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文檔簡介

電池精密結構件行業現狀中國鋰電池下游應用(一)動力鋰電池及其精密結構件行業基本情況動力鋰電池主要應用于純電動汽車、混合動力汽車、插電式混合動力汽車等新能源汽車。全球新能源汽車行業正處于蓬勃發展的時期。隨著全球節能環保意識的提升,以及拉動經濟增長等的需要,以鋰電池為代表的清潔能源逐漸成為未來新能源汽車的主要發展方向,中國、德國、日本、美國等全球主要的汽車生產和消費國均推出政策大力推進本國新能源汽車的發展。根據IIT的統計數據,全球新能源汽車銷量從2009年的74萬輛增長到2015年的216萬輛,復合年增長率達19.5%,預計到2025年,全球新能源汽車銷量將達到660萬輛,未來十年的復合年增長率將達11.8%。過往,新能源汽車銷售中以混合動力汽車為主,但近年來,純電動汽車、插電式混合動力汽車等以電力為主要能源來源的汽車銷量增速更快,預計未來,其增長率將遠遠超過混合動力汽車。我國出于減少汽車排放污染、降低原油資源依賴,把握汽車行業發展契機等戰略需要,亦大力發展新能源汽車。2012年7月,《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020)》提出我國將以純電驅動為新能源汽車發展和汽車工業轉型的主要戰略取向;并且設定中長期發展目標,2020年純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量超過500萬輛。根據高工鋰電的數據,中國新能源汽車銷量已從2011年的0.8萬輛左右高速增長到2015年的37.9萬輛,復合增長率達161.5%,其中半數以上為純電動汽車,預計2016年新能源汽車銷量分別將達67.5萬輛左右,將繼續呈現翻番式的增長。目前,鋰電池是電動汽車的重要組成部分和核心技術體現點之一,在新能源汽車的成本中占比很高,因此動力鋰電池已逐步成為未來全球鋰電池行業的重要增長點。全球動力鋰電池市場從2010年左右開始隨著新能源汽車行業的蓬勃發展而亦呈現高速增長態勢,總需求量至2015年達9Gwh,市場規模達41億美元,2011至2015年間的復合年增長率分別為73.2%和61.7%,市場規模占總體鋰電池市場比例從接近零上升至22%;預計未來十年,全球動力鋰電池市場將繼續迅猛增長,預計至2025年,總需求量和市場規模將分別達到85Gwh和177億美元,未來十年復合年增長率預計分別為25.2%和15.7%,市場規模占比將迅速提升至48%左右。我國動力鋰電池行業亦迎來良好發展機遇。根據高工鋰電的統計,2011至2015年間,中國動力鋰電池產量從1.1Gwh增長到19.9Gwh,復合年增長率為106.2%。動力鋰電池精密結構件市場將隨著上述行業的發展而迅速擴大。鋰電池由正極材料、負極材料、隔膜、電解液和精密結構件等組成,其中精密結構件主要為鋁/鋼殼、蓋板、連接片等,是鋰電池及鋰電池組的主要構成材料之一。由于新能源汽車需要的是大功率電能,因此在實際使用過程中,往往使用上百個電芯串、并聯以保證能量的供應。由此來說,一般單個動力鋰電池結構件的市場價格是傳統便攜式鋰電池結構件的幾十甚至上百倍。而且不同于傳統便攜式鋰電池結構件,動力鋰電池精密結構件需要結合部分汽車結構件的技術標準要求進行設計和生產,僅有產品同時滿足高度精密性、一致性要求的少數大型精密結構件生產廠商方能與國內外領先汽車廠商進行相應產品的聯合開發和配套供應。目前精密結構件占動力鋰電池生產成本的比重一般高于便攜式鋰電池,隨著動力鋰電池行業迎來爆發式增長機遇,動力鋰電池精密結構件的市場也將迎來高速的發展。(二)便攜式鋰電池及其精密結構件行業基本情況便攜式鋰電池主要應用于手機、筆記本電腦、數碼相機、攝像機等便攜式電子產品領域。全球便攜式鋰電池行業有所波動,總體呈增長態勢,各細分市場構成將發生較大變化。隨著電子產品在發達國家和發展中國家普及率的提升,便攜式鋰電池應用領域的逐步擴展,手機、筆記本電腦等更新換代頻率的加快,便攜式鋰電池產品的發展水平和供應頻率亦持續提高,便攜式鋰電池的總體市場需求逐步增大。2006至2015年,全球便攜式鋰電池總需求量從2006年的11Gwh增長到2015年的47Gwh,市場規模總體從64億美元增長到177億美元,復合年增長率分別為17.5%和12.0%;預計2025年全球便攜式鋰電池總需求量和市場規模將分別達到96Gwh和184億美元,未來十年復合年增長率預計分別為7.4%和0.4%,便攜式鋰電池市場總體市場規模將繼續保持在較高水平。然而便攜式鋰電池的各細分市場的增長情況存在較大差異,近年來下游手機廠商普遍出現使用聚合物鋰電池、替代傳統方型鋰電池等的趨勢。就總體鋰電池行業分形狀市場規模而言,根據IIT的統計,聚合物鋰電池細分市場呈現高速增長,而方型鋰電池的出貨量有所下降。我國便攜式鋰電池產業發展迅速,已成為全球生產和出口大國。根據高工鋰電的統計,2011至2015年間,中國便攜式鋰電池總體產量從10.9Gwh增長到23.7Gwh,復合年增長率為21.4%。和全球市場的趨勢相仿,我國便攜式鋰電池領域也明顯出現了聚合物鋰電池取代方型電池的趨勢,方型電池在便攜式領域的產量比例呈下降趨勢,而聚合物鋰電池的產量和占比增速領先。便攜式鋰電池精密結構件市場將伴隨下游行業的發展而同步增長。鋰電池由正極材料、負極材料、隔膜、電解液和精密結構件等組成,其中精密結構件主要為鋁/鋼殼、蓋板、連接片等,是鋰電池及鋰電池組的主要構成材料之一。隨著下游需求的持續發展,便攜式鋰電池精密結構件行業也形成了相當的市場規模。(三)儲能鋰電池及其精密結構件行業基本情況儲能鋰電池主要應用于新能源發電設備、儲能電站、通信儲能、家庭儲能等領域。2011至2015年,全球儲能鋰電池總需求量從2011年的0.2Gwh增長到2015年的1.0Gwh,市場規??傮w從1.3億美元增長到3.4億美元,復合年增長率分別為49.5%和27.2%。預計至2025年,全球儲能鋰電池總需求量將繼續保持增長態勢,達到3.7Gwh,未來十年復合年增長率達14.0%;然而隨著全球儲能鋰電池單價下降較快,預計至2025年,全球儲能鋰電池市場規模將有所下降,達到2.5億美元,但仍保持相當的市場容量。根據高工鋰電的統計,2011至2015年間,中國儲能鋰電池產量從0.5Gwh增長到2.8Gwh,復合年增長率為53.8%。隨著儲能鋰電池行業的發展,儲能鋰電池精密結構件板塊亦成為鋰電池精密結構件行業不可忽視的組成部分之一。鋰電池結構件產業鏈動力電池精密結構件,廣義來講包括電芯頂蓋、鋼/鋁外殼、正負極軟連接、電池軟連接排等,狹義來講主要包括電芯殼體和頂蓋,對鋰電池的安全性、密閉性、能源使用效率等都具有直接影響。按照電池封裝技術路線的不同,主要有方形、圓柱、軟包三種形狀,對應的結構件分別為方形結構件、圓柱結構件和鋁塑膜。整體來看,圓柱和方形統稱為硬殼,封裝結構較為相似,均由殼體和蓋板組成。軟包電池封裝較為特殊,由鋁塑膜構成。蓋板的主要生產工藝包括沖壓、焊接、注塑等,殼體的生產工藝主要是沖壓、拉伸。鋁塑膜的主要生產工藝包括精密涂布、貼合等。對結構件的需求來自于電池封裝。目前,主流的電池封裝技術主要有方形電池、圓形電池以及軟包電池三類。動力電池的安全性和使用壽命都受其封裝工藝的影響,不同的封裝技術都具有不同的技術壁壘。封裝工藝設計除需滿足耐撞擊振動和擠壓穿刺的物理沖擊外,也需滿足防火阻燃等化學性能要求。鋰電池行業的競爭格局從地區分布來看,經過多年政策鼓勵,我國鋰電池產業快速發展,松下、LG化學、三星SDI等主要鋰電池外資制造商在我國均設有生產基地,目前中國已成為全球最主要的鋰電池產地之一。(一)動力鋰電池競爭格局在汽車動力鋰電池領域,國內企業在汽車動力鋰電池領域處于相對領先地位,中日韓三國頭部企業的寡頭格局基本形成。據統計,2020年,中資企業寧德時代市場占有率與LG化學份額十分接近,各占有25%左右的市場份額;日資企業松下與韓資企業三星SDI、中資企業比亞迪緊隨其后,分別占有16%、9%和6%的市場份額,前五家企業合計市場占有率為81%,已形成較為穩定的寡頭格局。在電動輕型車動力鋰電池領域,國內企業取得先發優勢,未來格局存在變動空間。2019年,全球輕型車用鋰電池出貨量中資企業星恒電源和天能股份位居前二,其余廠家目前份額較小,但大部分鋰電池企業都在進行產能擴張,未來市場格局仍會面臨調整。在電動工具動力鋰電池領域,日韓企業占據主要地位,趨勢明顯,國內企業地位未來有望進一步提升。2018年三星SDI、LG化學、村田合計占據電動工具電池約75%份額,其中三星SDI為絕對龍頭,占據全球45%市場份額。近年來,隨著國內電池廠商技術跟進,電動工具電池的趨勢明顯,國內企業億緯鋰能和天鵬電源在2018年分別進入國際電動工具巨頭TTI和史丹利百得供應鏈,均已實現大規模出貨。(二)消費鋰電池競爭格局消費鋰電池領域,日韓企業長期占有主要的市場份額,競爭格局較為穩定,國內企業位居第二梯隊。據統計,2018年,日資企業ATL、韓資企業三星SDI和LG化學是消費鋰電池的三大巨頭,全球市場合計占比52%。國內企業方面,經過多年發展,珠海冠宇、比亞迪、力神電池、卓能、鵬輝能源、維科技術等企業緊隨其后,形成了消費鋰電池市場的第二梯隊。(三)儲能鋰電池競爭格局儲能鋰電池領域,韓資企業目前處于市場優勢地位,隨著國內儲能鋰電池產業的成熟,國內企業的競爭力有望進一步增強。據統計,2019年,三星SDI、LG化學分別占有全球新增儲能的35%和23%的市場份額,日資企業松下占有8%的市場份額。排名靠前的國內企業有比亞迪、南都電源、中天儲能、鵬輝能源、寧德時代、國軒高科、雙登集團等。總體來看,我國電化學儲能裝機規模尚小,主要與我國儲能產業起步較晚相關。未來,隨著國內儲能項目廣泛應用、技術水平快速提升、標準體系日趨完善,國內儲能企業的國際競爭地位有望進一步增強。鋰電池精密結構件市場規模增長預測動力鋰電池精密結構件包括外殼/蓋板等。動力鋰電池精密結構件作為鋰電池外殼,起到傳輸能量、承載電解液、保護安全性、固定支承電池、外觀裝飾等作用的部件,并根據應用環境的不同,具備可連接性、抗震性、散熱性、防腐蝕性、防干擾性、抗靜電性等特定功能。方形電池領導地位穩固。目前的三種封裝方式中,國內企業更為偏好方形,目前國內占比超過80%;以LGC和SK為代表的韓企則更加偏好軟包的形式,圓柱的封裝方式主要是特斯拉在采用。全球來看,方形封裝方式占據了半壁江山,根據SNE的統計數據,2020年方形封裝鋰電池占比達到了49.2%,軟包封裝電池占比27.8%,圓柱形鋰電池占比23%。相較于2018年的方形56.6%、軟包14.4%和圓柱29%的比例分布,軟包路線提升較為顯著,圓柱占比進一步下降。主要是由于歐洲市場在過去兩年快速放量,而韓企在歐洲市場布局較早所致。隨著寧德海外客戶年底陸續開始放量,以及大眾宣布未來更多采用方形封裝,方形封裝的核心地位將依舊穩固,未來方形電池的占比將保持穩中有升的態勢。根據真鋰研究的數據,結構件占鋰電池成本比例達到16%,是鋰電池非常重要的組成部分。電池精密結構件行業競爭格局(一)電池精密結構件行業競爭格局1、鋰電池精密結構件行業特點從客戶群體看,鋰電池精密結構件下游客戶進入門檻很高,部分客戶的認證周期長達1-3年,客戶轉換成本高,選定結構件供應商之后不會輕易進行更換。因此,與知名鋰電池下游客戶建立長期合作關系的結構件供應商相對其他結構件供應商具備更強的競爭力。從產品結構看,不同封裝形式和不同功能的鋰電池精密結構生產工藝差異較大,關鍵設備和模具不具備通用性,需要一定的資金投入與經驗積累。因此,能同時生產不同封裝形式和不同功能鋰電池精密結構件的廠商較少,大部分供應商一方面不具備配套產品的生產能力,產品間協同銷售能力相對較差;另一方面也不具備生產不同封裝形式鋰電池精密結構件的能力,在客戶需求或有變化的情形下,抗風險能力較弱。從技術實力看,鋰電池精密結構件需要金屬材料、機械工程學等多學科交叉整合,產品的制造工藝、質量控制需要較長時間的經驗積累,大部分結構件廠商技術儲備不足、研發能力有限,應對客戶新產品開發的能力較弱。從生產流程看,工藝控制的穩定性與響應速度也是客戶對供應商進行考量的重要因素。行業內具備全流程加工能力的結構件供應商較少,大部分供應商需結合外部委托加工進行生產,一是無法對外部加工的品質進行過程控制,持續供應能力的穩定性有所降低;二是外部加工的產品交付周期需要結合供應商產能和排產計劃進行,相對而言,該部分結構件供應商根據客戶需求靈活調節排產計劃的能力較弱。從經營規??矗囯姵鼐芙Y構件行業具有較為明顯的規模經濟效應,大部分結構件廠商整體規模較小,原材料采購議價能力弱、產能利用率不足,相對規模較大的結構件制造商不具有成本優勢。2、鋰電池精密結構件行業競爭格局受鋰電池行業的市場集中度、封裝技術路線和電池精密結構件行業特點影響,我國鋰電池精密結構件行業在各細分技術路線領域行業集中度較高,圓柱和方形封裝路線各自形成了幾家領先的精密結構件廠商,如圓柱領域有中瑞電子、SangsinEDP等;方形領域有科達利、震裕科技、瑞德豐等。(二)鎳基導體材料行業競爭格局我國從事鎳基導體材料制造的廠商較多,但業內生產規模較大、技術工藝較為成熟且業內口碑良好的企業較少。多數企業仍集中在低端產品市場,普遍缺乏自主研發能力,規模實力、產品質量以及交貨時間等無法滿足高端客戶的需求。近年來,隨著該行業的發展和加工技術的進步,國內已出現了遠航合金等代表性企業,占據了較大的市場份額,并且在生產、管理、技術各方面都取得長足的進步。目前,國產鎳基導體材料正在逐步取代進口產品。電池精密結構件行業發展概況(一)電池精密結構件行業與鋰電池行業的關系相關研究表明,由于鋰金屬的活性較強,為確保鋰電池的安全,通過電池精密結構件進行防護是必要的措施。電池精密結構件可在鋰電池發生熱失控時首先斷開電路避免鋰電池進一步過充電,并通過在電池單體頂部和殼體底部設置了防爆結構,在鋰電池內壓升高時及時泄壓,以避免鋰電池單體的爆炸。因而,電池精密結構件屬于鋰電池安全防護所需的安全部件,與鋰電池行業發展關系密切。(二)電池精密結構件的行業規模受鋰電池市場快速發展的影響,鋰電池精密結構件的市場空間持續增長。2019年至2021年,中國鋰電池精密結構件市場產值快速增長,由62.3億元增至133億元,并預計2025年我國鋰電池精密結構件市場規模將突破270億元,市場前景廣闊。鋰電池精密結構件的類型與鋰電池封裝形式密切相關。目前,圓柱、方形和軟包等三種封裝形式的鋰電池在全球市場呈三分天下的競爭格局,均有較大的市場發展空間。整體而言,終端應用領域和國家強制標準對鋰電池的安全性要求不斷提升,有利于鋰電池精密結構件行業的長期健康發展。1、圓柱鋰電池精密結構件的行業規模2019年-2021年,中國圓柱鋰電池精密結構件市場分別為8億元、14億元和24億元,呈快速上升趨勢。2020年以來,受電動工具、電動輕型車等終端應用市場需求帶動,圓柱鋰電池市場規模較快增長。GGII預計,2025年中國圓柱鋰電池精密結構件的市場規模將達到48億元(不含在中國建廠的海外電池廠商的需求,如:松下、三洋、LG化學等)。2、方形鋰電池精密結構件的行業規模2019年-2021年,中國方形鋰電池精密結構件市場分別為54億元、62億元和101億元,呈持續快速增長趨勢,主要系新能源汽車用動力電池裝機量持續上升的影響。未來,新能源汽車用動力電池市場和新型儲能電池市場仍將持續推動方形鋰電池精密結構件市場快速擴張。殼體殼體的制造相對簡單,主要采用連續拉伸工藝。由于蓋板集成部件較多,工藝較為復雜,且在實際作用時,防爆閥開啟后電解液容易飛濺至蓋板接線造成二次事故,因此出現了將防爆閥轉移至殼體的現象。與圓柱、方形電池的硬殼不同,軟包電池采用鋁塑膜封裝。鋁塑膜由鋁箔、多種塑料和粘合劑(包括粘接性樹脂)組成,按照制作工藝區分,主要有干法和熱法兩種。相比熱法鋁塑膜,干法鋁塑膜更加適用于大倍率、高能量動力電池,應用更加普遍。因為與電池的內部材料直接連在一起,所以電解液會浸潤到鋁塑膜的內層,故要求其具備以下性能:1)極高的阻隔性;2)良好的熱封性能;3)內層材料耐電解液及強酸,不與電解液反應;4)良好的延展性、柔韌性和機械強度。在結構上,鋁塑膜為一種三層膜的復合材料,主要由尼龍層(ON)、鋁箔層(AL)、流延或未拉伸聚丙烯層(CPP)相互粘合后構成。根據鋁塑膜厚度的不同,可分為88μm、113μm、152μm,其中厚度152μm的鋁塑膜適用于動力電池,而更薄的88μm和113μm適用于3C領域。在成本上,鋁塑膜占到整只電芯的18%,僅次于正極(30%)和電解液(25%),屬于占比較大的一種成分。在鋁塑膜本身的構成中,鋁箔的成本占到65%。在鋁塑膜的原材料中,鋁箔是核心材料,厚度5-9μm,國內產能較豐富,領先的壓延鋁箔企業包括華西鋁業、渤海鋁業、河南神馬等,但國內產品在性能方面不及國際產品,主要供應中低端3C消費電子領域。CPP(流延聚丙烯薄膜)主要起到封口作用,國內生產企業主要有佛塑科技、廣東仕誠、佛山俊嘉等,但產品主要用于低端3C消費電子領域。BOPA(雙向拉伸尼龍薄膜)位于最外層,主要起到保護作用。國內廠家主要有滄州明珠、佛塑科技、廈門長塑等,但主要應用領域為3C消費電子領域。綜上,國內原材料主要應用于3C消費電子領域,在軟包動力電池領域所需原材料仍依賴進口。鋰電池行業的特點(一)鋰電池安全問題亟待解決在新能源汽車對傳統燃油車的替代趨勢基本確定的背景下,鋰電池憑借能量密度高、放電功率高、循環壽命長等優勢,是目前電動汽車使用的主要動力電池。然而近年來,鋰電池熱失控導致的安全事故偶有發生,對消費者的生命與財產安全造成了威脅。為應對鋰電池安全性問題,促進我國新能源汽車等戰略新興行業的健康發展,我國公布了《電動汽車用動力蓄電池安全要求》強制國家標準,該標準自2021年開始施行,強制要求鋰電池出廠前進行嚴密的安全測試,包括電芯的6項與電池系統的15項安全性試驗,以確保鋰電池的使用安全。隨著強制標準的施行,鋰電池安全性門檻明顯提升,電池安全性的保障程度將愈發受到生產企業、終端使用者和政府監管部門的重視,而鋰電池企業將如何最大程度降低鋰電池的安全問題,是鋰電池及相關行業面臨的挑戰。(二)鋰電池多種技術路線并存近年來,鋰電池商業化應用快速發展,為應對新能源汽車等終端應用市場對鋰電池不斷提升的要求,鋰電池新興技術不斷涌現,呈現多種技術路線并存的情形。目前,鋰電池的技術路線差異主要表現在正極材料體系和封裝形式等方面。一是鋰電池的正極材料技術路線存在差異。正極材料是鋰電池的重要組成部分,其特性對于電池的能量密度、循環壽命、安全性能等具有重要影響,技術路線主要包括三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰等。電池精密結構件及材料憑借其較強的通用性可廣泛用作鋰電池的封裝或導電材料,一般不受正極材料技術路線的影響。二是鋰電池的封裝形式存在差異。封裝形式是指單體鋰電池的封裝結構,不同的封裝形式對應不同的工藝制程,也對應了不同形態的電池精密結構件。目前,鋰電池封裝形式技術路線主要包括圓柱、方形、軟包三種形式。目前,圓柱、方形和軟包三類鋰電池特性各有優劣,在全球市場呈三分天下的競爭格局,均有較大的市場發展空間。2020年9月,特斯拉推出了46800大圓柱電池方案。與傳統的小圓柱電池相比,大圓柱電池技術可降低電池包中電池的數量以及相應的結構件數量,提升能量密度、簡化電池管理系統、降低制造成本,較大程度彌補圓柱電池電池管理系統要求高于方形電池的劣勢。從目前進展來看,2022年1月特斯拉已實現自產100萬顆4680大圓柱電池,產品良率達到量產水平。2022年9月,寶馬集團宣布從2025年起在其新車型中使用46系列圓柱電芯,并將首批合

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