20172018年锂电池市场发展情况分

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锂电“达沃斯”论坛已经召开了5届,至今已经形成了自己的特色和品牌。按组委会秘书长于清教要求,真锂研究CEO墨柯在每年论坛的会刊上,会就上一年度的锂离子电池市场情况发布数据,并做一个简要分析。今年同样如此。另外,由于电动汽车市场的极度重要性,本次将加强时效性,增加今年前8个月电动汽车用动力锂离子电池市场情况的汇报。

一、全球锂电市场规模年达到GWh,同比增长29.8%

对全球锂电市场规模的统计,难点在于中国市场次品的流通规模到底有多大,很难准确评估。经过这几年的摸索,我们找到了一些办法,同时对前几年的市场规模统计做了一定的调整。按照新的统计办法,真锂研究认为,年全球锂电市场规模高达GWh,同比增长29.8%;年以来,锂电市场规模年均复合增长率高达35.2%。在全球经济总体尚处低谷的情况下,锂电的发展是难得的亮点之一。

1、各市场的发展情况

我们将锂电市场划分为消费市场、交通市场和工业储能这三大部分,其中,日韩产研机构划入消费市场这个大类的电动工具市场,真锂研究归入工业储能市场,因为电动工具电池实际上也属于动力电池。从图表1可以看到,消费类电子产品市场仍然是锂电最大市场,但是占比在逐年下降:年消费市场规模24.4GWh,占比82.1%,此后大概以每年6-8个百分点的速度下滑,到年以61.7GWh的规模占比46.0%,首次降到了一半以下。年以来消费市场年均增速20.4%。

消费市场的结构也发生了较大变化,图表2显示,年消费市场中明显还是手机市场主导,是年手机市场电池需求10.9GWh,占消费市场的比重高达44.9%,此后比重逐年下滑,到年被移动电源(充电宝)超越:年移动电源市场以18.6GWh的需求量首次超越手机市场的15.7GWh,年进一步拉大了差距,移动电源市场以24.6GWh占比39.9%,远超手机市场的28.7%。移动电源市场消纳了大量的消费电池次品。

以电动汽车为代表的交通市场自年电动汽车商业化元年以来高速增长,成为锂电市场发展的最大动力。年交通市场规模仅有2.9GWh,占比9.8%,到年发展到51.3GWh,是年的17倍多,年均增速77.3%,占比也因此迅速上升到38.3%。需要提及的是,电动汽车市场的高速发展,生产汽车电池过程中所产生的次品电池,一部分进入到了电动自行车、电动三轮车以及低速电动汽车等其他交通市场,直接带动了这些细分市场的锂电需求。

从图表3可以看到,电动汽车市场锂电规模年仅为1.8GWh,但也占到了交通市场的60.4%,到年扩大到40.9GWh,是年的23倍多,占比也进一步提升到了79.7%。交通市场中的第二大细分市场是电动自行车市场,该市场的锂电需求年是0.7GWh,到年迅速扩大到5.8GWh年均增幅高达52.7%,在电动自行车销量这几年增长极为缓慢的情况下,锂电应用规模的快速扩大表明该市场锂电替代铅酸电池的进程在明显加快。电动三轮车领域也大致如此,汽车电池次品在该领域的应用快速增长。至于低速电动汽车市场,则是由于汽车电池产能规模的快速扩大,使得锂电的性价比正在快速接近铅酸电池,应用也在快速增长。

工业储能市场方面,我们主要统计了电动工具、移动基站电源、家庭储能、电网储能这几类细分市场。从图表1可以看到,工业储能市场年规模也已达到了21.0GWh,虽然在三大市场中还是最少,但年以来年均增幅高达54.6%,增速方面同样远超消费市场。这种情况表明,锂电的未来将主要依赖于动力电池市场的发展。而动力电池市场的发展,近期看交通市场,远期看储能市场。

工业储能市场的发展目前还主要依赖于电动工具和移动基站电源这两个细分市场。图表4显示,电动工具市场的占比年以来逐年下降:年电动工具市场以2.0GWh占比83.2%,到年以11.0GWh占比52.0%。不过,电动工具市场锂离子电池已基本完成了对镍镉电池等其他二次电池的替代,以后的市场增长空间将非常有限。移动基站电源市场年开始快速发展,到年以7.3GWh占比34.8%,这与中国电动汽车市场的爆发基本同步,不少汽车电池次品在这个市场实现了应用。

海外家庭储能市场大致从年开始得到快速发展,主要是与家庭光伏发电系统配套。本世纪初,欧美日纷纷开启了“百万屋顶”计划,鼓励家庭在屋顶安装光伏发电系统。这些屋顶计划大都取得了成功,但如何经济有效地利用好这些光伏电力,一直是一个难题。在电动汽车市场开启并带动锂离子动力电池价格快速下降之后,德国、日本等国先后推出相关补贴政策,鼓励家庭安装储能配套系统。年全球家庭储能市场实现了0.4GWh的装机量,年达到了1.7GWh,年均增幅高达60%,基本上都是在海外市场取得的成绩。电力电网储能市场目前还都是处于示范应用阶段,锂离子电池用量还比较小。

2、不同形状锂电产品应用情况

锂离子电池产品按照形状可分为圆柱、方形和软包这三大类。圆柱电池采用相当成熟的卷绕工艺,自动化程度高,产品一致性高、品质稳定,成本相对较低。圆柱电池有、、等诸多型号,其中电池用量最大最普遍。方形电池的壳体主要是钢壳和铝壳,目前主要是铝壳电池。方形内部采用卷绕式或叠片式工艺,对电芯的保护作用优于于软包电池,电芯安全性相对圆柱型电池也有了较大改善。方形电池可以根据需要进行定制化生产(单体电池容量可以做到很大),市场上型号众多,工艺也较难统一。

软包电池与方形电池最大的不同就是外壳材料采用铝塑膜软包装(原来还有一个不同是软包电池采用凝胶态电解液,不过现在的软包电池也大多采用液态电解液了)。软包电池的优点有:能量密度相对高一些(因为壳体材料较轻)、安全性能相对好一些(极端情况下硬壳电池或会爆炸,而软包电池只会鼓气裂开)、外形可任意改变(在智能手机发展初期这一点很重要,因此苹果iphone手机选择软包电池),不足之处是产品一致性相对差一些,另外,成本也相对略高一些。

三种形状的锂离子电池产品各有优缺点,那么,市场的选择情况如何呢?从图表5可以看到,全球锂电市场年圆柱电池的需求量最大,以55.1GWh占比41.1%;软包电池的发展最快,年需求量达到43.1GWh,年以来的年均复合增长率是55.9%,明显高于圆柱和方形;而方形电池的发展则比较一般,年需求量35.9GWh,占比仅为26.8%,由年的第一位降到了年的最后一位。

那么,三种形状的锂离子电池产品又是主要应用在哪些细分市场呢?从图表6来看,年方形电池主要用在电动汽车市场,在35.9GWh总用量中,电动汽车市场占了21.0GWh,占比高达58.6%,而且主要是在中国电动汽车市场使用;移动基站电源市场和手机市场分别以4.1GWh和3.3GWh的用量排在第二和第三位,但是占比分别仅有11.3%和9.2%。

圆柱电池和软包电池的使用情况相对要分散一些,第一位细分市场的占比不是那么突出,但也都在30%以上。年55.1GWh的圆柱电池总用量中,移动电源(充电宝)市场以17.0GWh占比30.8%排在第一位,电动汽车市场以12.4GWh占比22.5%排在第二位,电动工具市场以11.0GWh占比19.9%排在第三位(该市场使用的锂离子电池全部是圆柱电池)。

年43.1GWh的软包电池总用量中,手机市场以14.4GWh占比33.5%排在第一位,电动汽车市场和移动电源(充电宝)市场的软包电池用量都差不多,分别是7.5GWh和7.4GWh,占比分别是17.4%和17.1%。平板电脑市场全部采用软包电池,年用量5.4GWh。

在锂离子电池第一大细分市场的电动汽车市场,在40.9GWh总用量中,方形电池占比高达51.4%,超过一半;圆柱电池和软包电池分别占比30.3%和18.3%。在第二大细分市场移动电源市场,在24.6GWh总用量中,圆柱电池占比高达69.0%,软包电池占比30%,而方形电池占比仅有1%。在第三大细分市场手机市场,在17.7GWh总用量中,软包电池占比高达81.4%,全部用在智能手机产品上;方形电池占据了其余的18.6%,智能手机和功能手机的用量大约各占一半;圆柱电池在该市场没有应用。

二、中国锂电市场规模年达到67.5GWh,同比增长29.8%

我们对中国锂电市场规模的统计,也做了一下口径上的微调,之前是按下游产品的销售地来统计,现在调整成按下游产品的生产地来统计。比如,一些在海外市场销售的“MadeinChina”的电动自行车产品,如果采用的是中国企业制造的锂离子电池,真锂研究现在视为中国锂电市场规模的一部分。为便于可对比,我们也按调整后的口径对之前几年的市场规模数据做了一个微调。

在这种情况下,年中国锂电市场规模达到了67.5GWh,同比增长29.8%;年以来年均增长60.6%的同时,年市场份额的全球占比首次突破50%。图表7是-年中国锂电市场规模统计,从中可以看到,中国锂电市场已经提前步入动力电池驱动时代。

与全球市场相比,最大的不同之处就是中国市场从年开始,交通市场的锂离子电池需求量一跃而成为最大,而不再是消费市场。年,中国市场上以电动汽车为代表的交通市场的锂离子电池需求量达到20.5GWh,首次超越以智能手机、移动电源(充电宝)为代表的消费市场,其中,电动汽车市场以16.0GWh的需求量首次成长为最大的细分市场;年这种优势进一步巩固,交通市场以34.2GWh的需求量,占比超过50%,其中,电动汽车市场以27.7GWh的需求量超越整个消费市场。

从各个细分市场的锂电需求来看,年以来最大细分市场经历了好几次变化。年中国手机市场锂电需求1.7GWh,是最大的细分市场,占中国市场锂电总需求的27.3%。年电动工具市场以2.6GWh的需求量超过手机市场的1.8GWh,成为第一大细分市场。虽然电动工具和手机绝大部分都是中国制造,但当时手机电池主要还是采用海外几个大厂的产品,中国只有ATL等极少数厂商具备国际竞争力,而电动工具市场比这要好一些。年电动工具市场以3.4GWh的需求量继续高居榜首,手机市场继续排在第二位。

年电动工具市场以5.0GWh的需求量继续高居榜首的同时,第二位变成了移动电源(充电宝)市场的4.4GWh,手机市场以3.6GWh退居第四位,第三位是电动汽车市场,该市场是年需求量4.2GWh,排名较上年前进了四位(年是第七位)。年电动汽车市场跃居第一位;第二位依然是移动电源市场,8.5GWh;电动工具市场以6.1GWh退居第三位,手机市场依然位居第四位。年前四大细分市场位序不变,但前两位的电动汽车和移动电源市场的锂电需求量在继续高速增长,并拉大与其他市场的距离。

具体情况见图表8。

这里面一个有意思的现象值得大家思考,在中国,位居前两位的电动汽车市场和移动电源(充电宝)市场,具有迥然不同的特征。电动汽车电池产业的发展方面,政府是精心呵护,管理部门(或者说服务部门)非常多(年2月发布的《促进汽车动力电池产业发展行动方案》显示,主管部门有工信部、科技部、发改委、自然科学基金委、质检总局、商务部、教育部、人社部等等),像一个操碎了心的婆婆,事无巨细,但求全面管到或服务到,终极目标是要让中国的汽车电池产业具备全球竞争力。而在移动电源电池产业的发展方面,则处于三不管状态,唯一的相关管理部门——工信部电子司,宁愿去跟兄弟单位装备司争夺动力电池的管理权,也不愿意多看移动电源电池一眼。

结果是两个市场都快速发展,参与游戏的电池企业数量都很多。不同的是,汽车动力电池现在还基本上没有走出国门,而移动电源电池则在全球市场居统治地位,全球90%以上的移动电源产品用的是国产锂离子电池。移动电源电池领域,就像是一片原始森林,各种花草树木都能在里面找到自己的位置,一片生机盎然的同时也充满着弱肉强食的丛林法则。我们应该思考的是:电池领域需要怎样的政府管理?

在不同形状锂电产品的应用方面,中国市场的表现与全球有明显不同。中国市场是方形电池的用量最大,在年67.5GWh锂离子电池总用量中,方形电池占比达到了39.5%。同时,年全球35.9GWh的方形电池总用量中,有26.7GWh是在中国市场用的,占比高达74.4%。

中国市场方形电池的应用是以电动汽车市场为核心向其他领域扩散的,制造汽车动力电池(A品)所产生的B品、C品等次品电池,性能其实也不差,完全可以满足移动基站电源、电动自行车等市场的需求,而且价格还较为低廉,因此,这些细分市场锂离子电池正在快速替代铅酸电池。真锂研究的数据显示,年中国电动汽车市场使用的方形电池量高达18.5GWh,占方形电池总用量的比重为69.3%;移动基站电源市场以3.7GWh占比14.0%,电动自行车市场以1.9GWh占比7.2%。

年中国市场圆柱电池的用量是26.2GWh,占比38.8%,略低于方形电池。圆柱电池的市场分布比较广,前三大细分市场是移动电源(充电宝)、电动工具和电动汽车市场,用量分别是7.8GWh、7.4GWh和5.7GWh,占比分别是30.0%、28.4%和21.7%。在年全球市场55.1GWh的圆柱电池总用量中,中国市场占比47.5%。

软包电池在中国市场上的用量是最少的,年用了14.7GWh,占比21.7%,不过,软包电池的市场分布也比较广。其中,手机市场的用量最大,以5.0GWh占比33.8%,几乎所有的智能手机产品都使用软包电池;其次是电动汽车的3.6GWh和移动电源的3.4GWh,分别占比24.3%和23.3%。在年全球市场43.1GWh的圆柱电池总用量中,中国市场占比仅为34.0%。

鉴于电动汽车市场的重要性,下面我们专门来看一下电动汽车市场的发展情况。

三、电动汽车市场高速发展,年锂电需求占比超30%

这一波的电动汽车发展浪潮始于年12月,当时日产和通用同时在美国市场推出了LeafEV和VoltPHEV产品,因此,年被公认为是电动汽车发展的元年。年至今,全球电动汽车产销量如芝麻开花节节高,到年已接近万辆的年销售规模。相对应,锂离子动力电池需求由年的几乎为零发展到年的40.9GWh,占全部锂电需求的比重由年的6.0%迅速扩大到年的30.5%,成为锂电领域最大的细分市场。今年,陆续有荷兰、挪威、印度、德国、法国、英国等国发布了停售燃油车时间表。从总的发展势头来看,已经可以认定,这一波电动汽车发展浪潮还将继续下去。电动汽车发展潮流已经不可逆转。

1、海外电动汽车市场锂电需求情况

在年这个全球电动汽车商业化的元年,海外电动汽车市场销量达到了5.8万辆,由此产生的锂电需求达到了1.3GWh,表现相当不错。此后几年,电动汽车市场销量逐年走高,到年已经达到45.08万辆(含出口到中国市场的产品),由此产生的锂电需求高达13.2GWh,年均复合增长率59.7%。

海外电动汽车市场到目前还基本上都是电动乘用车以及在此基础上改装而来的城市物流车,中国市场大行其道的电动客车以及非乘用车底盘改装的电动专用车在海外市场目前还都只是零星的示范应用。下面我们来看一下海外电动乘用车市场的锂电装机情况。

年海外电动乘用车市场锂电装机总量12.8GWh,同比增长43.1%;平均每辆车搭载的电池包电量是28.71kWh,同比增长14.7%。其中,纯电动乘用车电池装机10.4GWh,同比增长45.5%;平均电池包45.25kWh/辆,同比增长22.1%,表明“里程焦虑”问题的解决速度正在明显加快。插电式混合动力乘用车电池装机2.4GWh,同比增长33.4%;平均电池包11.25kWh/辆,同比也有略微增长,表明海外市场消费者对这种车辆产品的纯电续航里程的要求在增加。

海外电动乘用车市场采用的锂离子电池全部都是锰酸锂和三元系列的电池产品,年NCA三元电池用量最大,以6.7GWh占比52.4%,基本上都是特斯拉一家在用,由松下提供;锰酸锂电池(电池的正极材料以锰酸锂为主,三元材料为辅)以4.9GWh用量居其次,占比38.1%,大多数车企的电动乘用车产品都在采用这种电池,主要是两家韩国锂电巨头LG化学、三星SDI以及两家日本厂商AESC、LEJ在供应;NCM三元电池以1.1GWh的用量排在第三位,占比8.7%,主要是松下和SK创新在供应(其中SK创新的NCM电池所采用的中可能也含有锰酸锂材料)。

另外,博洛雷特立独行,采用的是钒锂固态电池,年装机43.5MWh,占比只有0.34%,都是自家纯电动乘用车产品在用。博洛雷的钒锂电池由于采用了固体电解质,它可以用锂金属作为负极材料,正极材料采用钒氧化物。博洛雷的钒锂电池目前的能量密度还不是很高,电池系统只有Wh/kg左右,但是它代表了未来的一种技术方向,因此广受

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