烯硅碳复合材料钛酸锂比容量（mAh/g）340-370310-360300-340400-6004200150-175首次效率90%93%94%30%84%-循环寿命＞1,000＞1,500＞1,00010300-500＞30,000工作电压0.2V0.2V0.2V0.5V0.3-0.5V1.5V快充性能一般一般一般差好好安全性良好良好良好良好差好优点q技术及配套工艺成熟q成本低q技术及配套工艺成熟q循环性能好q倍率性能好q循环性能好q充电速度快q可提高锂电池负载能力q理论的比能量高q高低温性能优异q循环性能相对优异缺点q比能量已达到极限q安全性较差q比能量低q倍率性能差q比能量低q安全性能相对较差q技术及配套技术不成熟q成本高q成本高q导电率低q成本高q能量密度低n石墨材料分类中的天然石墨和人造石墨负极材料具备电导率高、锂离子扩散系数大、嵌锂容量高和嵌锂电位低等特点，相比其他类型锂电池负极材料应用，天然石墨和人造石墨在电池比容量、首次效率、循环寿命、安全性等方面具备综合优势，且原材料来源广泛、价格便宜，是目前主流的锂电池负极材料。n天然石墨负极材料大多被应用于中低端消费电池市场，人造石墨负极材料的下游应用集中于大部分动力电池和部分中高端消费电池。n硅碳复合材料除循环寿命和安全性较差外，其比容量远高于其他负极材料，且其快充性能好，因此硅碳复合材料成为电池生产企业重点关注和研究的对象。完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》15©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池负极材料产业链上游——主要成本构成天然石墨的主要成本为原材料，直接原材料供应商对中游企业的议价能力较弱；人造石墨的主要成本为石墨加工费和材料，由于石墨化加工产能受限，导致加工费不断提高来源：翔丰华招股书，头豹研究院天然石墨成本构成，2020人造石墨成本构成，202081%7%7%4%1%0%20%40%60%80%100%直接材料碳化加工费制造费用直接人工碳化运费单位：[百分比]n直接材料成本以81%的比例位居天然石墨成本构成的首位。天然石墨负极材料的直接原材料主要采用天然鳞片晶质石墨，经过粉碎、球化、分级、纯化、表面处理等工序制成的球形石墨。总体来看，天然石墨材料行业发展较为成熟，天然石墨市场价格较为稳定，天然石墨材料供应商对中游天然石墨负极材料企业的议价能力较弱。n碳化加工费及制造费用以7%的比例位居天然石墨成本的第二位。天然石墨负极材料所需的生产设备主要有球磨机、反应釜和粉碎机等设备。49%43%4%3%1%0%10%20%30%40%50%60%石墨化加工费直接材料制造费用直接人工石墨化运费n石墨化加工费以49%的比例位居人造石墨成本的首位。石墨化是人造石墨负极材料制备过程中的关键环节，主要作用为改变人造石墨中碳原子的排列结构，从而提高人造石墨的导电性、耐腐蚀性等各项性能。n由于石墨化工序耗能高、污染大，人造石墨负极企业一般采取外协方式，委托炭素厂完成石墨化加工。近几年受到环保监管的影响，石墨化加工产能受到限制，加工费不断提高，导致人造石墨负极材料企业生产成本持续上升。完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》16©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池负极材料——发展趋势比容量高的硅基复合材料和锂合金/石墨烯将是负极材料未来的发展趋势，其中SiOx(0<x≤2)基复合材料氧化亚硅具有膨胀小、循环寿命好的特点，是短期实现商业化最有潜力的选择来源：头豹研究院动力电池负极材料发展趋势趋势一：硅基材料纳米化合金化多孔化碳复合•利用不同制备方法获得不同维度、形貌各异的纳米硅材料，可减小嵌脱锂过程的体积膨胀，改善负极材料的电化学循环稳定性•硅基材料中引入金属元素，能设计提高硅基材料的导电性和循环性能•为今后的一个研究热点•增加硅主体与电解液接触的比表面积，提高锂离子输运效率，增强导电性•能为硅在充放电过程中可能存在的体积膨胀预留空间，减少体积效应•硅颗粒作为活性物质提供储锂容量•碳能缓冲充放电过程中硅负极的体积变化，改善硅材料的导电性趋势二：锂合金/石墨烯•金属氧化物具有较高的储锂容量•锂合金材料能有效应对脱嵌锂过程中的体积变化•包覆的石墨烯起到疏水隔气作用，空气稳定性好•石墨烯抑制锂硫电池中正极的硫活性物质与负极反应，降低损耗，保持电池容量•主要应用：为石墨烯金属氧化物，其具备能量密度高、循环性能好、安全性好、生产成本低的特点硅碳复合材料SiOx(0<x≤2)基复合材料•以纳米硅为原材料，表面包覆碳层的结构，硅材料粒径为30~200nm，碳层多采用沥青高温碳化处理后形成软碳，单体容量一般为400~2000mAh/g•成本较低，首效较高，但电池膨胀较大，长期循环稳定性较差•最先进入商业化的硅基材料•主要应用：为纳米硅碳，特点为首次效率高和比容量高，但存在体积膨胀大、循环寿命低的问题•采用化学气相沉积法将2~10nm的硅颗粒均匀分布在SiO2的基质中，单体容量一般为1300~1700mAh/g•由于硅材料颗粒更小、分散更加均匀且材料结构致密稳定，膨胀较低，拥有非常好的长循环稳定性•SiO2首周与锂发生不可逆反应，首效一般较低，且成本较高，一定程度限制其在全电池中的使用•目前为短期可实现商业化最有潜力的选择•主要应用：为氧化亚硅，具备体积膨胀小，循环寿命好的特点，但存在首次效率低、成本较高的问题n随着人们对锂离子电池能量密度的追求越来越高，硅基复合材料和锂合金/石墨烯将是负极材料未来的发展趋势。硅基材料具有储量丰富、价格便宜的特点，且理论比容量高达4200mAh/g（现阶段商业化石墨负极材料已接近其理论比容量（372mAh/g）），但硅材料在嵌脱锂循环过程中具有严重的体积膨胀和收缩，硅基复合材料能较好改善这一问题，加工成本高是限制其应用的主要原因。n未来高比容量硅基材料选择和结构设计的两个主要发展方向是硅碳复合材料和SiOx(0<x≤2)基复合材料，其主要应用分别为纳米硅碳和氧化亚硅，其中氧化亚硅具有体积膨胀小、循环寿命好的特点，是短期可实现商业化最有潜力的选择。锂合金/石墨烯理论比容量接近3860mAh/g，且循环性、安全性较好，生产成本较低，为较为理想的负极材料，目前尚处于小规模生产阶段。17©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池负极材料——竞争格局负极材料行业集中度高，整体产能充足，进入壁垒较高，供应体系稳定，整体“马太效应”凸显，在新进入者有望增多的情形下，企业整体面临较大的竞争压力来源：各公司公告，恒大研究院，产业信息网，头豹研究院编辑整理动力电池负极材料行业竞争格局（按出货量），2020动力电池负极材料行业主要厂商竞争格局，202022%18%17%14%7%22%贝特瑞江西紫宸杉杉股份凯金能源中科星城其他n负极材料行业进入壁垒相对较高，是典型的重资产行业，资金壁垒高，所需固定资产投资额大，固定资产周转率小于2，技术壁垒高，关键制备步骤多。n国内负极材料行业集中度较高，主要供应商CR4超过70%，前四大厂商市占率均超过10%，领先优势明显。2020年头部企业市占率略微下降，由2019年的74.1%下降至2020年的71%，行业竞争加剧。福鞍碳材料、湖北宝乾、金泰能等企业相继宣布投资或开工负极材料项目，在新进入者有望增多的情形下，企业整体面临较大的竞争压力。梯队划分厂商名称2020年产能（万吨）未来扩产计划（万吨）第一梯队（以2020年产能为基准，产能大于8万吨）贝特瑞1127杉杉股份1226江西紫宸820第二梯队（以2020年产能为基准，产能在4-8万吨）凯金能源720璞泰来510中科星城4.55深圳斯诺44第三梯队（以2020年产能为基准，产能小于4万吨）翔丰华36中科电气2.23.5正拓能源1.32.4合计58123.9n2020年主要负极材料厂商产能合计约58万吨，行业产量为36.5万吨，产能充足，未来扩产计划超100万吨，能满足迅速增长的下游需求。行业第一梯队为天然石墨龙头贝特瑞及人造石墨双寡头杉杉股份和江西紫宸，产能均大于8万吨；凯金能源以低端产品为主，客户结构单一，未来加快扩张计划，产能维度有望迈入第一梯队。n重资产行业的巨额开支阻碍部分竞争对手进入，现有企业中江西紫宸、杉杉股份、凯金能源、中科电器等都在加紧部署负极材料产能并提高设备利用率；整车厂选择动力电池厂商需经过2-3年的遴选过程，一旦纳入供应体系较难轻易更换，行业领先者的优势将得到进一步巩固，行业整体“马太效应”凸显。完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》18©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588环节三电解液19©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池电解液——定义与分类动力电池电解液由电解质锂盐、溶剂和添加剂组成。不同的电解液在性能和属性上具有一定差异，是由合成配方的不同决定电解液主要构成来源：国信证券，头豹研究院电解液电解质锂盐溶剂添加剂六氟磷酸锂其他盐环状碳酸酯类醚类有机溶剂成膜添加剂电解液稳定剂阻燃添加剂过充添加剂链状碳酸酯类10%-12%80%-85%3%-5%备注：代表所指代材料占电解液的质量比例n电解液是动力电池不可或缺的重要组成动力电池的组成包括了正极材料、负极材料、隔膜、电解液等。其中电解液作为电池的“血液”，具有传输离子的功能。以锂离子电池为例，正负电极发生电化学反应，电子通过外部电路传输产生电流，而离子则直接由电池内的负极向正极传导。而电解液正是传导过程中的载体，为离子传输提供有效通道。因此是动力电池正常工作的重要组成之一。n动力电池电解液组成环节多为化工合成材料，属于化工行业电解液的组成包括了电解液锂盐、溶剂和添加剂三部分。其质量占比分别为总质量的10%-12、80%-85%、3%-5%。其中锂盐是锂离子的提供者，决定了电解液的性能，故最为重要；溶剂是熔化固体，液体或气体溶质的液体，质量最大；添加剂则是在各个方面为提升、保障电解液使用性能而添加的化工原料，用量较少但作用显著。通过上图可知，组成电解液所需的材料包括了六氟磷酸锂、碳酸酯等化工材料，因此电解液行业介于化工和新能源行业之间，上游受化工行业影响较大，下游则受动力电池及整车制造行业影响较大。可以看到，电解液作为合成产品根据锂盐、溶剂、添加剂使用的不同具有不同的性能和特征，应用于磷酸铁锂或三元锂电池的生产。故电解液的合成配方是行业较为重要的竞争壁垒。掌握核心配比的电解液生产商可以更好地保障产品在动力电池应用中的性能，从而与下游客户建立长期的合作。而电解液上游的三个部分虽种类繁多但多为标准化产品，可以通过一致的方法进行生产，属于不同的细分化工赛道。20©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池电解液——产业链图谱动力电池产业链构成分别为上游化工材料供应商、中游电解液材料生产商、下游动力电池生产商及新能源汽车制造商中国动力电池电解液行业产业链图谱来源：头豹研究院50%20%10%10%10%正极材料隔膜负极材料电解液其他上游中游下游电解质锂盐化工材料供应商q动力电池产能释放下，核心组成材料电解液将同步迎来良好发展机遇，市场规模有望于2025年突破300亿元，达307.38亿元溶剂添加剂应用领域q锂盐是锂离子的提供者，决定了电解液的性能q溶剂是融化锂盐和添加剂的载体，质量占比最大q添加剂是为提升、保障电解液使用性能而添加的化工原料电解液材料生产商65.171.0144.6256.30100200300201820202022E2024E中国电解液市场规模，2018-2024预测中国六氟磷酸锂产能情况，2020年CR4=55%寡占III型市场（中高度垄断）石大胜华DMC溶剂市占率，2020年市占率=52%动力电池电解液各组成部分质量占比新能源汽车成本构成40%15%12%8%25%电池电机电控零部件其他电解液材料生产商q动力电池产能释放下，核心组成材料电解液将同步迎来良好发展机遇，市场规模有望于2025年突破300亿元，达307.38亿元650.5709.91,446.22,563.201,0002,0003,000201820202022E2024E中国动力电池市场规模，2018-2024预测溶剂=85%锂盐=10%添加剂=5%单位：[亿元]单位：[亿元]完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》21©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池电解液产业链上游——溶剂技术面分析随着电解液性能要求的提升，单一溶剂已难达到电解液的要求，未来将逐步向混合溶剂体系转型，通过结合高介电常数的溶剂和低粘度的溶剂实现性能的提升来源：国信证券、头豹研究院主流电解液溶剂分类及参数对比一级分类主流电解液溶剂二级分类链状碳酸酯类环状碳酸酯类主要特点电化学稳定性好、粘度较低介电常数高、离子导电率高、粘度较高三级分类碳酸二甲酯碳酸二乙酯碳酸甲乙酯碳酸乙烯酯碳酸丙烯酯简称DMCDECEMCECPC粘度mPa.s0.60.80.71.92.5介电常数c/v.m3.12.82.985.165.0分子量90.08118.10104.1088.06103.09n溶剂使用将由单一种类向多种混合使用转变电解液所使用的溶剂95%为碳酸脂类，又可被分为链状碳酸酯类（DMC、DEC、EMC）以及环状碳酸脂类（EC、PC），其在化学特性上各具差异，生产流程上存在较强关联性（例如DMC是PC及EC产物）。目前，碳酸二甲酯（DMC）作为溶剂中最为典型的品种在市场上应用最为广泛。但随着电解液性能要求的提升，单一溶剂已难达到电解液的要求，未来将逐步向混合溶剂体系转型，通过结合高介电常数的溶剂和低粘度的溶剂实现性能的提升。因此除DMC外，DEC、EMC、EC、PC等几种溶剂需求量有望大幅提升。主流电解液溶剂关系示意图环氧丙烷环氧乙烷PCEC丙二醇乙二醇DMCDECEMC二氧化碳二氧化碳甲醇乙醇完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》22©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池电解液产业链中游——电解液市场分析头部企业已占据较大市场份额，并通过扩产继续提高竞争壁垒。预计在长单效应及企业扩产的叠加影响下，电解液头部企业将持续向好发展典型电解液价格走势，2019-2021来源：Wind、头豹研究院典型企业电解液现有及新增产量汇总单位【万元】0123456789102019-012019-072020-012020-072021-012021-07三元圆柱电解液磷酸铁锂电解液上游原材料价格上涨、各大企业锁定长单等因素叠加导致动力电池电解液市场出现供不应求局面，价格上涨107.57411.522.84019411.5205101520253035天赐材料新宙邦江苏国泰杉杉股份珠海赛纬天津金牛汕头金光香河昆仑CR4=66%寡占III型市场（中高度垄断）单位【万吨】n电解液价格持续走高，短期供不应求局面难以改善自2021年1季度开始，动力电池电解液价格持续上涨。以最常规的三元圆柱电解液和磷酸铁锂电解液为例，在未发生价格大幅上涨之前平均价格普遍维持在3-5万元/吨。而在2021年2月之后，一路飙升至9-10万元/吨。主要原因包括（1）原料端价格持续提升，推高中游电解液生产成本；（2）电解液企业开工率难以快速提高，而各大企业订单饱和，电解液供应不足；（3）新增产能仍处于爬坡阶段，短期产能释放难度大等。鉴于现阶段电解液生产企业多采取成本定价模式，价格上涨带来的收益提升主要以对冲上游原材料价格上涨为主，企业利润空间整体未发生较大改变。n头部企业已占据较大市场份额，并通过扩产继续提高竞争壁垒市场格局方面，整体呈现中高度垄断局面。以天赐材料、新宙邦、江苏国泰、杉杉股份为代表的头部电解液生产企业占据了66%的市场份额。同时，头部企业积极扩产提高规模优势。例如新宙邦在荷兰投资15亿元实施的锂离子电池电解液及材料生产项目，计划新增10万吨产能。与此同时，受电解液供不应求影响，下游企业积极与中游电解液生产商签订长单采购合同，利好头部具有规模优势的企业长期获益。预计在长单效应及企业扩产的叠加影响下，电解液头部企业将持续向好发展。23©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池电解液——投资环境分析动力电池基本面良好，投资环境最佳；溶剂及电解液环节确定性及增长潜力尚可，投资环境一般；电解质锂盐及添加剂环节市场空间及增长潜力有限，投资环境相对较差来源：头豹研究院中国电解液产业链全景典型企业图谱中国电解液产业链投资环境分析电解质锂盐溶剂添加剂电解液动力电池天赐材料石大胜华瀚康化工天赐材料宁德时代多氟多奥克化学华一新能源新宙邦新能源科技必康股份山东海科江苏华盛江苏国泰比亚迪江苏新泰辽宁港隆青木高新杉杉股份国轩高科备注：加粗为上市企业，为建议关注企业评价指标电解质锂盐溶剂添加剂电解液动力电池行业增长性23133市场规模11123议价能力33103行业竞争程度-3-2-1-3-3可模仿性-3-2-2-1-2发展不确定性-3-2-1-1-1综合-31-103备注：投资环境参数分为正面维度（0-3）和负面维度（0--3），综合得分高的细分赛道具备更好的投资环境n除动力电池赛道外，上游电解液、溶剂环节投资环境尚可动力电池因市场需求量庞大、利润空间可观、发展确定性强成为了投资环境最佳的环节。其次为溶剂和电解液环节，其行业处于快速扩张期，且受技术路线变化导致的行业格局改变影响较小，值得继续关注。但电解液环节价格传导受阻，处于上下游价格承压位置，议价能力薄弱，故投资环境改善难度较大。电解质锂盐及添加剂环节因技术路线变化可能性大、市场空间及增长潜力有限等因素叠加，投资环境相对较差。完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风浪》24©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池电解液——风险说明投资中国电解液行业需着重关注技术层面和市场层面的风险，具体包括技术竞争加剧风险、市场不确定性风险以及原材料价格波动风险来源：头豹研究院中国电解液行业风险分析风险分类风险介绍风险等级风险评估内部风险核心技术泄密风险Ø电解液配方是行业竞争的核心壁垒之一，若发生泄密会对公司持续经营造成不利影响Ø行业规范性提升，技术泄密可能性逐渐下降，风险可控长单风险Ø电池厂商签订长单采购合同后，锁定了电解液企业存量利润增长空间Ø现阶段行业利润有限，长单不足以为企业带来足够收益战略布局风险Ø头部企业采取纵向一体化战略布局，在增强了协同效应的同时进一步增加企业的经营风险Ø行业中长期基本面向好，一体化布局带来效益提升大于风险外部风险技术竞争加剧风险Ø所处精细化工行业属于技术密集型行业，技术迭代快，竞争较为激烈Ø技术迭代是重要趋势，预计竞争将持续加剧市场不确定性风险Ø行业在新能源汽车技术路线选择、环保生产、成本控制等方面仍存在较大的不确定性Ø短期不确定性风险较大，中长期基本面较为明朗原材料价格波动风险Ø原材料占生产总成本超80%，市场整体出现价格波动会提高企业采购难度Ø非纵向一体化布局企业将面临较大成本波动风险，难以避免技术人才市场宏观政策n根据将风险分为技术、人才、市场、宏观（经济）、政策五大维度后评判得出，技术层面是现阶段电解液行业将面临的最主要的风险点之一。具体来看，鉴于电解液行业及其上游面临着产品的不断迭代，进而为动力电池升级提供技术支撑，预计技术层面的博弈和竞争将进一步加剧，不确定性提升。其次，市场风险同样是需要着重关注的维度。现阶段市场格局虽趋于垄断，但仍因技术变革、下游应用突破、产能、价格等因素存在较大不确定性。宏观经济、政策、人才层面风险相对可控。完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》25©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588环节四PVDF隔膜26©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池PVDF——定义及分类PVDF全称为聚偏氟乙烯，是一种高强度、耐腐蚀的半结晶聚合物，且具有良好的化学稳定性、耐热性和机械性，被广泛应用于电池粘合剂和隔膜涂覆技术中来源：SNEResearch、头豹研究院VDF的制备路线PVDF各性能优势路线一路线二路线三路线四路线五R142bR152aVDCR143a四氯乙烷VDF550-900摄氏度促进剂或催化剂300-700摄氏度，催化剂空气、氧气或co2等共反应气体下400-700摄氏度➕HF，催化剂300-700摄氏度➕HCI，催化剂氟化VDF、VF共混物VDFVDFR132bHCIVDFR143aHCI、HFVDF➕➕➕精馏490-500摄氏度金属催化物CI2➕PVDF各性能优势力学性能§抗蠕变性明显优于全氟碳聚合物§反复挠曲的寿命更强§耐老化化学性能•能在较高温度下抵御大多无机酸、卤素、氧化剂、弱碱、芳香族化合物、有机脂肪族等电性能•独一无二的介电性质和同质多晶现象赋予其高压电和热电活性nPVDF具有良好的化学稳定性、耐热性和机械性，被广泛应用于电池粘合剂和隔膜涂覆技术中VDF的制备路线主要有五种。路线一的主要优势是转化率高、副产物少、VDF纯度高；路线二的主要优势在转化率高，适于同时生产VDF+VF，但收得率低；路线三的主要优势是转化率和收得率高，但催化剂制造工艺复杂、活化时间长且需要定期再生；路线四的主要优势在于工艺简单，但转化率和收得率无法兼顾、副产物较多；路线五的主要优势在于工艺简单，反应温度不高且催化剂简单。中国一般采用路线一，R142b脱HCI方法制备VDF，对于该种路线各公司对应的工艺和专利具有一定差异，各公司对催化剂和促进剂的选择各不相同。27©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池PVDF——发展历程海外PVDF行业起步时间早，PVDF的应用领域广泛。中国PVDF行业的起步时间晚，但后期发展速度快，产能大，但PVDF的应用领域有限来源：SNEResearch、头豹研究院PVDF的发展历程Dupont成功研发PVDF树脂1934年Pennwalt将PVDF商品化1963年PVDF开始应用于建筑涂料、绝缘护套1970年开始形成Arkema、Solvay两大巨头1990年应用于光伏发电、水处理、手机电池等领域2000年在各领域应用范围扩大2010年锂电领域寻思大规模放量2021年20世纪80年代20世纪90年代2021年20世纪60年代Ø20世纪60年代是PVDF商品化初期ØPVDF最初的核心市场是军用绝缘热收缩管和热扫描电线，生产技术于20世纪70年代已基本成熟，并进一步应用于建筑涂装、化工厂塑钢、造纸制浆Ø20世纪80年代是PVDF应用场景的拓宽Ø美国NEC倡导将PVDF应用于增压通风电缆市场Ø中国在20世纪80年代完成技术探索Ø20世纪90年代时PVDF导入锂电市场ØPVDF继续应用于高纯度加工部件和建筑涂装。90年代末液体型锂离子二次电池开始工业化生产，PVDF开始作为正负极活性物质粘结剂Ø中国在20世纪90年代中期开始计划生产Ø2021年是PVDF市场需求的爆发期ØPVDF作为正极粘结剂、隔膜涂覆材料等进入锂电市场后，随着下游锂电市场持续高景气，PVDF市场需求爆发Ø2014年开始，中国PVDF行业进入快速发展时期n总体来看，海外PVDF行业起步时间早，PVDF的应用领域广泛。中国PVDF行业的起步时间晚，但后期发展速度快，产能大，但PVDF的应用领域有限海外PVDF行业的起步时间早，应用领域广泛。PVDF首先由美国Pennsalt公司于1961年开始进行商业化应用，PVDF最初的核心市场是军用绝缘热缩管和热扫描电线，20年代末，PVDF开始进入锂电市场，应用于锂电池电极粘结剂和隔膜材料。中国PVDF行业起步时间晚且在初期发展较为缓慢。在20世纪80年代，中国企业才完成PVDF的技术探索，直到20世纪90年代中期中国企业才开始计划生产。尽管中国在PVDF行业发展初期进展缓慢，但从2014年开始中国PVDF行业进入高速发展期。截至2017年年底，中国PVDF的总产能达8.1万吨/年，约占全球PVDF总产能的69%。中国PVDF产品主要被应用于涂料工业，PVDF薄膜市场仍处于长期被海外企业占据的情况。28©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池PVDF产业链中游——PVDF产能随着中国企业在PVDF领域技术的提高及产品质量的提升，锂电池级PVDF在未来有望实现完全国产替代。自2020年始，中国PVDF企业纷纷投产，产能在2022年有望得到逐步释放中国PVDF企业产能及投产计划情况来源：OFweek锂电网、头豹研究院企业现有产能（万吨）规划产能（万吨）预计投产时间目前是否配套R142b？中国企业东岳集团112022年三爱富（内蒙+常熟基地）12.82023年浙江孚诺林0.52.52023年中化蓝天0.512023年乳源东阳光0.512022年巨化股份0.350.752022年底龙星化工0.20.2海外企业阿科玛氟化工1.20.72023年苏威0.80.42022年吴羽0.512024年n随着中国企业在PVDF领域技术及产品质量的提升，锂电池级PVDF在未来有望实现国产替代随着中国企业在PVDF领域技术的提高及产品质量的提升，锂电池级PVDF在未来有望实现完全国产替代。PVDF行业在发展初期主要被外企阿科玛、苏威、吴羽垄断，这些外企不仅掌握锂电池级PVDF的生产工艺，且采取技术封锁措施，这导致中国企业在PVDF领域发展受限。目前，中国PVDF在涂料、注塑等应用领域已经完成国产化，但锂电池级PVDF仍在逐步实现国产替代。从2014年起，中国企业开始逐步掌握生产工艺，产品质量逐步提高，目前国产锂电池级PVDF在低端领域用量较大。随着未来锂电池级PVDF的发展，在未来的应用领域有望进一步扩宽。中国企业在PVDF领域的优势主要在大部分企业配套原材料R142b产能，海外企业阿科玛、苏威及吴羽对于原材料R142b主要依靠外购。但目前原材料供应紧张，因此海外企业的产能也难以释放。n自2020年始，中国PVDF企业纷纷投产，产能在2022年有望进一步增长中国PVDF企业仅10余家，2020年总产能约为8.8万吨/年。由于PVDF技术难度大，这导致中国PVDF产能中能用作锂电池粘结剂的总产能较低。在中国企业中，东岳集团和三爱富的产能最多。自2020年始，中国PVDF企业纷纷投产，产能在2022年有望进一步增长。由于PVDF的扩产周期长，一般需2-4年，因此中国企业的PVDF产能有望在2022年得到逐步释放。29©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池PVDF产业链下游——注塑及锂电用途PVDF在锂电池正极粘结剂中被广泛使用，使用率可达90%。随着动力电池正极材料市场规模的进一步扩大，PVDF在锂电领域的应用也将进一步扩大中国动力电池正极材料市场规模（按销售额计），2016-2025E来源：SNEResearch、头豹研究院单位：[亿元]96.3172.5268.8245.2296.2428.1591.8771.31027.91220.017.916.130.635.231.648.771.598.9139.6175.202004006008001,0001,2001,4001,600201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025E三元正极材料磷酸铁锂正极材料n注塑在2020年以21%的比例成为PVDF的第二大应用领域。PVDF在注塑上的应用主要是通过注塑来形成各类阀门、管道等配件注塑在2020年以21%的比例成为PVDF的第二大应用领域。PVDF在注塑上的应用主要是通过注塑来形成各类阀门、管道等配件，PVDF在注塑方面的优势主要有以下两点：1）良好的加工性、耐化学性、抗疲劳及蠕变性。2）PVDF对氯、溴卤素及卤素化合物有极其优异的抵抗特性。nPVDF以其优秀的化学稳定性、耐腐蚀性以及良好的粘接性能，在锂电池正极粘结剂中被广泛使用，使用率可达90%。随着动力电池正极材料市场规模的进一步扩大，PVDF在锂电领域的应用也将进一步扩大锂电用途在2020年以19.4%的比例成为PVDF的第三大应用领域，其是PVDF发展最快的下游应用领域。PVDF在锂电池中的应用较为广泛，如其可应用于锂电池中粘结剂、分散剂、电解质、隔膜涂层、隔膜等。PVDF作为锂电池正极材料主流粘结剂，其占正极材料质量的比例约为1%-3%。对比三元锂电池，磷酸铁锂电池由于粒径较小，所需的粘结剂的数量更高。PVDF以其优秀的化学稳定性、耐腐蚀性以及良好的粘接性能，在锂电池正极粘结剂中被广泛使用，使用率可达90%。随着动力电池正极材料市场规模的进一步扩大，PVDF在锂电领域的应用也将进一步扩大。完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》30©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n动力电池PVDF产业链下游——水处理膜2020年中国水处理膜的市场规模为8.47亿美元，预计在2027年将增长至12.79亿美元。随着中国水处理膜市场规模在未来的快速增长，PVDF的市场规模将进一步扩大来源：OFweek锂电网、头豹研究院基膜vs.水性PVDF涂层隔膜性能对比水处理膜主要材料的性能对比，2020基膜水性PVDF涂层隔膜厚度12.113.3面密度6.457.45拉伸强度（Mpa）纵/横170.7/209.1217.7/235.2延伸率（%）纵/横122/85140/153穿刺强度（gf）557593透气性（Sec/100cc）152179PVDFPVCPPPES纯水通量强度亲水性抗污染性耐强酸耐强碱抗氧化性耐高温耐日光企业技术需求强度（由弱至强）PVDF涂层可提升隔膜性能nPVDF作为隔膜涂层可提高隔膜的保温性能、润湿性以及电化学稳定性，因此隔膜材料的未来发展趋势将会为高性能PVDF基复合隔膜PVDF可用于隔膜涂层，同时其也可作为隔膜材料。PVDF作为隔膜涂层可提高隔膜的保液性能、润湿性以及电化学稳定性，因此隔膜材料的未来发展趋势将会为高性能PVDF基复合隔膜。以基膜和水性PVDF涂覆隔膜为例，水性PVDF涂覆隔膜在多个性能上均具有一定优势，如拉伸强度、延伸率等。根据研究表明，水性PVDF涂覆隔膜可提高电芯可控性、方便加工和运输，同时增加电池的安全性能。n根据中国膜工业协会数据显示，2020年中国水处理膜的市场规模为8.47亿美元，预计在2027年将增长至12.79亿美元。随着中国水处理膜市场规模在未来的快速增长，PVDF的市场规模将进一步扩大水处理膜以13.5%的比例成为PVDF的第四大下游应用领域。对比水处理膜的其他材料如PVC、PP、PES，PVDF水处理膜在纯水通量、抗污染性、耐强酸性以及抗氧化性上均具有一定优势。根据中国膜工业协会数据显示，2020年中国水处理膜的市场规模为8.47亿美元，预计在2027年将增长至12.79亿美元。随着中国水处理膜市场规模在未来的快速增长，PVDF的市场规模将进一步扩大。完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》31©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588话题篇动力电池钠离子技术32©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n钠离子电池结构原理及主要构成在原材料方面，钠离子电池比锂电池更具有成本优势。在制造工艺方面，钠离子电池的制造工艺与锂电池接近，因此可沿用锂电产线来源：OFweek锂电网、头豹研究院备注：图中圆圈代表钠离子正极负极电解液充电放电电池充放电设备特点难点宁德时代解决方案正极材料•普鲁士白和层状氧化物•克容量达160mAh/g•材料在循环过程中容量快速衰减•构建高通量材料集成计算平台负极材料•软碳、硬碳等•钠离子无法像锂离子一样在石墨层间自有穿梭•开发出能够让大量钠离子储存和快速通行、具有独特空隙结构的硬碳材料电解液•钠盐+溶剂•适配度•开发了适配正极、负极材料的新型电解液体系n钠离子电池即一种浓差电池，正负极由两种不同的钠离子嵌入化合物组成充电时，钠离子从正极脱嵌经电解质嵌入负极，此时负极处于富钠状态，正极处于贫钠状态，这时电子的补偿电荷经外电路供给到正极，以平衡正负极电荷。放电时，钠离子从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富钠状态，负极处于贫钠状态，这时电子的补偿电荷经外电路供给到负极，以保证正负极电荷平衡。n在原材料方面，钠离子电池比锂电池成本优势高。在制造工艺方面，钠离子电池与锂电池接近，因此可沿用锂电产线在原材料方面，对比锂电池，钠离子电池具有显著的成本优势。钠离子电池的主要组成部分包含正极材料、负极材料、电解液等：1）正极材料：由于钠离子电池的正极材料采用的是普鲁士白和层状氧化物等，可减少对锂等材料的依赖；2）负极材料：钠离子的负极材料主要以碳基材料为主，活性炭储存钠离子的能力超过锂电池负极材料且价格低；3）电解液，钠离子电池的电解质选择范围更广泛。在制造工艺方面，钠离子电池的制造工艺与锂电池接近，因此可沿用锂电产线。钠离子电池的结构原理钠离子电池的主要构成33©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n性能差异对比：锂电池VS.钠电池VS.铅酸电池在性能方面，钠离子电池主要优势为快充性能好、高低温性能优异、安全性能好、设备兼容性好，但能量密度以及循环寿命低是制约其发展的主要问题锂离子电池VS.钠离子电池VS.铅酸电池来源：OFweek锂电网、头豹研究院锂离子电池（磷酸铁锂）钠离子电池铅酸电池质量能量密度120-210Wh/kg100-200Wh/kg30-50Wh/kg体积能量密度200-300Wh/L180-280Wh/L60-100Wh/L平均电压3.2V3.2V2.0V循环寿命（次）4,000-6,000次2,000次以上500-800次容量保持率（-20℃）小于70%88%以上小于60%耐过放电较差可放电至0V较差安全性优秀优秀优秀环保特性优秀优秀较差n在性能方面，钠离子电池主要优势为快充性能好、高低温性能优异、安全性能好、设备兼容性好，但能量密度以及循环寿命低是限制其发展的主要问题n对比锂离子，钠离子主要有以下性能优势：1）充电快：磷酸铁锂需20-30分钟可充电至80%，钠离子电池有望将时间缩短40%左右；2）高低温性能优异：工作温度范围在-40℃-80℃。高低温环境下电池仍有良好的容量保持率；3）安全性能好：在过充、过放、短路、针刺、挤压等测试中不起火、不爆炸；4）设备兼容性好：钠离子电池与锂离子电池生产工艺相近，如两者在电极生产过程、电池装配过程完全相同，因此设备兼容性高，企业产线转换成本较低；5）钠离子溶剂化能低：钠离子比锂离子更易脱溶剂化，界面反应动力学更好。n对比锂离子，钠离子具有以下缺点：1）能量密度低：对比锂离子，钠离子最大的缺陷是能量密度较低，在相同续航情况下，单车重量增加约10%-20%；2）循环寿命低：对比锂离子，钠离子由于半径比锂离子大，反应过程中嵌入脱出难度大且容易造成结构变化，从而造成其循环寿命较低。34©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n成本构成对比：钠电池VS.锂电池从可持续角度来看，钠元素资源丰富且分布较广，可避免资源卡脖子问题。从成本端来看，钠离子对比锂离子的电池成本降低了约20%来源：中科海纳官网、头豹研究院钠离子的成本构成，2020锂离子的成本构成，2020n从可持续角度来看，钠元素资源丰富且分布较广，可避免资源卡脖子问题：1）钠资源：钠资源的地壳丰度达2.75%，在地壳中的丰度位居第6位，且钠资源分布于全球各地。钠的价格低廉且易获取；2）锂离子：锂离子的地壳丰度达0.0065%，且资源分布不均，75%的锂分布在南美洲地区。相对于钠离子而言，锂离子的价格更高。n从成本端来看，钠离子对比锂离子的电池成本降低了约20%：1）正极材料：钠离子电池的正极材料如铜铁锰层状氧化物约为2.9万元/吨、普鲁士白类为2.6万元/吨、镍铁锰层状氧化物为4.2万元/吨，而锂离子电池的正极材料碳酸锂的价格约为8.6万元/吨。2）集流体：钠离子电池负极集流体均为铝箔，锂离子电池负极集流体只能使用铜箔。电池级铝箔成本在2.4-3万元/吨，电池级铜箔成本在8-9万元/吨。3）电解液：由于同浓度电解液下钠盐电导率高于锂电解液，因此可降低成本，或钠离子电池可用低盐浓度电解液来降低成本。26%16%26%18%4%10%正极材料负极材料电解液隔膜集流体其他43%11%15%13%13%5%正极材料负极材料电解液隔膜集流体其他单位：[百分比]单位：[百分比]完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》35©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n中国钠离子电池技术水平和应用概述从研发水平、核心技术、产业化推进来看，中国在钠离子电池方面处于国际领先水平。钠离子电池有望在储能市场和中低端动力电池市场率先应用钠离子电池下游应用领域来源：中科海纳官网、头豹研究院动力领域储能领域两轮电动车低速电动车电动船舶公共汽车/大巴家庭/工业储能5G通信基站数据中心可再生能源接入钠离子电池下游应用领域n从研发水平、核心技术、产业化推进来看，中国在钠离子电池方面处于国际领先水平。在核心材料体系方面，中国钠离子电池具有独立自主的知识产权，部分专利还获得了美国、日本及欧美的授权截至2020年，全球约有二十多家企业致力于钠离子电池的研发，包括英国Faradion、法国Naiades、日本岸田化学、美国NatronEnergy以及中国的宁德时代、中科海钠、钠创新能源、星空钠电等公司。从核心技术来看，中国在钠离子电池的研发方面处于国际领先水平，在核心材料体系方面具有独立自主的知识产权，部分专利还获得了美国、日本及欧美的授权。n钠离子电池有望在储能市场和中低端动力电池市场率先应用钠离子电池有望在储能市场和中低端动力电池市场率先应用。钠离子电池的能量密度较低，暂时无法在高端车型实现大规模应用，更适合在中低能量密度动力电池领域应用如两轮电动车、低速电动车、电动船舶等。2018年6月，中科海纳推出了全球首辆钠离子电池(72V80Ah)驱动的低速电动车。此外，钠离子电池在储能方面更具优势。2021年6月28日，由中科海纳打造的全球首套1MWh钠离子电池储能系统在山西太原正式投入运营，该系统以钠离子电池为储能主体，结合市电、光伏和充电设施形成微网系统，可根据需求与公共电网智能互动。此次钠离子电池光储充智能微网系统的研制成功，标志着中国在钠离子电池技术及其产业化走在了世界前列。完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》36©2022LeadLeowww.leadleo.com动力电池系列研究报告www.leadleo.com400-072-5588n钠离子电池投资机会由于钠离子电池主要是作为锂电池的补充主要应用于储能领域，因此当前锂电池市场冲击较小；钠离子电池会继续沿用锂电池的主流隔膜，隔膜或将迎来新增长，因此值得关注全球锂电池产量结构，2014-2020来源：GGII、头豹研究院5459.369.176.568.37277.113.831.148.569107163.2246.34.55.77.59.513.518.824.50501001502002503003504002014201520162017201820192020数码锂电池动力锂电池储能锂电池n由于钠离子电池主要是作为锂电池的补充主要应用于储能领域，因此当前锂电池市场冲击较小由于钠离子电池主要是作为锂电池的补充主要应用于储能领域，因此当前锂电池市场冲击较小：1）钠离子电池主要定位于储能，主要作为锂电池的补充。钠离子电池的理论能量密度低于锂电池，目前钠离子电池学术界暂无重大突破，难以突破现在的3C和动力体系，这将导致钠离子电池很难在高端电动汽车上实现大规模应用。因此，钠离子电池未来是在储能市场和低端动力电池市场对锂离子电池实现部分替代，锂电池概念实际受到冲击较小；2）钠离子电池在汽车上的应用目前并未形成成熟的产业链。目前来看，宁德时代开发了AB电池解决方案，即将钠离子电池与锂离子电池按一定比例和排列进行混搭、串联、并联集成到同一个电池系统中以弥补钠离子电池在现阶段的能量密度短板，同时还能发挥了高功率、低温性能的优势。宁德时代启动钠离子电池产业化布局，计划于2023年形成基本产业链。因此，由于钠离子电池在汽车上的应用目前并未形成成熟的产业链，因此锂电池概念实际受到冲击较小。n钠离子电池会继续沿用锂电池的主流隔膜，隔膜或将迎来新增长，因此隔膜领域值得进一步关注在电动汽车接受度越来越高的背景下，动力锂电池市场空间广阔。在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。性能优异的隔膜对提高电池的综合性能起关键作用，隔膜行业技术壁垒较高。此外，钠离子电池会继续沿用锂电池的主流隔膜，隔膜或将迎来新增长，因此隔膜领域值得进一步关注。单位：[百分比]完整版登录www.leadleo.com搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》头豹研究院：TMT+研究团队www.leadleo.com400-072-5588本月课题聚焦企业名单不分先后顺序细分行业赛道行业赛道相关企业行业互联网娱乐Web3.0游戏开发运营视觉中国、风语筑、姚记科技、宝通科技、蓝色光标、量子动力、心咚科技、MetaNotey腾讯互娱、网易游戏、米哈游、莉莉丝、三七互娱、完美世界、趣加、吉比特、中手游、掌趣产业园生物医药产业园中关村科技园区、苏州工业园、上海张江高新区、连云港经开区、武汉东湖高新区、成都高新区园区金融竞争力北京中关村科技园、广州高新区、广州经开区、上海张江高新区、深圳高新园区、苏州工业园数字双碳双碳ESG氢能宝丰能源、阳光电源、厦门钨业、隆基绿能、国富氢能、中国石化美林数据、国能日新、泰豪科技、国网通信、南网科技、容知日新企业直播微吼、微赞、保利威、百家云、目睹直播、获得场景视频企业协同办公致远互联、泛微、蓝凌、云之家、阿里（钉钉）、腾讯（企业微信）、字节跳动（飞书）云视频华为云、全时、会畅通讯、小鱼易联、腾讯云、阿里云泛科技知识图谱阿里云、百度智能云、腾讯云、华为云、明略科技、百分点、国双科技、Plantdata容器云服务华为云、阿里云、腾讯云、百度智能云、京东云HRSaaS北森、才到、肯耐珂萨、薪人薪事、用友、易路、钉钉CRM/SCRMSaaS销售易、分享销客、神州云动、玄武云科技、腾讯企点、网易云商、百度爱番番、八百客、加推路由器华为、中兴、诺基亚贝尔、新华三、烽火通信、锐捷网络、普联、华硕、迈普、腾达头豹研究院：TMT+研究团队www.leadleo.com400-072-5588征集目的领航者计划致力于为初创和中小型企业提供创业必备的专业服务及帮助、赋能企业进行转型升级、提升内部效率及战略发展、使其能够快速建立优势。为了聚焦研究领域，头豹深圳研究院TMT+团队规划于每月初发布【月度重点课题研究计划与报告征集】，课题覆盖领域包括泛科技、互联网娱乐、通信、双碳ESG、产业园区等领域。现面向目标伙伴发出诚挚邀请，欢迎参与报告，共建深度研究、共领行业风向。参与价值备注：活动解释权均归头豹所有，活动细则将根据实际情况作出调整。参与流程1选题研究每月月初公布可提前联系沟通3资质评估参选厂商经过初筛后，项目组将通知参选厂商合作细则以及详细流程2厂商征集采取定邀和自主报名方式，项目组将在报名2-3天内联系报名厂商，沟通合作细节4企业访谈根据项目调研需求，安排厂商或领域专家进行访谈调研5市场研究根据项目组调研成果，撰写报告及新闻稿。访谈后2-3周产出报告6报告发布报告及相关新闻稿内容由头豹官方网站、媒体、各合作伙伴联合发布参与本次流程挖掘报告征集的厂商，将有机会：1.入围对应课题报告(如入选至报告产业图谱或企业优秀案例等)，提升厂商品牌知名度及行业影响力2.报告将定向分发至头豹官网leadleo.com、头豹公众号、14家一、二级市场主流研报平台、5,000+优质媒体、投资机构等资源，将精准、快速传播价值，获得市场关注3.有机会受邀参与头豹线上/线下行业报告洞察会、与业内行业专家、投资机构等进行深度交流了解其他碳中和系列课题，登陆头豹研究院官网搜索查阅：•2021年中国加氢站行业概览•2021年中国碳中和实现路径和投资机会（新能源篇）•2021年中国储能行业研究•碳中和系列报告——2021年中国海上风电行业概览•2021年中国清洁能源智能制造装备行业短报告•2021年中国未来50年系列：“双碳”目标下的产业转型升级之路•2022年“碳中和”主题投资赛道及企业研究系列报告（六)：交通、建筑领域碳中和•2022年中国能源数字化革命研究报告未完待续下篇正在进行中若您期待尽快看到下篇报告或对下篇报告的内容有独到见解，头豹欢迎您加入到此篇报告的研究中。相关咨询，欢迎联系头豹研究院碳中和研究团队邮箱：Aaron.you@frostchina.com完整版研究报告阅读渠道：•登录www.leadleo.com，搜索《2021年动力电池产业全景洞察：双碳政策助力动力电池乘风破浪》企业服务为企业提供定制化报告服务、管理咨询、战略调整等服务提供行业分析师外派驻场服务，平台数据库、报告库及内部研究团队提供技术支持服务云研究院服务行业峰会策划、奖项评选、行业白皮书等服务行业排名、展会宣传地方产业规划，园区企业孵化服务园区规划、产业规划四大核心服务头豹研究院简介法律声明u头豹是中国领先的原创行企研究内容平台和新型企业服务提供商。围绕“协助企业加速资本价值的挖掘、提升、传播”这一核心目标，头豹打造了一系列产品及解决方案，包括：报告/数据库服务、行企研报定制服务、微估值及微尽调自动化产品、财务顾问服务、PR及IR服务，以及其他以企业为基础，利用大数据、区块链和人工智能等技术，围绕产业焦点、热点问题，基于丰富案例和海量数据，通过开放合作的增长咨询服务等u头豹致力于以优质商业资源共享研究平台，汇集各界智慧，推动产业健康、有序、可持续发展300+50万+合作专家8万+注册机构用户公司目标客户群体覆盖率高，PE/VC、投行覆盖率达80%资深分析师5,000+细分行业深入研究原创内容100万+行企研究价值数据元素备注：数据截止2022.6头豹官网——www.leadleo.com阅读更多报告头豹小程序——微信小程序搜索“头豹”、手机扫上方二维码阅读研报添加右侧头豹分析师微信，身份认证后邀您进入行研报告分享交流微信群客服电话南京上海深圳详情咨询