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动力电池行业深度分析

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本文将对动力电池产业链、动力电池分类、行业现状、重点环节分析、相关公司等进行梳理,以供参考。

1、动力电池产业链

动力电池产业链分为上游、中游、下游和回收利用四个部分。上游包括锂、镍、钴、钢材、铜材等资源;中游涉及正极材料、负极材料等;下游是电池生产及供应;回收利用则是近年来兴起的环节。

2、动力电池分类

动力电池根据正极材料不同,主要可以分为三元材料电池和磷酸铁锂电池;根据封装方式和形状不同,可以分为方形电池、软包电池和圆柱电池。三元材料是指镍钴锰酸锂(NCM)或者镍钴铝酸锂(NCA);软包结构与方形、圆柱的最大区别壳体形态和制造工艺。

3、行业现状

2024年中国动力锂电池销量为 791.3GWh,同比增长28.4%。中商产业研究院分析师预测,2025年中国动力锂电池销量将达935.2GWh。

2024年我国动力电池累计装机量548.4GWh,同比增长41.5%。中商产业研究院分析师预测,2025年中国动力电池装车量将达752.4GWh。我国新能源汽车产业已经成为全球市场增长的主要推动力。根据SNE Research 数据,2024年1-11月,全球动力电池装机量累计达785.6GWh,同比增长26.4%。2024 年全球动力电池装机量将达到 894.4GWh。

2024年中国动力锂电池出货量超780GWh。中商产业研究院分析师预测,2025年中国动力锂电池出货量超960GWh。2024 年中国动力锂电池出口量为133.7GWh,同比增长5.0%。中商产业研究院分析师预测,2025年中国动力锂电池出口量将达138.1GWh。

根据SNE Research 数据,2024年1-11月,全球动力电池装机量排名前十的企业中我国企业牢占6席,市场份额高达65.5%,相较2023年继续提升2.0pcts,产业竞争优势进一步提升。国内以宁德时代、比亚迪、中创新航等为代表的新能源动力电池龙头企业,通过技术升级、建立合资公司等方式深度绑定整车企业,不断扩大订单量和市场份额,强化自身行业地位。宁德时代在全球动力电池装机量的市场份额高达36.8%,产业龙头地位稳固。

依托麒麟电池、神行电池等旗舰产品的发布,宁德时代在市场认可、客户合作和品牌影响力等方面进一步得到了提升,增强了其在动力电池领域的竞争力。根据创新联盟数据,2024 年宁德时代动力电池国内市占率已提升 45.1%,相较于 23 年提升了2.0pcts,市场份额上升明显。

4、重点环节分析

(1)正极材料

目前,三元和磷酸铁锂是市场两大主流正极材料。三元正极材料对应的锂电池在同等条件下具有能量密度高,续航能力强的特点;而磷酸铁锂电池具有安全性好,成本低的特点,两者被广泛应用在电动汽车领域。其中,三元材料又可以分为 NCM(镍钴锰)和 NCA(镍钴铝)两种。正极材料价格整体处于下降趋势中,2025年有望维持相对稳定:2024 年正极材料价格总体处于下降探底趋势中,磷酸铁锂材料价格由年初的4.40万元/吨下降至12月中旬的3.37万元/吨,三元6系材料由年初的13.30万元/吨降至12月中旬的 11.65万元/吨。随着需求的持续增长,2025年正极材料价格有望维持相对稳定。正极材料产能利用率同比均明显上升:根据隆众资讯的数据,2024年11月我国铁锂的总体产能利用率为53.60%,环比下降0.74个百分点,同比上涨8.63个百分点。11月我国三元材料的总体产能利用率预计为47.93%,环比上涨0.56个百分点,同比上涨2.61个百分点。

2024年以来,多数正极厂商利润率趋向平稳,尽管部分企业出现了毛利率下滑,但整体向好。分类来看,多数铁锂厂商仍处于亏损状态,能够认为这主要是产品同质化严重,竞争激烈导致的。三元则多数实现了正向收益,能够认为这与三元产品偏向于定制化的产品特征以及以销定产经营模式相关。展望2025年,随着产能的逐步出清以及原材料价格趋向稳定,正极厂商的利润水平有望逐步提升,回归正常水平。

(2)负极材料

负极材料产品主要分为两大类:碳材料和非碳材料。碳材料主要包括石墨类材料,如天然石墨、人造石黑、中间相碳微球(MCMB)、硬碳和软碳等。石墨类负极因其层状结构有利于锂离子的嵌入和脱嵌,具有较好的电化学性能和循环稳定性,是目前锂离子电池中应用最广泛的负极材料。非碳材料则包括硅基材料、钛酸锂、锡基材料、氮化物等。硅基材料因其高理论比容量(可达4200mAh/g)被认为是下一代负极材料的有力候选,而钛酸锂因其稳定的循环性能和良好的安全性能也被产业化应用。这些负极材料的选择和应用直接影响着锂离子电池的性能,如能量密度、循环寿命和充放电速率等。

据智研瞻预计,2024年到2030年中国锂电池石墨负极材料市场的年增长率预计将在3.65%至4.5%之间。2023年,中国负极材料的出货量达到165万吨,同比增长20.44%,其中人造石墨和天然石墨的出货量分别达到146万吨和18万吨,2024年预计将达到193万吨,同比增长 16.97%,出货量有望超过1100GWh,中国正式进入TWh 时代。

根据EVTank统计,2023年负极材料出货量前十的企业包括贝特瑞、上海杉杉、江西紫宸、中科星城、尚太科技、东莞凯金、翔丰华、广东东岛、河北坤天、金汇能,贝特瑞以接近23%的市场份额排名第一,上海杉杉以接近17%的市场份额排名第二。

(3)电解液

电解液由电解质锂盐、溶剂和添加剂三部分组成。按质量占比划分,电解质锂盐占电解液比例约 10%-15%,有机溶剂占比约 80%,添加剂占比约 5%-10%。溶质、添加剂及电解液配方是电解液核心,其技术水平对电解液导电性、稳定性等至关重要。溶质决定了电解液基本理化性能,对锂电池特性有重要影响,目前主流溶质为六氟磷酸锂(LiPF6)。此外,添加剂不同配比对电解液性能同时具有显著影响,添加剂类型主要包括成膜添加剂、过充保护添加剂、高/低温添加剂、阻燃添加剂和倍率型添加剂等。锂盐占电解液成本比重最大。单吨电解液需消耗 LiPF6/LiFSI约0.12吨,溶剂约 0.82吨,添加剂约0.01-0.02 吨。其中,六氟磷酸锂、LFSI、添加剂和溶剂成本占比分别为53.2%、12.7%、11.1%和19.4%,电解液中锂盐六氟磷酸锂和LiFSI占据主要成本。

得益于下游旺盛的需求,2024年产量六氟磷酸锂及电解液产量均出现提升。截至2024年11月,六氟磷酸锂和电解液产量分别为15.86 万吨、116.20万吨。

(4)隔离膜

隔膜是锂电池重要组成部分,是产业链中最具技术壁垒的关键材料之一,其主要功能为:一是隔绝电池正负极防止短路;二是在充放电过程中为锂离子迁移提供通道。隔膜对电池的电阻、容量和寿命产生重大影响,在一定程度上决定电池的安全性能。目前,市场上主流锂电池隔膜主要是聚烯烃隔膜,主要包括聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯复合材料聚烯烃可提供良好的机械性能、离子电导率和电气强度,是当前锂电池隔膜的主要原材料,隔膜按不同方法划分的具体分类概况如下所示。

隔膜行业“一超多强”,集中度有所下降。目前,我国湿法隔膜行业排名靠前的领军企业分别为恩捷股份中材科技、金力股份与星源材质;2023年,恩捷股份占据国内湿法隔膜市场份额的47%,处于行业龙头地位,湿法隔膜行业仍处于“一超多强”的竞争格局。与2021年相比,湿法隔膜行业的企业集中度有所降低,CR4下滑1.2个百分点。

5、相关公司

(1)宁德时代

宁德时代成立于 2011年,总部位于福建宁德,主要从事动力电池、储能电池和电池回收利用产品的研发、生产和销售。宁德时代拥有宁德、青海、溧阳、宜宾、北京等设有十四大国内生产基地,以及德国图林根、匈牙利等国外生产基地,动力领域客户涵盖国内外知名车企。

公司在材料体系、电池体系与系统结构等方面布局完善,且技术持续更新迭代,产品性能处于行业优势地位。

1)材料体系:三元与铁锂双线并举,新材料应用稳步推进。三元电池方面,公司高镍产品能量密度超 255Wh/kg、倍率性能超 5C,性能优势明显。同时,公司具有超高镍三元电池、高镍三元电池中镍高电压三元电池等多体系解决方案,以此满足客户多样化需求。磷酸盐系电池方面,公司 2023年推出神行电池、在行业内率先实现铁锂 4C快充;2024年又推出神行 PLUS版本,使其兼具续航1000km 与 4C快充的突出性能。此外,针对续航里程在 70okm 左右的中高端车型,公司推出兼具高安全、长寿命、高性价比的 M3P 电池,目前已配套智界 S7、奇瑞星途瑶光等车型。针对储能应用场景,公司于 2024年发布搭载了工系列储能专用长寿命磷酸铁锂电芯的天恒储能系统。该系统实现了 20 尺集装箱 6.25MWh的超高能量储备,并且可以实现首五年容量零衰减,首5年功率零衰减。公司积极应用碳纳米管、硅基负极等材料,提升电池能量密度与倍率性能;同时,公司还布局复合集流体等先进材料,持续优化材料体系。

2)电池体系:钠离子电池、凝聚态电池等产品产业化持续加速。宁德时代 2021年7月发布第一代钠离子电池已量产,预计二代钠离子电池将于 2025年发布,在宁德带动下,钠离子电池有望迎来大规模商用。2023年4月公司发布凝聚态电池产品,单体能量密度超500Wh/kg,实现高比能与高安全兼备。10月 24日公司发布针对增混车型的电池“骁遥”,纯电续航达到 400 公里以上,复刻 4C超充技术,实现充电十分钟,补能 280公里。

3)系统结构:2019年公司发布全球首款 CTP 电池包,2022年发布CTP3.0技术,电池体积利用率从55%提升至 72%,持续优化电池包结构。2024年公司宣布基于 CTC技术的 CIIC一体化智能底盘将首发落地阿维塔,并计划于 2024年内实现量产。此外,公司还推出 AB 电芯混搭技术,突破了单一材料体系性能边界、实现优势互补。

(2)亿纬锂能

亿纬锂能成立于01年,以锂原电池起家,4年内站稳行业龙头,10年起开拓消费电池赛道,并迅速做到头部份额,15年切入动力/储能赛道,迅速获得多个国际大客户定点,成为最亮眼的二线电池企业。

动力电池方面:商用车份额快速提升,乘用车战略押注大圆柱。24年1-11月,公司实现装机18GWh,市占率 2.3%,同比持平。亿纬锂能 24年在全球动力份额较低,与龙头厂商存在较大差距,与其他二线厂商份额接近。

公司动力电池技术全面,具备方形、圆柱、软包三大方案。分领域看,商用车电池供不应求,24年装机量国内第二(10%),预计出货量高增 150%+;乘用车重点拓展爆款车型,配套小鹏 P7+、零跑、其他新势力等,叠加标品化带动成本改善,打造大圆柱王牌产品,目前公司 46 系列大圆柱已获成都大运定点,拿到德国宝马 NeueKlasse 系列车型订单,25 年开始为“新世代”车型架构的纯电车型供应圆柱电池。此外,公司大圆柱全面覆盖三元、铁锂、纯电、增混等车型,发布 Omnicel 全能 6C电池,采用多面冷却技术,低温续航提升 20%,相比方形强度提升56 倍,并具备易拆解、可再生的特点。公司已克服全极耳焊接、揉平、注液难题,总优率>95%,量产效率可达 150PPM。截至 23年底,公司 46 系列电池已取得的未来5年客户意向性需求合计约 486GWh,足以覆盖公司大圆柱电池产能,公司预计 25年开启大规模应用。

大圆柱规划产能超100GWh。根据宝马合作计划,亿纬锂能将分别在中国和欧洲建立两座电芯工厂,每座工厂年产能达 20GWh。公司在匈牙利规划 30GWh大圆柱产能,预计 26年投产;国内荆门规划20GWh,共分三期建设,一期7GWh已投产,二期及三期共 13GWh,计划24年底左右投产;国内成都规划 21GWh产能,沈阳规划 10GWh产能,云南规划 20GWh 产能,预计 25 年后投产。

(3)中创新航

中创新航成立于 2007年,2022年于港交所上市,产品涵盖三元和磷酸铁锂两大体系,在国内拥有常州、洛阳、厦门、成都、武汉、合肥、江门等8个生产基地;此外,公司在葡萄牙规划建设 15GWh生产基地,现有有效产能 146GWh 左右,主要客户包括广汽、小鹏、长安、零跑、赛力斯、蔚来、奇瑞、东风、吉利、一汽解放、徐工、重汽、陕汽、金龙汽车等国内车企。

技术方面,公司新推出的“顶流”和“至”两大系列产品及“无界”全固态电池等12款全场景应用新品,在电池运行压力、寿命、功率方面均取得重要突破。业务布局方面,公司加速角逐创新赛道,与小鹏汇天正式签约,在低空经济领域展开深度合作;同时,公司在船舶电动化渗透开始提速,截至目前,全球已有超过 1000 艘船舶搭载中创新航的动力电池产品;此外,公司新发布的轨道交通电池系统耐压等级超过5000V,完成铁科院 90项认证。凭借过硬的研发创新实力,公司在低空经济、电动船舶、轨道交通等新兴业务板块齐头并进,具有旺盛的生命力,未来发展值得期待。

(4)湖南裕能

国内铁锂正极材料供应商龙头企业。湖南裕能是国内头部正极材料供应商,产品包括磷酸铁锂、三元材料,目前主要销量以磷酸铁锂为主,应用于新能源汽车、储能等领域。公司在湖南湘潭、广西壮族自治x靖西市、四川省遂宁、贵州省福泉、云南省安宁设有五个生产基地。磷酸铁锂产品的能量密度为公司重点优化方向之一。公司通过碳包覆、体相掺杂、添加剂引用、产品形貌控制、级配理论的应用、前驱体特殊掺杂处理等工艺,提升电导率、倍率性能、低温性能和能量密度等性能参数,打造高能量密度、长循环寿命、低温性能优异的磷酸铁锂产品。

(5)恩捷股份

恩捷股份自1996年成立以来,经过多年发展,凭借高质量、高效率和高稳定性的产品,成为全球领先的锂电池隔膜供应商。公司于 2010 年切入锂电池隔膜行业,凭借湿法隔膜技术的突破,迅速占据市场领先地位。2024年,恩捷股份在全球范围内斩获多个重磅订单,与国内外众多龙头企业达成合作,进一步巩固了其行业龙头地位。其产品不仅供应宁德时代、比亚迪等国内主流锂电池企业,还成功打入松下、LGES 等国际巨头的供应链。此外,恩捷股份积极布局固态电池隔膜领域,与北京卫蓝新能源签订长期采购协议,展现了其在技术创新和市场拓展方面的强大实力。

(6)天赐材料

天赐材料是电解液全球龙头,通过一体化和技术进步引领行业发展。天赐材料是电解液生产的龙头企业产能行业第一,且高度绑定头部电池厂商,行业龙头地位稳固。一体化布局有效降本,新技术引领长期成长。1)一体化布局方面,为降本保供,公司引进先进技术,实现六氟磷酸锂及上游原材料氟化锂、五氟化磷等自产,同时采用液态六氣磷酸锂技术省去提纯结品步骤,进一步降本。一体化布局下,公司电解液生产成本低于同行,供需松动格局下具备更强竞争力。2)新技术方面,公司积极布局新型锂盐 LiFSI、各类添加剂以及固态电解质,技术和产能行业领先,打开长期发展空间。

(7)贝特瑞

主营业务为锂离子电池负极材料、正极材料及先进新材料的研发、生产和销售。主要产品包括天然石墨负极材料、人造石墨负极材料、硅基负极材料及高镍三元正极材料等。公司营业收入主要来自锂离子电池负极材料和正极材料产品的销售。2020 年以来,两项业务营收占比保持在 95%以上;负极材料收入在 2024 年上半年占营收比重为 73.60%,为历年最高。在正极材料领域,公司聚焦于研发生产低钴、高能量密度和高性价比优势的高镍三元正极材料,打造资源循环产业链生态。公司生产的三元正极材料主要是以 NCA、NCM811 为代表的高镍三元正极材料,有能量密度高、性价比高等特征。公司在国内率先实现 NCA 正极材料的技术突破,并向海外的动力电池客户实现批量销售。

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