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儲能產品市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景前景預測隨著2020年補貼取消,鋰電池成本持續(xù)下降,新能源汽車作為消費品的性價比優(yōu)勢將逐步體現(xiàn),滲透率持續(xù)提升,加上儲能行業(yè)即將突破,動力電池在未來十幾年內的需求將維持25%以上的高復合增速。預計2023-2027年期間電動車將實現(xiàn)TCO平價,到2025-2030年間,動力電池的價格將降至50-70$/kWh。隨著動力電池成本的進一步降低,新能源汽車的使用成本和生產成本不斷接近甚至低于傳統(tǒng)燃油車,即實現(xiàn)使用全成本平價。而目前,隨著新能源汽車保有量的不斷上升,新能源汽車產銷量增速放緩,動力電池增長受新能源汽車行業(yè)影響,增速保持在12%以上。到2025年中國動力電池裝機量將達150.4Gwh。三元高鎳體系能夠滿足2020年動力電池單體300Wh/kg目標,但無法實現(xiàn)2025、2030要求,全固態(tài)、三元富鋰電池值得關注。2)電池安全問題:新能源汽車安全問題既有技術因素,也有監(jiān)管因素,更多的是由部分企業(yè)急功近利、安全意識淡薄所致。事實上,目前多數(shù)新能源汽車安全事故本可提前避免。未來可利用大數(shù)據(jù)平臺等建立預警機制,并通過目錄管理加強對產品的質量監(jiān)管。3)電池回收問題:應加快統(tǒng)一動力電池的型號標準,同時建立更完善的回收體系。據(jù)統(tǒng)計2018年我國實現(xiàn)廢舊動力電池回收1.35萬噸,實際回收比只有22.9%。政策約束力差、回收體系混亂、梯次市場空間剛起步、利潤率低是造成動力電池回收率低的主要原因。與此同時,動力電池回收,也是個巨大的環(huán)保議題。電池正極材料中含鎳、鈷等重金屬,若未經過專業(yè)回收處理,極易造成重金屬污染,電解液溶解在水中也易造成氟污染。此外,從產業(yè)鏈角度考慮,發(fā)展退役動力蓄電池梯次利用,可充分挖掘動力電池全生命周期的價值,有利于產業(yè)健康、有序發(fā)展。動力電池作為新能源汽車能量存儲與轉換裝置的基礎單元,是新能源汽車的核心零部件,其技術發(fā)展水平是全球汽車產業(yè)電動化轉型的關鍵支撐。中國憑借新能源汽車產業(yè)的先發(fā)優(yōu)勢,動力電池產業(yè)進入快速成長階段,現(xiàn)已經成為全球最大的動力電池生產國之一。近年來,國內動力電池的產量和裝車量不斷增加,市場需求不斷增加也讓動力電池企業(yè)更依賴于產能擴張。根據(jù)中國汽車動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示,2022年1-10月,我國動力電池累計產量達425.92GWh,同比增長166.5%,累計裝車量達224.2GWh,同比增長108.7%。具體廠商方面,1-10月我國新能源汽車市場共計51家動力電池企業(yè)實現(xiàn)裝車配套,較去年同期減少3家,排名前3家、前5家、前10家動力電池企業(yè)動力電池裝車量分別為173.0GWh、189.2GWh和211.9GWh,占總裝車量比分別為77.1%、84.4%和94.5%。行業(yè)發(fā)展前景(一)新能源汽車成為我國汽車工業(yè)彎道超車的突破點我國汽車產業(yè)起步較晚,長期受到核心技術與自主創(chuàng)新能力較弱的限制。新能源汽車為汽車行業(yè)中的新興賽道,為我國汽車行業(yè)充分發(fā)揮比較優(yōu)勢、實現(xiàn)彎道超車提供了重要機遇。此外,隨著動力電池的技術水平不斷提升,新能源汽車技術指標如續(xù)航里程、充放電速度、使用環(huán)境適用性等不斷突破,伴隨著與之配套的基礎設施逐步完善,新能源汽車用車成本不斷下降,消費者對新能源汽車的接受程度不斷提升?,F(xiàn)階段,新能源汽車市場由政策驅動向消費驅動持續(xù)轉型,新能源汽車市場在可預見的一段時間內,將保持高速發(fā)展的趨勢。(二)市場上對優(yōu)質動力電池企業(yè)的需求不斷增加得益于新能源汽車產業(yè)的發(fā)展,市場上對優(yōu)質動力電池企業(yè)的需求不斷增加。新能源汽車的高速發(fā)展帶動鋰離子電池需求的增加,目前鋰離子動力電池的供應不能滿足市場上的相關需求。(三)新一代動力電池的快速發(fā)展目前市場主流動力電池仍為鋰離子體系電池,且預計未來將持續(xù)快速增長,但同時其他如鈉離子電池等新興電池技術也在蓬勃發(fā)展。隨著國家和企業(yè)在新一代動力電池研發(fā)領域重視和不斷投入,預計動力電池行業(yè)將持續(xù)高速發(fā)展。(四)中國已經建立完整的動力電池產業(yè)鏈從全球范圍內來看,雖然歐美日韓等國家和地區(qū)已在加速培育本土產業(yè)鏈,但中國動力電池產品優(yōu)勢仍較為明顯。一方面,中國動力電池行業(yè)擁有完整的產業(yè)鏈,與國際廠商相比,中國動力電池企業(yè)有更好的成本控制能力;另一方面,動力電池產業(yè)鏈經過多年持續(xù)投入,相關研發(fā)及生產人才儲備較為充足。動力電池作為新能源汽車能量存儲與轉換裝置的基礎單元,是新能源汽車的核心零部件,其技術發(fā)展水平是全球汽車產業(yè)電動化轉型的關鍵支撐。2021年國內新能源汽車市場恢復超預期,加之新車型的集中發(fā)布及新能源汽車面對傳統(tǒng)燃油車自身競爭力的增強,帶動了消費者購買新能源汽車的熱情。最近三年,國內動力電池市場主要由三元材料電池和磷酸鐵鋰電池構成。三元材料電池相較于磷酸鐵鋰電池,擁有較高能量密度,有助于新能源汽車實現(xiàn)長續(xù)航里程,未來有望逐漸向高端領域、高續(xù)航里程、快速充電以及具有特殊要求的產品車型領域滲透。2021年中國前十動力電池企業(yè)裝機量占市場份額92.2%,行業(yè)集中度較高,競爭趨于激烈,主要原因系近年來受新能源汽車帶動,市場對鋰離子動力電池的需求不斷拉升,頭部企業(yè)產能及供應鏈保障更加充分,保障了快速增長的需求供應,提升了市占率。新能源汽車行業(yè)技術水平及特點相比于傳統(tǒng)燃油車,新能源汽車的續(xù)航里程、充電時間、安全性能、電池壽命、電池成本等問題,都是制約消費者購買意愿及新能源汽車普及程度的關鍵因素。因此,動力電池性能直接決定新能源汽車性能,動力電池性能的提升依賴于技術進步,持續(xù)的技術進步驅使動力電池能量密度不斷提升、產品性能不斷優(yōu)化、生產成本不斷降低、綜合性價比不斷提高。(一)按正極材料不同對鋰離子動力電池進行區(qū)分提高能量密度的關鍵在于正極材料。正極材料決定了鋰離子電池的主要性能。按正極材料劃分,鋰離子電池可以分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等技術路線。其中,三元材料是指含鎳鈷錳三種元素或鎳鈷鋁三種元素組成的正極材料,即鎳鈷錳酸鋰(以下簡稱NCM)或鎳鈷鋁酸鋰(以下簡稱NCA)。在動力電池領域,經歷了由鈷酸鋰、錳酸鋰轉向磷酸鐵鋰、三元材料為主的發(fā)展歷程。最近三年,國內動力電池市場主要由三元材料電池和磷酸鐵鋰電池構成。三元材料電池相較于磷酸鐵鋰電池,擁有較高能量密度,有助于新能源汽車實現(xiàn)長續(xù)航里程,未來有望逐漸向高端領域、高續(xù)航里程、快速充電以及具有特殊要求的產品車型領域滲透。磷酸鐵鋰電池相較于三元材料電池,擁有成本較低、相對安全的優(yōu)點,近年來伴隨電池工藝技術的發(fā)展和電池結構的優(yōu)化,其能量密度瓶頸存在一定緩解,成為動力電池行業(yè)技術發(fā)展的重要技術方向。動力電池未來發(fā)展方向在較長的一段時間內是多種技術路線并存的。根據(jù)三元材料中鎳、鈷、錳元素含量的不同,NCM材料可分為NCM811、NCM622、NCM523等。811、622、523代表不同元素的占比,以NCM523為例,其化學組成為Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2。NCA則由鋁元素替代了錳元素。三元材料的技術優(yōu)勢在于綜合材料優(yōu)點,使得鎳、鈷、錳或鋁元素發(fā)揮協(xié)同效用。鎳的主要作用為提高能量密度,鈷的主要作用為穩(wěn)定三元材料層狀結構,提高材料的電子導電性和改善循環(huán)性能,錳的主要作用為減低成本,改善材料的結構穩(wěn)定性和安全性。一般情況下,鎳的占比越高,電池的實際比容量越高,能量密度越高。鈷元素在正極材料中起到減少鎳離子與鋰離子的混排效應、抑制充放電過程中的相變以提高結構穩(wěn)定性的作用。但鈷并非不可或缺,且鈷元素價格較高,全球范圍內鈷元素礦產資源匱乏并且市場供應集中度高,供應易受外部影響。鋰離子電池的低鈷化無鈷化成為該行業(yè)的未來重要發(fā)展趨勢。蜂巢能源開發(fā)出NMx無鈷電池,技術水平業(yè)已處于行業(yè)前列。(二)按結構類型對鋰離子動力電池進行區(qū)分鋰離子動力電池按照電芯封裝結構可以分為方形、軟包以及圓柱形等。圓柱形電池發(fā)展時間長,工藝成熟,標準化程度高,其往往采用成熟的卷繞工藝,自動化程度高,產品一致性強,成本相對較低。其劣勢在于PACK空間利用率低、單體容量小,動力領域需要將較多單體電池進行組裝,電池管理要求高。方形電池制作主要采用卷繞或疊片工藝,方形電池還具備空間利用率高、單體容量大、成組難度低的優(yōu)點。軟包電池采用軟包裝材料(鋁塑復合膜),大多采用疊片工藝,軟包電池結構件質量相對減輕,能量密度較高,但其本身亦存在結構強度較差、在內部脹氣和外部穿刺時容易漏液、PACK成本較高等缺點。截至目前,國內動力電池市場仍以方形電池為主,近三年裝車量占比超過80%,軟包電池和圓柱形電池占比相對較小。不同的結構形式意味著核心制造工藝的差異化,形成卷繞和疊片兩種技術。圓柱電池通常采用卷繞工藝,軟包電池則需應用疊片工藝,方形電池兩者皆可。卷繞是將制片工序或收卷式模切機制作的極片卷繞成電芯,原材料按照負極、隔膜、正極、隔膜的順序進行卷繞。疊片是將模切工序中制作的極片疊成電芯,例如典型的Z字形疊片,正負極分別疊在隔膜兩面,隔膜以Z字形穿行其間而隔開兩極。理論上,疊片工藝制得的電芯產品在能量密度、循環(huán)性能及安全性能等方面性能更優(yōu),主要系卷繞電芯存在多處彎折區(qū)域和集流體焊接區(qū)域,內部空間利用率低,并且會有卷繞張力的不均勻和形變等現(xiàn)象,而疊片電芯界面反應更均勻,活性物質容量能夠得到充分發(fā)揮。伴隨企業(yè)對電池制造工藝的精進,疊片電池工藝已逐漸成熟。蜂巢能源目前最高已實現(xiàn)0.125秒/片高速疊片工藝,技術水平處于行業(yè)前列。鋰離子動力電池行業(yè)概況動力電池作為新能源汽車能量存儲與轉換裝置的基礎單元,是新能源汽車的核心零部件,其技術發(fā)展水平是全球汽車產業(yè)電動化轉型的關鍵支撐。電動汽車中的化學電源不斷發(fā)展,從可反復循環(huán)使用的鉛酸電池,到鎳鎘電池,再到鎳氫電池,以及鋰離子電池。鋰離子電池應用上相比同時代其他電池技術,具備較高的能量密度與功率密度,可靠性較強,成為現(xiàn)階段的主流動力電池。近年來,全球對新能源汽車的發(fā)展已經形成共識,各主要經濟體均制定了車用電池發(fā)展規(guī)劃,通過禁售燃油車和規(guī)劃新能源汽車比例等措施推動電動汽車快速發(fā)展,進而帶動動力電池產業(yè)發(fā)展向好。中國憑借新能源汽車產業(yè)的先發(fā)優(yōu)勢,動力電池產業(yè)進入快速成長階段,已經成為全球最大的動力電池生產國之一。從裝機量看,根據(jù)韓國市場調研機構SNEResearch數(shù)據(jù)顯示,2021年全球動力電池在電動汽車上的裝機量達297GWh,較2020年增長超過100%。在全球汽車產業(yè)電動化的浪潮下,動力電池未來仍有數(shù)倍的增長空間,GGII預計,2025年全球動力電池出貨量將達到1,550GWh,2030年有望達到3,000GWh。2021年中國動力電池裝車量為154.5GWh,同比增長142%,增長速度顯著。主要原因系2021年國內新能源汽車市場恢復超預期,加之新車型的集中發(fā)布及新能源汽車面對傳統(tǒng)燃油車自身競爭力的增強,帶動了消費者購買新能源汽車的熱情。新能源汽車行業(yè)的發(fā)展情況和未來發(fā)展趨勢2025年新能源汽車占汽車總銷量的比重達到20%,2030年新能源汽車在總銷量的占比達到40%左右,2035年新能源汽車銷量占國內汽車市場銷量的50%以上,汽車產業(yè)實現(xiàn)電動化轉型。同時,消費者對新能源汽車各項指標的要求促進動力電池行業(yè)不斷技術創(chuàng)新。多元的終端應用場景對于電池的性能要求存在側重,但如何在安全的條件下提升電池系統(tǒng)的能量密度一直為電池技術發(fā)展的主線。圍繞這一主線,動力電池發(fā)展主要分為兩類方向:第一,動力電池材料的技術的漸進創(chuàng)新。首先,對正極材料而言,以能量密度為主要性能提升點系開發(fā)主線,三元體系在提升能量密度方面具備優(yōu)勢。但在某些情況下,以磷酸鐵鋰體系為代表的相對低能量密度的材料在別的維度存在優(yōu)勢,亦有應用價值,正極材料的開發(fā)遵循產業(yè)化優(yōu)先,體系兼容優(yōu)先的理念,能量密度呈現(xiàn)動態(tài)循環(huán)往復的螺旋式上升。其次,對負極材料而言,研發(fā)趨勢為低成本、高能量密度?,F(xiàn)階段,石墨負極仍為主流,硅碳混合負極材料、純硅負極材料為主要研發(fā)熱點。最后,電解質與隔膜則將跟隨兩極材料的技術革新不斷優(yōu)化,鋰離子電池從液態(tài)向半固態(tài)、全固態(tài)發(fā)展和演進,將為行業(yè)帶來較大的變化。第二,動力電池制造的工藝改善。各主要電池廠廠商從工藝維度入手,開展性能的邊際改善,進而實現(xiàn)制造環(huán)節(jié)的優(yōu)化和動力電池的系統(tǒng)集約化。一種方向為做大容量電芯,例如長條型方形電芯、大圓柱電池,減少電芯附屬件對電池整體能量密度的影響。第二種方向則是實現(xiàn)系統(tǒng)集約化,去掉冗余零件、功能及繁雜工藝,高速疊片工藝、CTP/LCTP、CTC等技術均在一定程度上影響著產業(yè)格局。新能源汽車產銷高增長帶動動力電池裝車量走高,動力電池將在未來面臨較大退役規(guī)?!,F(xiàn)階段,退役動力電池的循環(huán)利用主要手段為梯次利用以及報廢回收。報廢回收系對壽命終止的電池,直接進行拆解處理,提取內部可回收金屬;梯次利用回收系將剩余容量較高的退役電池在低要求的應用領域進行二次使用。動力電池廠商在退役動力電池循環(huán)利用上具備明顯技術優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢,已成為該市場的主要參

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