企业竞争图谱：2024年消费电子电池 头豹词条报告系列

马天奇·头豹分析师 版权有问题？点此投诉 2024-09-26未经平台授权，禁止转载 摘要消费电子电池（主要为锂离子电池）是为消费电子产品提供电力的储能装置，具有高能量密度、长循环寿命和优良的充放电性能等特点，产品广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑以及移动电源等消费电子产品中。行业特征包括;1.锂离子电池性能更具优势；2.行业正处于新一轮创新周期；3.手机与笔电占据半数以上的市场。消费电子电池的发展历程可以分为四个阶段。萌芽期（1973-1999年），以摩托罗拉推出首部手机和索尼的锂离子电池商业化为标志，奠定了基础。启动期（2000-2006年），力神电池和ATL等公司开始在消费电子市场中崭露头角，韩国三星SDI通过技术和成本优势扩大市场份额。高速发展期（2007-2016年），智能手机的兴起推动了电池技术向高能量密度方向发展，形成了中、日、韩三足鼎立的市场格局。震荡期（2017年至今），随着手机、电脑等传统3C市场趋于成熟，行业开启新的增长点，如无人机等新兴电子产品的推出。2019年—2023年，消费电子电池行业市场规模由103.42GWh增长至110.45GWh，期间年复合增长率1.66%。预计2024年—2028年，消费电子电池行业市场规模由117.23GWh增长至151.42GWh，期间年复合增长率6.61%。 行业定义[1] 锂电池分类：根据应用领域的不同，锂离子电池可分为储能电池、动力电池和消费电池。储能电池涵盖通信储能、电力储能、分布式能源系统等，是支持能源互联网的关键能源系统。动力电池主要应用于动力领域，服务市场包括新能源汽车、电动叉车等工程机械和电动船舶等。消费电池则涉及消费和工业领域。 消费电子电池定义：消费电子电池（主要为锂离子电池）是为消费电子产品提供电力的储能装置，具有高能量密度、长循环寿命和优良的充放电性能等特点，产品广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑以及移动电源等消费电子产品中。 行业分类[2] 锂离子电池按外形和包装材料可分为圆柱锂离子电池、方形锂离子电池和聚合物软包锂离子电池，消费电子产品是锂离子电池的主要应用领域之一。近年来，这类产品朝着时尚轻薄化、人体工学设计和移动互联性增强的方向发展。圆柱形锂离子电池由于直径较大，限制了终端消费电子产品的厚度；方形锂离子电池的外观设计较为固定，相较于聚合物软包锂离子电池，难以实现薄型化。聚合物软包锂离子电池采用铝塑膜作为包装材料，质量轻，安全性高；外形设计灵活，可根据客户需求定制电池尺寸；能量密度高，在保持一定电池容量的情况下，体积更小；循环寿命长，散热性能良好，能够较好地满足消费电子产品对轻薄、安全、能量密度高、尺寸多变等方面的需求。消费类锂离子电池经历了从圆柱形电池、方形电池向聚合物软包锂离子电池的转变。目前，钴酸锂正极材料配合软包封装已成为手机、电脑等主流消费电子产品的电池标配方案。 消费电子电池行业基于外形和包装材料的分类 行业特征[3] 消费电子电池行业特征包括;1.锂离子电池性能更具优势；2.行业正处于新一轮创新周期；3.手机与笔电占据半数以上的市场。 1电池类型：锂离子电池性能更具优势 锂离子电池在消费电子产品中具有显著优势。相比铅酸蓄电池、镍镉电池和镍氢电池，锂离子电池的比能量高达155Wh/kg，能够在同等重量下储存更多能量，延长设备使用时间；比功率适中，为315W/kg，满足大多数设备的功率需求。其循环寿命超过1,000次，显著高于其他电池类型，如铅酸电池，确保长期使用的可靠性。此外，锂离子电池无记忆效应，用户可以随时充电而不影响电池容量，且不含重金属污染，环保性能优良。这些特性使其成为消费电子产品的理想电池选择。 2阶段：行业正处于新一轮创新周期 过去，iPhone电池采用铝塑膜作为外壳，而最新的iPhone 16 Pro Max则首次引入不锈钢电池壳以优化散热。尽管不锈钢的散热性能不如铝，但其更坚固且抗腐蚀，因而在散热之外，还为电池和iPhone系统提供了更佳的保护。在负极材料方面，厂商的部分机型已采用硅碳负极电池，甚至是最新一代技术，使得在相对轻薄的机身中容纳高达6,000mAh或更大容量的电池成为可能。例如，一加Ace 3 Pro首发的冰川电池容量达6,100mAh，能量密度达到763Wh/L。这款电池采用全新一代硅碳负极技术，相较于传统的石墨负极，显著提升了锂离子含量，并实现了6%的负极硅碳含量。为了提高手机等消费电子产品的续航、安全性等性能，厂商近年高度重视电池研发，消费电子电池至此进入新一轮创新周期。 3需求：手机与PC是主要市场，但占比逐步降低 2011至2017年，全球市场结构显著变化。2011年手机电池需求为10.9GWh，占44.67%，2017年手机电池需求升至17.6 GWh，但由于其他消费电子快速发展，占比降至28.37%。平板电脑需求在2011至2014年增长，2015至2017年下降，2017年为5.0GWh，占8.08%。笔记本电脑需求在8.9至9.3GWh之间波动，2017年略增。发展至今，电脑和手机市场在消费锂电中占据约26%份额，但这一比例呈下降趋势，而新兴消费电子产品的电池出货量比例则在上升。 发展历程[4] 消费电子电池的发展历程可以分为四个阶段。萌芽期（1973-1999年），以摩托罗拉推出首部手机和索尼的锂离子电池商业化为标志，奠定了基础。启动期（2000-2006年），力神电池和ATL等公司开始在消费电子市场中崭露头角，韩国三星SDI通过技术和成本优势扩大市场份额。高速发展期（2007-2016年），智能手机的兴起推动了电池技术向高能量密度方向发展，形成了中、日、韩三足鼎立的市场格局。震荡期（2017年至今），随着手机、电脑等传统3C市场趋于成熟，行业开启新的增长点，如无人机等新兴电子产品的推出。 萌芽期1973~1999 1973年，世界上第一部手机在摩托罗拉实验室诞生，内置镍镉电池。1988年，加拿大的Moli Energy公司率先推出首款商业化的锂二次电池。1990年，日本索尼公司最早研发出镍氢电池。 1991年，索尼公司推出了第一个商业化的锂离子电池产品——SONY18650电池。1994年，松下研发锂电池，同年光宇集团成立。1995年，日本东芝公司发现碳材料的嵌锂容量与其层间距d002密切相关。1998年，松下量产笔记本电脑专用的圆柱形锂电池。1999年，ATL创立，韩国LG化学、三星SDI相继展开锂电池业务。日本基本垄断，中国和韩国开始进入市场竞争。 启动期2000~2006 2001年，力神电池成为摩托罗拉公司合格供应商。2002年，ATL内置锂电池首次应用于便携式DVD。2003年，ATL成功研发出聚合物异形锂电池并应用于MP3。2004年，ATL锂电池首次应用于笔记本电脑。2005年，三星SDI首次开发出最高能源密度笔记本PC，PMP用燃料电池。韩国三星SDI通过技术和成本优势扩大其在手机和笔记本电脑电池市场的份额，中国的ATL、力神等企业也推出消费类锂电池，逐渐应用于手机和移动设备。 高速发展期2007~2016 2007年，苹果iPhone的推出宣告了智能手机时代的降临。此时主流技术路线已由之前的圆柱、方形电池转为能量密度更高的软包电池。 2008年，三星SDI开发聚合物Note PC用大面积电池。 智能手机开始兴起，消费电子电池行业形成中国、日本和韩国三足鼎立的状态。 震荡期2017~ 2019年，力神成为美国电子烟客户JUUL供应商。2023年，三星SDI建立中国研究所SDI R&D China。随无人机等新兴电子产品推出，行业迎来下一个增长点。 产业链分析 消费电子电池行业产业链上游原材料主要包括镍钴锰、锂矿和石墨矿，由此构成正极材料（碳酸锂、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料）、负极材料（石墨材料、钛酸锂、硅碳负极、碳材料）、电解液（溶剂、添加剂、六氟磷酸锂、新型锂盐）、隔膜、其他辅材（铜箔、铝箔、导电剂、分散剂、铝塑膜、粘结剂）等。中游则是将正负极材料、电解液、电极基材、隔膜组装成电芯后进行制造和封装，从而产出消费电子电池；下游是应用领域，主要包括手机、笔记本电脑、电动自行车、电动汽车、电动工具、数码相机等行业。后市场为电池回收。[7] 消费电子电池行业产业链主要有以下核心研究观点：[7] 正极材料方面三元/镍酸锂替代钴酸锂，负极材料硅碳迭代但量产困难。消费电子电池正极材料占成本近半，目前以钴酸锂为主，但三元材料和镍酸锂因成本、安全性或容量优势有望替代；各类材料（如锰酸锂、磷酸铁锂）在能量密度、成本、安全性和循环稳定性间存在不同权衡，未来发展将持续优化这些特性以满足不同应用需求。 电池发展聚焦高能密度、小型化、长寿命和低成本，通过优化材料结构和串并组合实现快充。 动力电池和消费电池在设计重点、使用环境和生命周期上存在显著差异：动力电池注重长期可靠性和一致性，适应严苛环境；消费电池则追求高能密度和小型化，适应频繁更新周期。消费电池未来发展聚焦于材料优化（如高性能正负极材料）、结构创新（如极耳中置、多极耳和叠片结构）和快充技术（如双电芯设计），以在有限空间内实现更高性能、更长寿命和更快充电速度。同时，电池Pack技术持续改进，通过优化串并联组合、热管理系统和安全机制，在保证安全性的前提下提升整体性能和用户体验。 AI正加速融入手机和笔记本电脑，提升用户体验和工作效率，推动消费电子行业智能化升级。AI技术正迅速融入智能手机和PC领域，以苹果的"Apple Intelligence"和微软的Copilot为代表的科技巨头推动行业变革。苹果在中国智能手机市场保持领先地位，其AI生态系统预计将影响2.7亿台设备。微软则通过Windows11和Microsoft 365集成AI功能，提升办公效率。这些创新预计将显著提升用户体验和工作效率，带来个性化服务和创新应用。市场结构也将随之改变，从品味达人到精明自主型用户逐步成为主要消费群体。特别是在商用领域，AIPC预计到2027年将占据59%的市场需求份额，重塑整个消费电子行业格局。[7] 产业链上游 生产制造端 正极材料、负极材料、隔膜、电解液、其他辅材提供商 上游厂商 北京当升材料科技股份有限公司 宁波杉杉股份有限公司 宁波容百新能源科技股份有限公司 查看全部 产业链上游说明 正极：三元材料与镍酸锂有望替代钴酸锂。 在消费电子电池的成本结构中，正极材料占原材料成本的约45%，是关键组成部分。锂电池的正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂。在中国市场中，钴酸锂占49%，三元材料占22%，锰酸锂占16%，磷酸铁锂占6%，其他材料占7%。当前消费电子领域主要采用钴酸锂，而动力电池及大容量电源则倾向于锰酸锂与三元材料或磷酸铁锂。 各类正极材料各具特色：钴酸锂具有高能量密度，但成本较高；锰酸锂经济实惠，但能量密度有限；磷酸铁锂以高安全性和循环稳定性著称，但电压和能量密度相对较低；三元材料（NCM/NCA）在能量密度和成本间取得平衡，但面临循环寿命的挑战。富锂锰基材料拥有高理论容量，但实际应用中需解决稳定性问题。在消费电子电池领域，三元材料和镍酸锂被视为钴酸锂的潜在替代品。三元材料相较于钴酸锂，具有成本优势和更高的安全性，而镍酸锂则提供更高的容量。 负极：硅碳负极成为主要迭代路径，但当前较难规模化生产。 锂电池负极材料技术已相对成熟，其中碳素材料种类繁多，占成本的5%至10%。正负极材料的比容量，即单位质量电池或活性物质释放的电量，对电池的能量密度有显著影响。在负极材料中，石墨仍然是主流选择，其理论比容量为340至370mAh/g，优势在于资源丰富、价格低廉、安全性高和工艺成熟。研究表明，采用硅基负极可以使能量密度比现有电池提升20%至40。能够显著提高电池的能量密度。然而，硅碳负极材料分为纳米硅碳和微米氧化亚硅碳两种类型。与商用石墨负极相比，硅碳负极的制备工艺复杂，难以大规模生产，且各企业的