经历了近三年的疾驰扩张,中国锂电产业在2023年降速换挡,驶入新的产业周期。从电池技术创新,到材料迭代,从智能制造,到零碳转型。同时也面临着材料价格急跌,过剩忧患隐现……道路虽曲折但仍在奋力前行。面向新周期中国锂电产业,将继续领跑全球。
结合公开资料,从预定目标完成情况看,除少数企业外,2023年主机厂与电池厂年初设定的目标均未实现,产销量较好的企业能完成年初预定目标的60%以上,多数企业完成率在40-55%。其中,部分三线及以下企业已开始因产能过剩、客户缺乏、成本劣势等问题出现经营困难。
从产品价格来看,产业链各环节产品价格较年初已腰斩,锂盐等材料甚至降幅超过70%,导致产业链企业盈利能力大幅下降,预计2024年因价格下降带来的“痛”仍将持续。为应对市场竞争,缓解竞争压力,开拓新的市场与赛道成为产业链企业的首要选择。
2024年中国锂电池市场出货量将超1100GWh,同比增长超27%,正式进入TWh时代。其中动力电池出货量超820GWh,同比增长超20%;储能电池出货量超200GWh,同比增长超25%。
电池的充电性能主要取决于负极材料。具体而言即负极材料的粒径大小:小颗粒比表面积大,锂离子迁移的通道更多、路径更短,倍率性能好,反之大颗粒的压实密度高、容量大。就目前主流的快充负极而言人造石墨负极材料一般通过二次造粒、炭包覆、碳硅掺混等方式来提升充电性能。
高端的石墨负极通过二次造粒兼顾倍率与容量性能:将原有颗粒与石油焦、针状焦等基材在一定条件下再次造粒,所得材料倍率等性能会优于一次造粒的同粒径产品。
碳包覆材料特点是低成本提升高性能,即增加很低的成本就可以对性能提升很大。通过在石墨负极表层包覆一层无定形碳,在石墨外表面形成缓冲层,从而提高倍率性能,并且还在表面形成致密的 SEI 膜,提高首次效率、提升循环次数。
碳硅进行掺混后,在相同粒径下,对应维持相同的倍率性能的条件下,天然石墨/硅的比例越高,材料的比容量越高。掺杂改性的核心目的在于提升负极材料比容量。但硅材料体积膨胀系数较高,同样需要进行改性处理,工艺相对复杂,难度相对较高。
目前来看,业内企业主要在硅碳负极路线发力。我们认为这是因为掺混材料的性能天花板远高于纯碳基负极。
GGII预计2024年中国锂电用四大主材料出货量增速均超20%,其中正极材料出货量超300万吨,锂电隔膜出货量超220亿平米,负极材料出货超200万吨,电解液出货量超130万吨。
从主要产品结构来看,磷酸铁锂正极材料占比正极材料总出货比例近70%,三元正极材料占比不足26%;磷酸锰铁锂材料市场出货量将超3万吨,同比增长超500%。受锰酸锂材料需求增长带动,中国富锂锰基材料出货增长将超50%(主要掺杂使用)。
受磷酸铁锂电池增长带动,2024年中国LiFSI市场需求量将超3万吨,市场增速超100%。2024年国内铁酸锂等补锂材料出货量将迎超30%增长(配套磷酸盐系电池使用)。
双层涂布技术对天然石墨出货带动有限,人造石墨占比负极材料市场总出货比例超86%,受动力大圆柱电池“1—10”增量带动,2024年硅基负极材料市场出货将超3.5万吨,同比增长超80%。
4、国内锂电产业链迎海外布局“落地年”,东南亚、东欧及南美是主要落地区域
2023年是国内锂电池产业链企业集中走向海外的一年。超20家企业(锂电池企业、正极企业及设备企业等)在东南亚、非洲、东欧及南美(含中美洲)等区域考察,但真正落地的企业很少,仍处于初期市场调研阶段。随着国内市场竞争的加剧,GGII预计2024年将成为国内锂电池产业链企业海外集中“落地年”,其中东南亚、东欧以及南美(含中美洲)将成为项目落地主要区域。
在新能源乘用车领域,2023年国内(半)固态电池出货突破GWh。结合头部主机厂规划,GGII预计2024年国内将有超过5款搭载(半)固态电池的新车型上市销售,预计2024年(半)固态电池出货量可实现5GWh级别出货。
动力用大圆柱电池方面,目前多极耳铝壳系大圆柱(3/4/6系)电池已经实现批量出货,动力用全极耳钢壳系大圆柱已完成从“0—1”的量产突破,预计2024年将在乘用车领域迎来GWh级批量交付,开启“1—10”的新阶段。
6、快充锂电池迎“量+质”突破,产品倍率性能从1.3-1.7C向1.7-2.5C迈进
3C软包数码电池领域已实现4C以上快充能力,并在消费市场广泛应用。当前国内已超10家动力电池企业布局快充技术。目前主流倍率性能集中在1.3-1.7C,2024年国内动力电池市场平均倍率性将超1.7C,逐渐向1.7-2.5C迈进。
预计2024年中国新上市快充车型(平均充电倍率大于2C)超15款,中国快充版车型出货量有望超5万辆。结合海外主机厂800V平台新车型集中释放,将带动国内快充锂电池产品出货超10GWh。
磷酸锰铁锂在业内被认为是升级版磷酸铁锂,是目前主流的的磷酸铁锂升级方案。二者同属于磷酸盐体系,制备工艺类似,固相法简单适合工业化生产,液相法更复杂但产品性能更好其制备方法与磷酸铁锂类似,生产设备基本可以共线。相较于磷酸铁锂,磷酸锰铁锂具有能量密度高、单位成本低低等优势。其原理在于:锰材料的混合提升了工作电压进而提升了能量密度(能量密度=克容量*工作电压)。
同时,锰元素的加入也带了一定的问题,如导电率降低、循环次数减少等。因此需要通过纳米化、掺杂、包覆等技术手段进行改性。基于此,我们认为:这一趋势的确定性较强,其投资机会在于两个方面:一、锰元素的加入带来的新导电材料的应用以及原有相关材料的用量提升;二、产品一致性较好的厂商可能会获得先发优势。
8、锂电池产业链主要环节产品价格降幅5~15%,带动锂电池成本下降0.03-0.06元/Wh
2024年锂电池产业链主要环节产品价格在2023年基础上降价幅度在5~15%。其中负极、电解液等环节降幅5~12%,正极、隔膜等降幅8~15%。除材料外,2024年锂电生产设备及相关零部件的价格也将在2023年的基础上继续下降。
原材料及零部件价格下降带动电池成本降幅5~10%,锂电池成本将在现有基础上再下降0.03-0.06元/Wh。
降本:相较于传统铜箔,复合铜箔并未全部采用金属铜,而是中间采用高分子层,上下两侧为金属薄膜,降低了原材料成本。
减重:以 6μm 产品为例,复合铜箔中间 4.5μm 为高分子材料,两侧各为 1μm 的镀铜。PET 膜材的密度为 1.37 克/立方厘米,传统铜箔整体均为金属铜,其密度为 8.96 克/立方厘米,因此较大程度上减轻了重量,提升了产品的能量密度。
安全:复合集流体受外力穿刺时产生的毛刺较小,且在电池局部短路时,高分子层会熔化形成断路,同时疲劳断裂的概率降低,因此安全性能较好。
复合铜箔产业链并非基于传统电解铜箔的升级,而是采用新材料、新工艺对其进行部分替代。其中既包括基膜的选择也包括镀膜工艺涉及的相关设备。PET 铜箔制造工艺核心为磁控溅射、电镀和真空蒸镀。目前多数厂商采用真空磁控溅射和水电镀的两步法,产品厂商近期以来聚焦于生产效率和良率的提升。基于此,我们认为:磁控溅射设备和电镀设备供应商有望在这一轮趋势中受益。
从产能利用率看,2024年国内动力电池市场有效产能(不含未开工及未通过下游验证的无效产能)利用率将低于60%,储能电池市场有效产能利用率将不足50%。多数新进企业新释放产能成无效或低效产能。
2024年负极材料行业产能突破450万吨,隔膜产能突破320亿平,三元正极材料产能突破200万吨,磷酸铁锂正极材料产能突破550万吨。除隔膜外,其他主材产能利用率不足45%,行业TOP4~ 8 企业瓜分超90%的市场份额。
“2024第十八届中国国际电池供应链及储能技术博览会”将于2024年4月21-23日在南京国际展览中心(龙蟠路88号)举办,展馆面积达到50,000㎡,将重点展示:动力电池、储能电池、储能技术应用、电池&电芯生产加工设备、电池加工生产设备、电池PACK、新能源智慧工厂、电池材料、光储充及配套设备、充换电及配套设备等全产业链生态闭环,为全球电池、储能产业链制造商及应用端买家群搭建最佳展示、交流与贸易平台。