2020年中国固态电池行业研究报告

,2020年,中国固态电池行业研究报告,01 02 03 04 05,固态电池行业基本概念,固态电池行业发展现状,固态电池行业发展环境,固态电池重点企业现状,目录 CONTENT,固态电池行业发展趋势,固态电池行业基本概念,固态电池概念 固态电池分类 固态电池产业链,01,1.1固态电池概念：安全稳定,资料来源：前瞻产业研究院,固态电池是指采用固态电解质的锂离子电池。与传统锂电池相比，全固态电池最突出的优点是安全性。固态电池具有不可燃、 耐高温、无腐蚀、不挥发的特性，固态电解质是固态电池的核心，电解质材料很大程度上决定了固态锂电池的各项性能参数， 如功率密度、循环稳定性、安全性能、高低温性能以及使用寿命。 固态电池特性,不可燃,不挥发,耐高温,无腐蚀,1.1固态电池概念：电解质为固态,资料来源：许晓雄全固态电池技术的研究现状与展望,工作原理上，固态锂电池和传统的锂电池并无区别。两者最主要的区别在于固态电池电解质为固态，相当于锂离子迁移的场 所转到了固态的电解质中。而随着正极材料的持续升级，固态电解质能够做出较好的适配，有利于提升电池系统的能量密度。 另外，固态电解质的绝缘性使得其良好地将电池正极与负极阻隔，避免正负极接触产生短路的同时能充当隔膜的功能。 液态锂电池vs固态锂电池,1.2固态电池分类,按照电解质材料的选择，固态电池可以分为聚合物、氧化物、硫化物三种体系电解质。其中，聚合物电解质属于有机电解质， 氧化物与硫化物属于无机陶瓷电解质；按照正负极材料的不同，固态电池还可以分为固态锂离子电池（沿用当前锂离子电池 材料体系，如石墨+硅碳负极、三元正极等）和固态锂金属电池（以金属锂为负极）。 固态电池分类,电解质材料,有机电解质 （聚合物）,无机陶瓷电解质 （氧化物、硫化物）,正负极材料,固态锂离子电池,固态锂金属电池,资料来源：前瞻产业研究院,1.3固态电池产业链,固态电池产业链与液态锂电池大致相似，两者主要的区别在于中上游的负极材料和电解质不同，在正极方面几乎一致，若完 全发展至全固态电池，隔膜也完全被替换。 固态电池产业链,上游,中游,下游,正极材料,隔膜,消费领域 动力领域 储能领域,负极材料,电解质,锂矿 锰矿 钴矿 石墨矿 ,资料来源：前瞻产业研究院,1.3.1固态电池产业链：上游正极材料,固态电池正极材料类型,资料来源：GGII,与传统锂离子电池相似，固态电池正极材料一般采用复合电极，除了电极活性物质外还包括固态电解质和导电剂，在电极中 起到传输离子和电子的作用。按正极材料分类，主要有三元锂、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂这四种。2019年，我国三元材料 出货量占比最高，达47.5%；其次是磷酸铁锂，占比为21.8%。具有能量密度优势的三元材料预计进一步取代磷酸铁锂市场。,中国正极材料出货量按类型占比（单位：%）,22.3%,21.8%,44.6%,47.5%,15.1%,14.1%,17.7%,15.8%,2019,2018 磷酸铁锂,三元材料,锰酸锂,钴酸锂,1.3.1固态电池产业链：上游正极材料,2019年中国正极材料竞争格局（单位：%）,资料来源：GGII Choice,目前，我国正极材料尚处于充分竞争状态，集中度未来或将提升。2019年。我国正极材料出货量排名前三的企业分别为厦门 钨业、天津巴莫和德方纳米，市场占比分别为11%、7%和7%。从价格走势方面来看，我国三元材料价格整体呈下行走势， 主要终端需求带动不足，叠加原材料产能释放传导影响三元材料市场价格。,中国三元材料（523）市场均价（单位：元/吨）,11%,7%,7%,7%,6%,6%,6%,5%,4%,3%,38%,厦门钨业 天津巴莫 德方纳米 容百科技 长远锂科 振华新材料 杉杉股份 当升科技 贝特瑞 科恒股份 其他,0,50000,100000,150000,200000,250000,300000,1.3.1固态电池产业链：上游负极材料,资料来源：中国有色金属工业协会锂业分会,固态电池负极材料目前主要集中在金属锂负极材料、碳族负极材料和氧化物负极材料三大类，其中金属锂负极材料因其高容 量和低电位的优点成为全固态锂电池最主要的负极材料之一，采用金属锂做负极，有望提升4050%的能量密度。目前，全 球锂盐产能主要集中在我国，占比约 70%。2019年我国金属锂总产能约4700 吨，产量2903 吨，产能利用率为61.8%。,固态电池负极材料类型,2903,2500 2000 1500 1000 500 0,3000,3500,2016,2017,2018,2019,中国金属锂产量情况（单位：吨）,1.3.1固态电池产业链：上游负极材料,资料来源：CRU Choice,全球金属锂主要厂商包括赣锋锂业、天齐锂业和Livent，2018年这三大公司全球产能占比达到79%。赣锋锂业是全球最大的 金属锂生产商，2018年金属锂设计产能1600吨，实际产量1519.44吨。锂价格与碳酸锂联动效应比较明显，原料价格走低使 下游厂商对上游金属锂生产企业施压降价。,全球金属锂竞争格局（单位：%）,中国金属锂（99%）工业级价格（单位：元/吨）,44%,24%,11%,21%,赣锋锂业天齐锂业LIVENT其他,0,20 10,30,50 40,70 60,1.3.1固态电池产业链：上游电解质,资料来源：恒大研究院,全固态锂电池采用固态电解质替代传统有机液态电解液，有望从根本主解决电池安全性问题，是电动汽车和规模化储能理想 的化学电源。固态电池的三大电解质体系各有优劣，目前全球固态电池企业都在不同的电解质体系上进行技术研发。其中， 欧美企业偏好氧化物与聚合物体系，而日韩企业则更多致力于解决硫化物体系。 固态电池电解质类型,1.3.2固态电池产业链：下游消费电池领域,资料来源：中国信通院 国家统计局,目前，固态电池仍在研发技术阶段。在应用领域上，其有望率先发挥安全与柔性优势，应用于对成本敏感度较小的微电池领 域，如植入式医疗设备、无线传感器等；技术进步后，逐渐向高端消费电池渗透。在传统消费电子产品上，如手机、电脑及 数码相机等产品在我国已处于较为成熟的市场，整体呈现放缓收缩的趋势。 中国传统消费电子产品产量及出货量情况（单位：百万台，万台）,360,518,1923,331,560,1527,363,491,1615,351,414,356,389,1136 819,电子计算机产量（百万台）,手机出货量（百万台）,数码相机出货量（万台）,20152016201720182019,1.3.2固态电池产业链：下游消费电池领域,资料来源：IDC,伴随着科技的进步和智能化浪潮的到来，智能可穿戴设备飞速发展。2019年，中国可穿戴设备出货量达到9924万台，同比 增长37.1%。这一增长受益于智能手表、持续血糖监测系统、无线耳机等产品形态和AR/VR等新技术的助力。固态电池作为 可穿戴设备的上游，其需求规模也将随着可穿戴设备规模的增长而扩大。 中国新兴消费电子产品出货量情况（单位：万部，%）,9924 7321 5697 3876,50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0%,0,2000,4000,6000,8000,10000,12000,2016,2017 可穿戴设备出货量（万部）,20182019 同比增长（%）,1.3.2固态电池产业链：下游动力电池领域,资料来源：中国汽车工业协会,随着固态电池产品的成熟，未来将持续往下渗透，有望在动力电池领域实现应用。受益于政策的优惠，我国新能源汽车市场 从2014年开始快速发展，随后2016、2017年受到骗补事件及补贴倒退的影响，产销量增速放缓，2019年国内新能源汽车产 量为124.2万辆。目前，为了缓解疫情对新能源汽车行业的影响，我国推迟补贴政策至2021年，行业发展正逐渐恢复中。 中国新能源汽车产量情况（单位：万辆，%）中国新能源汽车产量细分类型结构（单位：%）,34.05,51.70,79.40,127.00,124.20,350% 300% 250% 200% 150% 100% 50% 0% -50%,0,20,40,60,80,100,120,140400%,2015,20162017 新能源汽车产量（万辆）,20182019 同比增长（%）,63.1%,66.5%,74.7%,84.3%,87.8%,36.9%,33.5%,25.3%,15.7%,12.2%,2015,2019,20162017 新能源乘用车,2018 新能源商用车,1.3.2固态电池产业链：下游储能电池领域,资料来源：CNESA,全固态电池被公认有望突破电化学储能技术瓶颈，满足未来发展需求的新兴技术方向之一。在电化学储能方面，目前锂电池 占电化学储能比重达80%。而结合国家对能源发展的指导方针，电化学储能在用户侧、 可再生能源并网配套等领域的需求有 望迎来快速增长，固态电池发展前景明朗。,中国电化学储能项目累计装机规模（单位：MW）,129.6,164.8,275.9,423.2,1072.7,1709.6,2014年,2015年,2016年,2017年,2018年,2019年,80.60%,17.80%,1.20%,0.40%,锂电池,铅蓄电池,液流电池,超级电容,2019年中国电化学储能项目装机细分结构（单位：%）,1.3.2固态电池产业链：下游储能电池领域,资料来源：工信部,2019年底,2020年2月,2020年5月,2020年底,备用电源是电化学储能的另一大重要应用。随着5G基站建设的大力推进，备用电源的需求也有望迎来快速增长。根据工信部 数据统计，截至2019年底我国共建成5G基站超13万个；截至2020年5月，工信部表示已开通5G基站超过20万个，每周新增 5G基站超过1万个，到2020年年底，我国5G基站数可达65万。 中国5G基站建设情况（单位：万个） 超过65万个 超过20万个 达16.4万个 超过13万个,1.3.3固态电池产业链：成本结构,资料来源：Solid versus liquid-a bottom-up calculation model to analyze the manufacturing cost of future high-energy batteries,Joscha Schnell,固态电池整体成本主要由电池材料成本及电池生产成本构成，其中材料成本占据了大部分的份额。材料成本包括正极、负极 材料、隔膜（如需）、电解质、集电器、壳体等组成，而生产成本则包括工厂设计/厂房、能源及人员/生产工序三大板块。 固态电池成本结构（单位：%）,87%,13%,石墨负极固态电池成本,电池材料,电池生产,85%,15%,锂负极固态电池成本,电池材料,电池生产,固态电池行业发展环境,固态电池行业政策环境 固态电池行业技术环境,02,2.1固态电池行业政策环境,我国直接针对固态电池行业的相关政策较少，对固态电池行业影响较大的政策主要围绕“推动锂电池行业的发展”以及“促 进新能源汽车动力电池升级”这两方面展开。相关政策通过制定产业规划、规范行业标准、修改补贴制度等方式，间接地对 固态电池行业施加影响。 中国相关政策影响固态电池行业的机理分析,锂电池,制定发展,规划,制定行业,标准,培育新兴,产业,新能源汽车,动力电池,加强续航,要求,制定发展,规划,修改补贴,制度,固态电池,提供发展路径引 导和政策支持,通过对电池性能施 压倒逼产业升级,资料来源：前瞻产业研究院,2.1.1固态电池政策环境：锂电池相关政策,注：统计时间为2009年1月1日-2020年8月10日,锂离子电池及相关产品的制造技术属于我国优先发展的技术领域。近年来，我国出台了一系列政策规划以推动锂离子电池制 造水平的进步以及技术的发展。固态电池作为新型锂离子电池，