一、鋰電池綜述
電池（Battery）指盛有電解質溶液和金屬電極以產生電流的杯、槽或其他容器或複合容器的部分空間，能將化學能轉化成電能的裝置。電池根據放電時內部反應分為化學電池、物理電池和生物電池。電池可根據是否可以充電分為一次電池和二次電池。一次電池也稱原電池，是指電極反應不可逆，可連續或間歇放電，放電後不能充電覆原的電池。主要包括鋅錳電池、鹼錳電池和鋰一次電池等。二次電池又稱為充電電池或蓄電池，是指在電池放電後可通過充電的方式使活性物質激活而繼續使用的電池，主要包括鉛酸電池、鎳鉻電池、鎳氫電池和鋰離子電池，目前行業主流電池為鋰離子電池。
電池分類
資料來源：公開資料整理
鋰離子電池按照鋰電池不同的組成成分、形狀及其應用，可以從如下幾個原則進行分類：電解質形態、正極材料、應用領域、外包裝材料、形狀。從外包裝材料來分，目前鋰離子電池主要方形、圓柱、軟包三大類，其中方形和圓柱的外殼主要採用鋁合金、不鏽鋼等硬殼。而軟包的外殼則採用鋁塑膜來製造：鋁塑膜（ALF）是由鋁箔、多種塑料和粘合劑（包括粘接性樹脂）組成的複合材料：在軟包電池中，單片電池組裝後用鋁塑膜密封，鋁塑膜起保護內容物的作用；從應用領域來看，目前鋰離子電池主要包括三種：消費電池、儲能電池和動力電池。
鋰電池分類情況
資料來源：公開資料整理
從鋰離子電池生產工藝來看，鋰電池生產分前端、終端和後端生產工藝，主要包括攪拌、塗布、分切、卷繞、注液、化成、分容等環節，其涉及攪拌機、模切機、卷繞機等一系列鋰電設備。
鋰離子電池生產工藝
資料來源：公開資料整理
二、鋰電池產業鏈
鋰離子電池產業鏈上游，需要完成初始礦石原料的採礦、冶煉、化工製作等流程，將原始礦產轉變為適合製作動力電池的二級電池材料，包括正極材料、負極材料、電解液、電池隔膜、和其他原材料產業；中游鋰離子電池生產與組裝要經過兩個環節：1）將一定數量的電芯進行串並聯組裝成電池模組；2）電池模組加上熱管理系統、電池管理系統（BMS）以及一些結構件組成完整的電池包，又稱作電池PACK；下游鋰離子電池主要應用領域是新能源汽車動力電池、消費電子、儲能設備。
鋰離子電池產業鏈
資料來源：公開資料整理
從新能源汽車的成本構成看，動力電池屬三大成本要素之一，而動力電池主要由正極、負極、隔膜以及電解液等組成，其中正極材料成本佔比最多達45%。
2021年鋰離子電池成本分佈構成（單位：%）
資料來源：公開資料整理
相關報告：華經產業研究院發佈的《2022-2027年中國鋰離子電池行業市場調研及投資戰略規劃建議報告》
三、鋰離子電池行業現狀分析
1、全球市場現狀
受益於全球節能減排趨勢及歐盟達成碳排放協議，全球鋰電市場在2018年後進入需求高速發展時期。據統計，2020年全球鋰電池需求量達到279GWh，其中動力電池需求量為127GWh，儲能、3C等其他鋰電池需求量為152GWh。預計到2025年，全球鋰電池需求量將達到1223GWh。
2017-2025年全球鋰電池需求量（裝機量）情況
資料來源：公開資料整理
從供給情況來看，據統計，2020年全球鋰離子電池出貨量為298GWh，同比增長23%；其中消費電子電池出貨量92GWh，同比增長7%，佔比下滑至31%；動力電池出貨量143GWh，同比增長31%；儲能電池出貨量為27GWh，同比增長53%。
2016-2020年全球鋰電池出貨量情況
資料來源：公開資料整理
2、中國市場
從鋰離子電池行業運行情況來看，2021年，我國鋰離子電池行業以深化供給側結構性改革為主線，加快提升產業鏈供應鏈現代化水平，全行業實現持續快速增長，先進產品供給能力不斷提高。據工信部數據，2021年我國鋰離子電池出貨量達到324GWh，同比增長106%。2022年1-2月，我國鋰離子電池行業保持高速增長態勢，出貨量超過82GWh。
從鋰離子電池產量來看，根據國家統計局數據，2021年我國鋰離子電池產量為232.6億隻，同比增長22.4%，2022年1-3月鋰離子電池產量達到58.5億隻，同比增長14.5%。
2016-2022年中國鋰離子電池出貨量及產量情況
資料來源：工信部，國家統計局，華經產業研究院整理
從下游出貨量結構來看，動力電池佔比最高。據工信部數據，我國2021年鋰離子出貨量中，消費、動力、儲能型鋰電產量分別為72GWh、220GWh、32GWh，分別同比增長18%、165%、146%。2022年1-2月，儲能電池出貨量超過9GWh，新能源汽車動力電池裝車量約30GWh。
2021年中國鋰離子電池出貨量結構佔比情況
資料來源：工信部，華經產業研究院整理
從動力電池市場來看，根據電池聯盟數據，2021年，我國動力電池產量共計219.7GWh，其中磷酸鐵鋰電池產量累計125.4GWh，佔總產量57.1%，同比累計增長262.9%；我國動力電池裝車量154.5GWh，其中磷酸鐵鋰電池裝車量累計79.8GWh，佔總裝車量51.7%，同比累計增長227.4%。
中國動力電池出貨量及裝車量結構
資料來源：電池聯盟，華經產業研究院整理
3、中國鋰電材料現狀
鋰離子電池直接使用的一階材料包括正極材料、負極材料、隔膜和電解液。據工信部數據，鋰電直接使用的一階材料環節，相關產品出貨量2021年同比增長超過65%。2022年1-2月鋰電池正極材料出貨量為23.4萬噸，負極材料出貨量為14萬噸。
2016-2022年中國鋰電池正/負極材料出貨量情況
資料來源：工信部，華經產業研究院整理
2021年中國鋰離子電池隔膜出貨量為50.7億平方米，電解液出貨量為78萬噸。2022年1-2月，鋰電隔膜出貨量為17.5億平方米，電解液出貨量為10.5萬噸。
2016-2022年中國鋰電池隔膜及電解液出貨量情況
資料來源：工信部，華經產業研究院整理
鋰電間接使用的二階材料環節，1－2月電池級碳酸鋰、氫氧化鋰產量分別達3.7萬噸、2.9萬噸，市場價格呈現高位運行並持續上漲，2月底價格分別突破48萬元/噸和44萬元/噸。據最新數據，2022年4月26日，碳酸鋰(99.5%電池級/國產)市場均價下跌3500元/噸，報461500元/噸，從四月初的歷史高點502500元/噸累計跌去41000元/噸。
2020-2021年中國電池級碳酸鋰價格走勢
資料來源：公開資料整理
4、中國鋰離子電池進出口現狀
從鋰離子電池進出口貿易來看，我國是全球重要出口國，出口大於進口。據統計，2021年我國鋰離子電池出口數量為34.3億隻，出口金額達到284.3億美元。據工信部數據，2022年1-2月，我國鋰電出口貿易穩步增長，全國出口總額達到357億元。
2015-2021年中國鋰離子電池出口數量及金額統計
資料來源：海關總署，華經產業研究院整理
自2015年以來，我國鋰電池出口均價持續提升。從2015年的4.3美元/個提升至2021年的8.3美元/個。
2015-2021年中國鋰電池出口均價走勢
資料來源：海關總署，華經產業研究院整理
從出口地區分佈來看，目前，我國鋰電池出口金額最高的地區是美國，2021年，出口至美國的鋰離子電池金額為49.75億美元，佔總出口額的17.50%。德國、韓國、越南以及香港緊隨其後，出口額佔比分別為12.28%、10.56%、8.92%和8.01%。
2021年中國鋰電池出口地區分佈（按出口金額）
資料來源：海關總署，華經產業研究院整理
四、鋰離子電池行業競爭格局分析
從全球市場競爭格局來看，2021年全球動力電池裝機311GWh，同比增長115%。其中，排名TOP10企業合計裝機286GWh，佔比92%。寧德時代、LG新能源和松下為行業前三，分別裝機量為99.6GWh、61.3GWh、36.3GWh，市場佔比32.02%、19.70%、11.67%。
2021年全球動力鋰電池市場裝機競爭格局
資料來源：公開資料整理
從國內市場來看，2021年排名前3家、前5家、前10家動力電池企業裝機合計分別為114.6GWh、128.9GWh和142.5GWh，佔總裝機量的比例分別為74.2%、83.4%和92.3%，動力電池行業集中度高。其中，億緯鋰能2021年國內裝機2.92GWh，同比增長147%，佔總裝機比例1.9%，同比持平。
2020-2021年中國動力鋰電池裝機排名TOP10
資料來源：電池聯盟，華經產業研究院整理
五、鋰離子電池行業未來發展趨勢
1、電池能量密度將持續提升
在動力電池領域，系統的能量密度與電動汽車的續航里程直接掛鈎，高能量密度幾乎成為市場衡量電池性能的絕對標準。目前，多國政府和企業對動力電池能量密度提出發展規劃。從國家規劃來看，韓國的規劃相對激進，提出電芯能量密度在2030年達到600Wh/kg。美國先進電池聯合會提出在2020年電芯能量密度提升至350Wh/kg。日本新能源產業技術綜合開發機構提出在2020/2030年電芯能量密度分別達到250/500Wh/kg。中國的目標最為穩健，計劃在2020/2025/2030年分別達到300/400/500Wh/kg。
新技術、新體系將推動行業競爭格局良性改變。目前成熟的鋰電池體系的能量密度天花板已現。對於電芯而言，能量密度提升的本質在於提高正負極材料的比容量以及正負極材料的電勢差。短期可以通過調節材料元素成分或改善製備工藝提高現有體系的能量密度，如無鈷高鎳技術、乾電極技術；長期看，現有鋰電成熟體系的能量密度天花板已現，未來十年裏，固態電池、鋰空/鋰硫電池等新體系的開發或將成為重點。
2、鋰電池成本仍有下降空間
降低成本是電動汽車對鋰離子電池行業發展提出的另一需求。電動汽車的造價成本一般比傳統燃油車高。而電動汽車中動力電池成本佔比在40%左右，動力電池成本的降低對整車降本貢獻最大。而且鋰離子電池成本下降空間一直存在。自從大規模工業化應用以來，鋰離子電池的製造成本呈現急速下降趨勢。根據BloombergNEF數據，2019年全球動力鋰離子電池包價格在156美元/kWh，預計到2024年降至93美元/kWh，到2030年進一步降至61美元/kWh。
3、解決鋰電池失效問題
鋰離子電池的失效分為性能失效與安全性失效。性能失效指鋰電池容量衰減、循環壽命短、倍率性能差、一致性差、易自放電、高低温性能衰減等。安全性失效包括熱失控、脹氣、漏液、析鋰、短路等。失效的內因較為複雜，電芯四大材料皆存在失效導火索。動力鋰電池的失效直接影響電池的使用壽命與安全性。有效解決電池熱失效問題主要方法為：1）使用阻燃添加劑防止有機電解液燃燒；2）開發不易燃的固態電解質。
華經情報網隸屬於華經產業研究院，專注大中華區產業經濟情報及研究，目前主要提供的產品和服務包括傳統及新興行業研究、商業計劃書、可行性研究、市場調研、專題報告、定製報告等。涵蓋文化體育、物流旅遊、健康養老、生物醫藥、能源化工、裝備製造、汽車電子、農林牧漁等領域，還深入研究智慧城市、智慧生活、智慧製造、新能源、新材料、新消費、新金融、人工智能、“互聯網+”等新興領域。