1、动力电池行业概述、分类及特点
动力电池,是指用于新能源车,为其提供动力来源的可充电蓄电池系统。动力电池作为新能源车最关键的部件之一,直接影响新能源车的续航里程、安全性、使用寿命、充电时间和温度适应性等性能。
根据观研报告网发布的《中国动力电池市场现状深度研究与未来前景分析报告(2023-2030年)》显示,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。
根据正极材料的不同,动力电池可分类为钛酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池和三元锂电池。磷酸铁锂电池和三元锂电池占据动力电池市场的主导地位,市场份额超过99%。一般而言,三元电池具有更高的能量密度、更高的充电效率及更佳的低温适应性,而磷酸铁锂电池具有相对更佳的安全表现且材料成本较低。
从行业地位来看,动力电池行业是我国的战略性新兴行业,也是实施创新驱动发展战略的重要构成;从行业特点来看,随着新能源汽车的快速发展,动力电池产业发展速度呈现井喷态。在遭遇2020 年疫情的影响之后,2021 年动力电池产业发展呈现出以下几方面的特点:(1)国家宏观支持政策持续发力;(2)新能源汽车销量提升带动动力电池需求持续增长,磷酸铁锂电池市场占有率持续提升;(3)上游锂、钴、镍等为代表的资源将成为稀缺资源,企业实施纵向一体化成为趋势;(4)动力电池企业竞争已经白热化,企业在产能布局和合资合作方面持续发力。
2、“十五”首次提及动力电池,政策营造良好环境促行业创新发展
政策对于动力电池的引导方向和精准度的变化,侧面印证了行业的发展历程,由最初的仅聚焦于引导扶持到鼓励发展安全性高、性能更好的新型动力电池,并为动力电池技术创新营造良好的产业链环境。国家“十五”计划首次确定电动汽车发展,自此车载动力电池的研究才开始起步。其中,《促进汽车动力电池产业发展行动方案》中提出,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。在技术领域,《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿),明确指出,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。
发展到“十四五”时期,政策重点强调要完善动力电池回收利用体系。其中,“十四五”规划提到,要加强新能源汽车动力电池溯源管理平台建设,完善动力电池回收利用溯源管理体系等内容。而动力电池行业自2017年开始进入有序发展期,近几年受疫情、碳中和政策等多方因素驱动,逐渐加快产业化速度,一方面,加快扩大生产以满足市场需求;另一方面积极探索“绿色重生”模式。工业和信息化部等八部门联合印发《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,明确提出,到2025年,推广新能源车204万辆,建立形成网络完善、规范有序、循环高效的动力电池回收利用和处理体系,彼时中国的动力电池产能将达到T瓦时产值进入万亿级规模。
3、头部企业聚焦技术和产品规划,持续布局垂直一体化
当前国内外头部企业在动力电池行业的布局主要聚焦在1)技术研发层面,迫切期望增强主动权。更多的车企选择将资金运用于建立研发中心、强强联合研发电池,如宝马建立研发中心,通用/本田、玛/丰田分别合作研发燃料电池等。实际上,除了特斯拉之外,真正投入巨额资筹建动力电芯工厂的情况并不多见;2)技术储备方面,重心落在锂电池、燃料电池和固态电池。宝马是这方面的典型代表,在过去的20年里宝马对燃料电池,以吸铅酸、Na-S、ZEBRA、镍氢和锂离子在内的几乎所有类型二次电池都进行了丰富实验,但最终筹备推出的新能源车型仍以电动车和燃料汽车为主;3)产品规划及项目布局方面。随着新能源在全球的快速发展,对动力电池的性能和成本要求也进一步提高,从投资领域来看,头部动力电池企业在正负极原材料、动力电池的新结构“4680”电芯、废旧电池的梯次利用、新型液流储能电池以及电池原材料的循环再生等方面均有布局。从产品规划来看,宁德时代已开始进行钠离子电池产业化布局,2023 年会形成基本产业链;三星SDI已获得大众汽车订单,将为其生产“统一化的方形电池”,大众或将电池规格及功能设计等方面交给三星SDI,由三星SDI设计制造。大众计划从2023年起引进这一电池实现降本。从项目布局来看,国轩高科年产20万吨高端正极材料项目落户庐江,计划2025年投产;亿纬锂能拟与恩捷股份合资扩产湿法基膜及涂布膜,年产16亿㎡;赣锋锂电84亿扩建15GWh锂电池项目;欣旺达汽车电池拟投资200亿元建动力电池项目。
4、2026迎第二波退役潮,2030年供应链走向成熟
2022年中国市场动力电池装机量约为302.3GWh,同比增长89.7%。2023年,磷酸锰铁锂(LFMP)电池技术的引入将是关键。与传统LFP电池相比,向电池中添加锰能够将能量密度提高15%,而成本却不会增加太多。预期到2023年国内动力电池装机量将达到433.5GWh,2026年以前动力电池将迎来第二波大规模退役潮,回收利用需求渐显迫切,加速打开市场空间,彼时动力电池装机量将达到762.0GWh,2022年至2026年的复合年增长率将为26%。2030年左右,行业或将突破现有能量低密度低的技术瓶颈,推动供应链走向成熟,一方面,新材料的开发和新电池设计将推动动力电池市场大幅增长;另一方面,制备技术和成组技术实现重大突破,从而进一步提升新能源车的续航能力和动力性能。
5、政策构筑进出口壁垒,倒逼国内企业技术创新和转型升级
国内动力电池企业从2021年开始获得大量海外车企的电池采购订单,2022年订单增长更为快速。巨大的市场带来的争夺永不停歇,在动力电池海外市场增长迅速的当下,国内外政策的变化给行业带来了巨大挑战和压力,其中影响最大的包含采矿权、美国通胀削减法案的“比例要求”、欧盟动力电池法案、碳边境税等。
以矿产供应端的采矿权限制为例:加拿大以国家安全为由,要求中矿资源、盛新锂能、藏格矿业等三家中国公司剥离其在加拿大关键矿产公司的投资;智利在2022年2月提出将锂矿资源国有化;中国正持续推进国企主导的国内稀土资源的深度整合。再看电池应用端,美国推出《通胀削减法案》,目的便是“本土化”,通过政策设定贸易壁垒,对企业在中国、越南、印度等国进行转口或代加工贸易以进入北美市场这类举措进行限制,最终达到推动建立北美(美、墨、加)本土动力电池产业链的目的,为的就是吃掉这块大蛋糕。同样属于边境限制的还有碳边境税,比如欧盟接连颁布的一系列政策为外国电池企业,特别是为中国电池企业设定了更高的绿色贸易壁垒,这将对未来中国电池产品出口造成负面影响。
总的来看,涵盖动力电池全生命周期的“碳壁垒”已经形成,在这样的政策背景下,国内动力电池企业应在原材料选择、技术、工艺上尽快作出适应和改变:一是要有针对性地加强技术创新,以技术创新驱动电池产业链各环节;二是提高关键材料的回收利用率;三是完善动力电池碳排放标准体系建设。此外,有关部门也应该充分利用或组织相关资源,为动力电池出口企业提供应对“碳壁垒”的政策、技术、组织、管理、外贸等知识指导,全面提升出口企业应对“碳壁垒”的能力。
6、 一、二为主、三为辅,三种路径最终都要殊途同归
动力电池的迭代路线大致可分为三种,第一种增长曲线:开发新的电池材料和结构;第二种增长曲线:研制高性能、长寿命、低成本的蓄电池;第三种增长曲线:利用锂电池等储能电源能源,实现大规模生产。目前行业主要沿着第一种增长曲线迭代,在材料升级上,正极已形成磷酸铁锂和三元材料并行的局面,离理论极限还有空间,这个局面中短期不会改变;负极处于突破期,正在从石墨向硅基演进;在结构革新上,则是对电芯、模组、封装方式等改进和精简,以提升电池的系统性能,例如:比亚迪的刀片电池、宁德时代的CTP和特斯拉的4680等。
而国外厂商更顺应第二种增长曲线,例如:美国宾夕法尼亚州立大学王朝阳教授团队研发了一种热调控磷酸铁锂电池(TMB),这款电池满足了电动汽车大规模普及的所有需求,即低成本、无里程焦虑、超安全、长寿命、全气候,可以帮助实现让电动汽车走进千家万户的目标。预计第二种增长曲线将会成为中长期的主流路径,并随着行业不断向前推进,逐渐与第一种交织、重合。第三条曲线目前仍受到技术和资金制约,一方面,目前储能技术还处在百花齐放的竞争阶段,还没有一项储能技术在经济性、安全性等方面均令人满意;另一方面,大规模锂电池储能的投资较大,这个问题目前还未完全解决。预计行业未来将会形成以第一、二增长曲线为主,第三为辅的趋势,但三种路径最终都要殊途同归。
原标题:我国动力电池行业分析:进出口壁垒倒逼企业创新转型