2023年动力电池行业报告

2023动力电池行业研究报告 ResearchReportonIndustryofPowerbatteryin2023 摘要 动力电池产业作为绿色产业的重要组成部分，在“碳达峰、碳中和”的全球大背景下，迎来前所未有的发展机遇。 无论是各类政策的推动作用，还是消费者对新能源汽车需求的猛增，以及动力电池自身生产、制造成本的降低，我国新能源汽车市场规模和动力电池装机量将以高增速持续爆发。 数据显示，中国动力电池的装机量自2016年的28.0GWh增加至2021年的154.5GWh，复合年增长率为40.7%。 预期到2023年将达到433.5GWh，2022年至2026年的复合年增长率为40.8%。 随着我国动力电池的全新发展，动力电池必将实现多方面的改进。 从技术方面来看，在改进过程中，“高安全性”、“高效率性”、“高长寿命”、“低成本性”将作为动力电池技术发展的核心方向和追求目标。 大圆柱4680电池深度影响产业链，钠离子电池将逐步抢占磷酸铁锂电池市场，作为液态电解质到固态电解质的过渡技术，�固态电池即将迎来量产。 另外，根据动力电池平均寿命5-6年测算，第一批商用新能源车用动力电池22-23年开始退役，预计25年理论退役动力电池约为42.8万吨，30年将达到300.1万吨，电池回收对应市场空间广阔。 行业综述 一、动力电池行业综述 •动力电池的定义及性能指标 •动力电池生产工艺 •动力电池的主要分类 •动力电池发展背景 •动力电池的技术分析 二、动力电池行业现状 三、未来发展的机遇和挑战 低温状态下电池的充放电性能，影响使用场景 安全性、循环寿命、容量 隔膜 影响使用里程和年限 动力电池的定义及性能指标 动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。 动力电池可根据正极材料不同、形态不同进行分类，是新能源汽车（电动汽车）不可或缺的核心部件，直接关系着整车性能， 重要性不言而喻。 动力电池技术指标以安全性为基石，高能量密度、高倍率性能为主要发展方向。 比容量、能量密度、一致性 正极 单位体积或单位重量的电池，能够储存和释放的电量 影响电池组的动力输出、续航表现、运行安全 充放电倍率、首次效率、比容量 负极 挤压冲击、针刺、过充放电、极端温度等情况下电池的状态 动力电池可按两大方式进行分类各环节主要指标 方形电池 按外形及封装方式分类 圆柱电池 软包电池 新能源汽车用动力电池 三元材料电池 磷酸铁锂电池 按正极材料分类 锰酸锂电池 钴酸锂电池 资料来源：GGII，发现报告整理 比容量 充放电倍率 低温属性 …… 动力电池 循环寿命 能量密度 一致性 安全性 能量密度、宽温应用、循环寿命、安全性 电解液 单位质量的电池或活性物质所能放出的电量 充放电快慢的一种两度 一致性、安全性 结构件 资料来源：发现报告整理 动力电池生产工艺 动力电池的生产原材料主要包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、电芯壳体、锂电铜箔等，经由涂布、模切、分条、卷绕/叠片、封装、注液、化成等工艺流程制成电池单体（Cell），或称“电芯”。 电池单体（电芯）生产工艺流程 搅拌 涂布 模切 冷压 分条 包聚脂薄膜 焊软连接 X光检测 热压和电阻测试 卷绕 真空烘烤 卷芯入壳 焊顶盖 气密性检测 注液 焊密封钉 二次注液 抽气 化成 静置 静置 开路电压和电阻测试 自放电测试 分容 打包、目检 资料来源：宁德时代招股说明书，发现报告整理 动力电池的主要分类 目前，动力电池的类型主要分为锂离子电池、镍氢电池、燃料电池等。根据《中国锂电产业发展指数白皮书》，动力领域对能量密度、充电倍率、寿命、一致性等性能需求都较高，在系统能量密度达到160kw/kg后，需求出现分化，寿命需求至少在2000次以上。 锂离子电池由于工作电压高、比能量大、体积小、质量轻、循环寿命长、技术相对成熟等综合性优点，成为现阶段新能源动力电池的主流。主流锂离子动力电池又可以进一步分为磷酸铁锂与三元锂电池。 三元锂电池与磷酸铁锂电池对比 三元锂电池磷酸铁锂电池 正极材料使用镍钴锰酸锂（NCM，Li（NixCoyMn(1-x-y)） 构成与特点 O2）或镍钴铝酸锂（NCA，LiNi0.8Co0.15Al0.05O2）的锂离子电池。NCM中的x、y代表不同配比，包含了许多不同比例类型的电池，主流的细分类型有NCM333，NCM523，NCM622，NCM811。 用磷酸铁锂（LFP，LiFePO4）做为电池正极材料的磷酸铁锂电池。 优点 能量密度高，的续航里程更长；低温时电池更加稳定，适合北方天气。 耐高温（电热峰值可达350°C-500°C），更高的安全性、更长的使用寿命、原材料成本低、支持快速充电。 镍钴铝等材料的高温结构不稳定，导致高温安全性差（电热峰 缺点值250-350°C），进而引发危险；成本相对磷酸铁锂电池更高。 能量密度较三元锂电池仍有不小的差距，低温性能不如三元电池，不适合在北方行驶，尤其是东北等极寒地带。 数据来源：OFweek，发现报告整理 动力电池发展背景——政策环境 发展新能源汽车产业有利于中国破解能源环境约束，从“汽车大国”向“汽车强国”转变，具有重要战略意义。自2009年新能源汽车被列为战略性新兴产业起，中央与地方密集出台多项政策文件，逐步建立起全面的政策支持体系。 动力电池作为新能源汽车的核心部件，国家为加快新能源汽车产业化进程，颁布了一系列相关政策性文件，大力支持我国新能源汽车及动力电池行业的健康快速发展。 中国动力电池发展相关政策 2015年5月《中国制造2025》 发布时间政策名称主要内容 提出节能与新能源汽车作为重点发展领域，要求继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展，形成从关键零部件到整车的完整工业体系和创新体系，推动自主品牌节能与新能源汽车同国际先进水平接轨。 把握全球能源变革发展趋势和我国产业绿色转型发展要求，着眼生态文明建设和应对气候变化，以绿色低碳技术创新和应用为重点，引导绿色消费，推广 2016年11月 《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》 绿色产品，大幅提升新能源汽车和新能源的应用比例，全面推进高效节能、先进环保和资源循环利用产业体系建设，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，产值规模达到10万亿元以上。 2017年1月 《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》 补贴标准调整，动力电池系统能量密度成为补贴高低的调整系数。 2017年2月 《促进汽车动力电池产业发展行动方案》 分三个阶段推进我国动力电池发展：2018年，提升现有产品性价比，保障高品质电池供应；2020年，基于现有技术改进的新一代锂离子动力电池实现大规模应用；2025年，采用新化学原理的新体系电池力争实现技术变革和开发测试。 2018年1月 《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》 作为国内电动汽车用动力电池单体、电池包或系统的强制标准，其范围涵盖了电动汽车用锂离子动力电池单体、电池包或系统的试验方法与安全要求。 监督和管理等相关行业规范。 2018年《锂离子电池行业规范条件（2018年本）》明确了锂离子电池行业的产业布局及项目设立相关要求，建立了生产规模和工艺技术、质量管理、智能制造、绿色制造、安全生产和职业卫生、社会责任、 通知》 2019年3月《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的 见稿）》 2019年12月《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）（征求意 2020年4月《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》 要求从2019年起，符合公告要求但未达到2019年补贴技术条件的车型产品也纳入推荐车型目录，过渡期2019年3月26日至2019年6月25日后不再对新能源汽车（新能源公交车和燃料电池汽车除外）给予购置补贴。 电池技术突破是新能源汽车核心技术攻关工程，要开展关键核心技术研究，加强技术攻关，加快固态动力电池研发及产业化。 提出新能源汽车推广应用财政补贴政策实施期限延长至2022年底。平缓补贴退坡力度和节奏，原则上2020-2022年补贴标准分别在上一年基础上退坡10%、20%、30%。2020年，保持动力电池系统能量密度等技术指标不作调整，适度提高新能源汽车整车能耗、纯电动乘用车纯电续驶里程门槛。2021-2022年，原则上保持技术指标总体稳定。 型三大技术方向。 2020年10月《节能与新能源汽车技术路线图2.0》根据规划，到2035年，汽车产业要实现电动化转型，节能汽车与新能源汽车销量将各占50%。路线图2.0要求动力电池涵盖能量型、能量动力兼顾型和功率 2022年3月《关于2022年新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》要求，2022年，新能源汽车补贴标准在2021年基础上退坡30%。 资料来源：发现报告整理 动力电池发展背景——市场环境 我国新能源汽车行业在“双碳”政策的引导下已经进入规模化快速发展的阶段，并引领着全球新能源汽车销量持续上升。根据中汽协数据，2021年中国新能源汽车销量352.1万辆（+158%），对应新能源汽车渗透率13.4%。2022年以来中国新能源汽车销量延续高增长，销量达到688.7万辆，市场占有率达到25.6％。 新能源汽车的爆发式增长将继续推动动力电池装机量的增长。根据中国汽车动力电池产业创新联盟的数据，2022年我国动力电池累计294.6GWh，累计同比增长90.7%。 2013-2022年新能源汽车销量及增长率2017-2023年1月中国动力电池装车量统计情况 800 700 600 500 400 300 200 323.8%342.9% 400.0% 688.7 157.5% 35.2% 53.0% 53.3% 61.7% 1.8 7.533.150.7 77.7 125.6 -4.0% 120.6 10.9% 136.7 350.0% 300.0% 250.0% 200.0% 36.4 5762.263.6 154.5 294.6 352.1 93.4% 150.0%100.0%50.0%0.0% 2021 2022 -50.0% 16.1 100 0 20132014201520162017201820192020 新能源汽车销量（单位：万辆）增长率 资料来源：中汽协，发现报告整理 2017201820192020202120222023.1 装机量（GWh） 资料来源：中国汽车动力电池产业创新联盟，发现报告整理 动力电池发展背景——社会环境 从长期来看，为了降低汽车行业石油的消耗量、改善全球能源结构、减少污染物与温室气体排放，汽车的电动化是发展必然趋势。随着国内居民环保意识逐步觉醒，对驾乘零排放、低排放新能源汽车接受程度不断提高。在社会关注度和欢迎度上，更为环保的、搭载可循环使用动力电池的新能源汽车替代消耗一次性燃料并产生污染的传统燃油汽车已成大势所趋。 动力电池产业的发展与新能源汽车产业的发展相辅相成，一方面，动力电池技术指标的不断优化和成本的不断降低，是 推动新能源汽车发展的重要驱动力；另一方面，消费者对新能源汽车性能指标和综合性价比的要求，促进动力电池行业 不断技术创新。 2013年前后的“雾霾”给中国国民普及了可吸入颗粒物的相关知识，使人认识到PM2.5的主要污染源是燃油机动车。 2012年9月国务院批复《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，这是中国第一部综合性大气污染防治的规划；次年国务院印发《大气污染防治行动计划》，自2013年9月起实施。 2020年北京市大气PM2.5年均浓度38微克/立方米，创历史新低，首次达到“30+”的水平，和2013年相比，北京市主要污染物年均浓度都在下降，PM2.5下降了57.5% 全球气候变化问题加剧中国国民环保意识增强 2015年到2021年，是有记录以来最热