杏彩体育:储能锂电池渐受到重视 市场占比将上升至8%

2024-11-23 10:26:49 来源:杏彩体育投注网 作者:杏彩体育投注网官网

  锂离子电池根据应用场景可分为动力、消费和储能三种。传统的消费锂电池主要应用于手机、笔记本电脑、数码相机等3C类产品,2015年占全球各类锂电池出货量的62%,但随着全球对新能源汽车需求量的增加,消费类锂电池应用的占比逐年下降。根据预测,我国动力锂电池在锂电池全部应用中的占比有望从2015年的34%上升至2020年的70%,动力电池将成为锂电池的主要应用场景。此外,储能锂电池作为新兴应用场景也逐渐受到重视,预计市场占比从2015年的6%小幅上升至2020年的8%。

  锂离子电池根据应用场景可分为动力、消费和储能三种。传统的消费锂电池主要应用于手机、笔记本电脑、数码相机等3C类产品,2015年占全球各类锂电池出货量的62%,但随着全球对新能源汽车需求量的增加,消费类锂电池应用的占比逐年下降。根据预测,我国动力锂电池在锂电池全部应用中的占比有望从2015年的34%上升至2020年的70%,动力电池将成为锂电池的主要应用场景。此外,储能锂电池作为新兴应用场景也逐渐受到重视,预计市场占比从2015年的6%小幅上升至2020年的8%。

  全球市场规模2020年有望达到4500亿。2016年受新能源汽车政策推动,我国锂离子电池年产量飙升至78亿只,同比增长高达40%。全球锂离子市场规模近年稳定上升,2016年全球规模达2158亿元,2011-2016年复合增长率21%。预计2020年全球锂离子电池市场规模有望达到4500亿元,其中我国锂离子电池市场规模有望达到3000亿元。

  政策推动新能源汽车产业发展。2016年12月,国务院发布《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,明确指出,需要大幅提升新能源汽车和新能源的应用比例,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,产值规模超过10万亿。2017年4月,工信部印发的《汽车产业中长期发展规划》中提出,2020年新能源汽车产销达到200万辆,2025年新能源汽车占汽车产销20%以上。

  我国新能源(9.05 +3.08%,诊股)汽车成爆发式发展。2014-2015年受政策驱动,新能源汽车概念在市场上迅速推广,我国新能源汽车销售量的增长率均超过300%;2016年销售量达51万辆,同比增长率也高达53%。根据工信部规划的2020年我国新能源年销量目标(200万辆)估算,2016-2020年复合增长率将在40%左右,维持高速增长趋势。

  锂电自行车快速增长推动动力电池需求上升。除汽车以外,我国锂电自行车产量也在迅速提升,2015年锂电自行车产量达350万辆,同比增长32%,2010-2015五年复合增长率高达70%。电动汽车、锂电自行车需求的迅速上升,使得动力锂离子电池需求量大幅上升,使之成为带动锂离子电池行业增长的主力。

  3C类产品发展减缓,导致消费类锂电池需求增速降低。3C类产品在经历过发展的黄金阶段之后,智能手机产品等市场已趋近于饱和。全球智能手机的出货量增速,从2010年的高达76%,降低至2015年10%。根据估算,2016年全球智能手机出货量达到15亿个,但同比增速仅2%,而到2019-2020年可能会出现负增长。

  VR、无人机、可穿戴设备等新增需求带动消费锂离子电池增长。尽管传统手机、笔记本电脑、数码产品等发展减慢,近年来出现的多种新型产业增加了对消费锂离子电池的需求,如VR眼镜、无人机、可穿戴设备等。中国虚拟现实(VR)行业从2015年开始起步,市场规模正处于飞速扩张时期;根据预测,2017年VR行业规模将从2016年的约60亿元增长至超过130亿元,同比增长约140%;到2020年预计超过550亿元,2016-2020年复合增长率接近80%。根据预测,全球民用无人机市场规模也呈快速扩张趋势。2015年全球民用无人机市场规模为36亿美元,同比增长率33%;到2020年,全球民用无人机市场规模增长到约260亿美元,五年复合增长率近50%。2012年发布的GoogleGlass,2014年发布的小米手环,2015年面市的苹果手表,相继将智能穿戴推向了风口浪尖。根据预测,2016-2020年,智能眼镜出货量的年复合增长率高达200%左右,智能服装超过60%,智能手表接近30%。

  储能是解决新能源风电、光伏间歇波动性的重要手段之一。风力、光伏发电具有不稳定性,储能技术可助风电厂平滑输出功率。近年来,政府大力扶持可再生能源,风电和光伏装机规模迅速扩大。根据国家能源局计划,“十三五”期间我国风电装机目标210GW;2017年上半年我国光伏新增装机容量24.4GW,光伏装机总量超过100GW。风电、光伏发电的间歇波动性特征严重限制其并网能力,是导致我国弃风、弃光现象严重的原因之一。2016年,我国弃风率高达17%,西部平均弃光率高达20%。而配置储能系统可以实现“削峰平谷”,解决可再生能源发电的大幅波动问题,为大规模并网创造条件。

  锂离子电池储能是电化学储能的重要组成。目前,大容量储能技术主要有机械储能(抽水储能、压缩空气、飞轮储能等),电磁储能(超导磁储能、超级电容等),以及电化学储能(铅蓄电池、液流电池、锂离子电池等)。其中,抽水储能是最成熟、最经济的大容量储能技术,具有规模大、寿命长、运行费低等优点。在中国运营的储能项目中,抽水储能累计装机个数占比99.5%。但抽水储能必须有合适建造上下水库的地理条件,受地形条件限制大,且建设周期长。

  锂离子电池储能是未来发展的主要形式。电化学储能技术具有响应时间短、能量密度大、灵活方便、维护成本低等优点,是抽水储能以外最主要的储能形式。根据预测,中国电化学储能累计装机量将稳步上升。2016年累计装机量为255MW,到2020年,电化学储能装机量将超过2000MW,2016-2020年年复合增长率接近70%。而锂离子电池储能占电化学储能已装机个数的66%,是最主要的电化学储能形式。

  国际上,发展较早的日韩企业处于技术领先地位。1990年,日本Kaido公司成功研发出第一台方形锂离子电池卷绕机,标志着锂离子电池自动化生产设备开始出现。1999年,韩国Koem公司开发出了锂离子电池卷绕机和装配机。至此之后,日韩在锂离子电池设备制造上一直处于国际领先地位,设备精度高、性能好、自动化程度高。

  我国锂电设备市场空间2020年预计到210亿。根据中国预测,假设动力锂离子电池实际产能利用率为55-70%,消费和储能锂电产能利用率90%,到2020年我国锂离子电池产能预计将超过270GWh。我们假设每GWh的动力锂电池产能对应的总投资约6亿元,其中设备投资占比65%,而国产设备占比到2020年有望提升到100%,则每GWh产能释放对应的国产设备投资约3.9亿元,预计2020年我国锂电设备规模约210亿元,2016-2020年复合增长率约17%。

  锂离子电池设备泛指锂离子电池生产过程中使用的各种制造设备,是锂离子电池性能和成本的决定因素之一。锂离子电池生产工艺较长,包括50多道工序,相应需要50多种设备。整个制造工艺可分为极片制作、电芯组装、电芯激活检测和电池封装四个工序段,其中极片制作相关设备称为前端设备,电芯制作相关为中端设备,电芯激活检测和电池封装设备为后端设备。整个锂离子电池工艺流程约需15天完成,其中浆料制备、干燥、化成时间较长,少则10小时,多则48小时;而其他工艺较快,平均是5-6小时。

  搅拌、涂布、分切、检测工序最为核心。前端设备包括极片制作工序中所需要的搅拌机、涂布机、辊压机和分切机等。中端设备是电芯装配工序中涉及的卷绕机、叠片机、注液机、封口焊接等设备。后端设备用于电芯激活化成、分容检测以及组装成电池组等工艺。

  前端设备由于精度和自动化要求最高,最为核心,价格也最高。其中,搅拌机的搅拌效果直接影响电池性能,被认为在锂离子电池的整个生产工艺中对产品的品质影响大于30%;涂布机要求将搅拌后的浆料均匀得涂在金属上,厚度需精确到小于3μm;分切机需要保证切片表面不存在任何毛刺,否则对后续工艺产生很大影响。中端设备中的卷绕机、叠片机,后端设备中的检测设备技术壁垒也较高,产值空间大。

  涂布机、卷绕机、检测设备产值占比最高。根据高工锂电披露的锂电设备成本占比分布,属于前端设备的涂布机占比约30%,卷绕机占比约20%,后端的活化分容检测设备占比约20%,组装干燥相关设备(包括搅拌机)占比10%。结合该产值比例和预测的锂电设备市场规模,计算出各设备市场规模2016-2020年的预测值。涂布机、卷绕机和活化分容检测设备市场规模最大,2016年分别在30亿元、20亿元、20亿元左右,2020年预计将超过60亿元、40亿元、40亿元。

  浆料搅拌对锂离子电池品质影响度大于30%,是锂离子电池生产工艺中的重要环节。锂离子电池正极浆料由粘合剂、导电剂、正极材料等组成,负极浆料由粘合剂、石墨碳粉等组成;正负极浆料的制备都包括了液体与液体、液体与固体物料间的相互混合、溶解、分散等;浆料分散质量的好坏,直接影响了锂离子电池的质量及性能。

  搅拌环节主要是国内设备企业间的竞争。早在2012年,国产搅拌机的市占率已超过95%基本实现国产化。高工锂电数据显。