【世经研究】锂电池行业发展现状及银行授信指引

未来凯语 2025-03-25 09:42:37

第一节 行业定义及产业链覆盖范围

一、行业定义

锂离子电池是一种二次电池,具有高能量密度、长寿命和环境友好的特性,并广泛应用于便携式电子设备、电动汽车及储能领域。本报告所指的锂电池行业对应国民经济行业分类国家标准(GB/T4754-2017)中的电池制造业(384)以及电子元件及电子专用材料制造(398),包括锂离子电池制造业(3841)、电子专用材料制造(3985)。

二、主要产品

(一)不同锂电池正极材料性能及应用领域比较

多种正极材料并存,根据不同的特性对应不同的细分应用领域。正极材料中,钴酸锂广泛应用于3C电子产品,锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料应用于新能源汽车,其中磷酸铁锂和镍钴锰酸锂也应用于储能领域。作为第一代商品化的锂电池正极材料,钴酸锂具有较好的电化学性能和加工性能,比容量相对较高,在小型充电电池中应用广泛。尤其在中高端超薄电子产品领域,其体积能量密度及倍率性能好等优势明显。NCM或NCA三元材料三种元素的不同配比使得三元正极材料产生不同的性能,满足多样化的应用需求。相较于磷酸铁锂、锰酸锂等正极材料,三元材料的能量密度更高、续航里程更长。

(二)锂离子电池的主要分类

锂离子电池的分类方式主要包括按电池外观、材料体系、应用场景、包装材料以及电解质状态等方式进行分类。本文接下来按照不同的分类方式对锂离子电池的类别进行划分和说明。

三、要素结构

(一)行业的商业模式、成本收益结构等情况

1、商业模式

(1)采购模式

行业内企业实行按需采购,生产所需的主要原材料为磷酸铁锂、石墨、隔膜、电解液等,企业通过制定《供方管理程序》、《采购控制程序》等制度规范采购活动,并建立完善的合格供应商准入、评价和淘汰机制,从而自采购端保障产品质量的可靠性、稳定性。

(2)生产模式

行业内企业主要采用“以销定产”的生产模式,根据订单和产能情况制定生产计划。计划运营部根据评审通过的合同将生产需求下达至生产部门,生产部门根据在手计划并结合产能编排生产计划,按计划有序组织生产并按时交付。

(3)销售模式

行业内企业销售模式分为直销和买断式经销,其中买断式经销指产品以买断方式销售至经销商,后由经销商根据自身业务需要自主销售至终端客户,主要适用于户用储能电池外销等特定产品的销售。通信基站储能电池、数据中心储能电池、电力储能电池下游客户主要以招标方式继续采购,这也致使“直销模式”为储能型锂离子电池的主要销售模式。

(4)销售定价模式

锂电池的定价模式主要受到国际锂业巨头的垄断格局、成本考虑、技术进步以及市场需求的影响。

①垄断锂业企业的定价模式:这些企业拥有全球锂卤水品质最好的盐湖和全球在采矿山品位最高的锂矿山,通过长协定价模式供应全球锂资源需求,影响国际价格。这种垄断格局使得锂资源企业进一步向资源龙头整合,议价能力进一步提升。例如赣锋锂业通过国际市场的收购和布局,不断扩大其业务范围和资源储备。

②成本考虑:锂盐的价格下跌至上游的成本线时,企业会有资源储备,但如果锂价真的到达10万元/吨,有些矿就会封住不动。锂盐上涨至下游的成本线时,适当采取手段管控资源价格。尽管锂精矿高度依赖国外进口,但适当调节不是说完全去固定一个价格,而是考虑到对动力电池供应链稳定诉求。

③技术进步和市场需求:随着技术的进步和市场需求的变化,锂电池的价格也在不断变化。例如,宁德时代正在向车企推广173Ah的VDA规格磷酸铁锂电芯,其电芯价格不超过0.4元/h,目标就是10-20万元的纯电市场。全球顶级咨询公司罗兰贝格预测,到2025年三元动力电池和磷酸铁锂动力电池(未税)价格将分别跌至0.45元/h和0.38元Nh。这表明,通过产线智能化改造,未来电池制造商可以通过降本增效来降低价格3。

综上所述,锂电池的定价模式受到多种因素的影响,包括国际锂业巨头的垄断、成本考虑技术进步以及市场需求等。这些因素共同作用,决定了锂电池的价格走向和市场竞争力。

2、成本收益

锂电池的成本收益结构主要涉及原材料成本、制造费用、直接人工成本等方面,其中原材料成本占据较大比例,特别是磷酸铁锂正极材料、负极材料和铜箔等。具体来说,磷酸铁锂电池的上游原材料成本中,磷酸铁锂正极材料占比最大,达到37.49%;负极材料和铜箔分别占比11.37%和10.88%;电解液和隔膜的成本占比相对较少,分别为8.76%和2.32%。在制造费用方面,单位制造费用受产能利用率影响,包括折旧等费用。以宁德时代为例,2023年其动力电池单位成本中,单位直接材料成本占比最大,为84.1%,其中碳酸锂价格波动对单位直接材料成本有较大影响。单位制造费用成本占比11.6%,而单位直接人工成本占比4.3%。

此外,锂电池的成本收益结构还受到产业链上下游的影响。2023年,受终端需求增速放缓影响,以碳酸锂为代表的锂电原材料进入降价通道,导致去库存成为主题,普赚行情不再多数企业利润承压。尽管如此,一些企业通过优化成本结构和提高效率,仍然能够实现盈利。例如,亿纬锂能和宁德时代等公司在面对市场变化时,通过提高自供率、优化生产流程等方式,保持了较好的盈利状态。

综上所述,锂电池的成本收益结构受到原材料成本、制造费用、直接人工成本等多个因素的影响,其中原材料成本尤其是磷酸铁锂正极材料等占据较大比例。同时,产业链上下游的变化也会对成本收益结构产生影响,企业需要通过技术创新和成本控制来应对市场变化,保持盈利能力。

(二)行业关键影响因素

1、有利因素

(1)政府部门的引导和支持

我国相关部门对锂离子电池行业的监管和支持力度逐渐加大,颁布了《推动能源电子产业发展的指导意见》、《关于做好锂离子电池产业链供应链协同稳定发展工作的通知》等相关政策促进锂离子电池行业发展。政府部门的引导和支持,有效地推动了行业结构调整和技术进步,在一定程度上规范了市场秩序,从而为我国锂离子电池行业的持续、科学、健康发展奠定了稳固的基础。

(2)技术的不断创新为行业的发展提供有力保障

经过多年的不懈努力,我国锂离子电池技术及产业均取得了从无到有、从模仿到自主创新的长足发展,锂离子电池材料体系从钴酸锂发展到磷酸铁锂、三元材料,再到高镍和富锰体系,制造技术从作坊式生产发展到现今的自动化、智能化生产,产业规模不断扩大,并逐步成为全球最大的锂离子电池生产地和消费地。

(3)新兴消费电子市场规模日益扩大

一方面,我国锂离子电池市场在传统消费类电子产品领域的应用已趋于成熟,笔记本电脑、平板电脑及智能手机市场规模保持稳定,而以智能穿戴设备、无人机等新兴产品代表的消费电子市场规模则日益扩大。工信部发布《关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》,明确指出到2025年,民用无人机产值将达到1800亿元,年均增速25%以上。无人机产业的高速发展,将带动消费类锂离子电池市场规模稳步增长。

(4)能源紧张和环保要求提高加速行业发展

首先国家乃至全球不断提高环保意识,对多行业提出环保和双碳要求,锂电池作为新型能源具备一定的环保性,可以满足当前各行业中动力要求的同时,达到环保的目的;其次站在能源消耗角度,我国的能源短缺问题明显,随着汽车保有量的增加,对石油资源的消耗日益升高,石油对外依存度也不断增高,造成我国能源短缺;最后就是新能源汽车等行业对锂电池的需求,发展以低污染、低排放为基础的新能源汽车行业,是实现经济的可持续发展的重要途径,新能源汽车等行业对锂电池的续航能力、安全性提出更高的要求,为锂电池行业的整体发展提供驱动力。

随着经济的快速发展,我国能源短缺和环境污染等问题开始显现。其中,我国汽车保有量的不断攀升,导致石油消耗日益升高,同时传统汽车排放的尾气给环境带来了较大的危害。

(5)储能市场潜力巨大

储能领域作为锂离子电池应用的一个崭新领域,越来越受到市场的关注与重视。锂离子电池在循环寿命、快速充放能效、比能量方面均大幅优于铅酸电池,在安全性能方面与铅酸电池相当,作为一种绿色环保的新型电池,将对铅酸电池形成大规模替代,更好地应用于储能领域。

2、不利因素

(1)劳动力成本上涨

锂离子电池制造行业属于劳动密集型产业,产品的产能和生产人员的数量息息相关。随着我国人口红利逐渐消失,劳动密集型企业不再具备过去人力成本较低的优势。与此同时,我国经济的发展以及义务教育带来的劳动力素质提高也将继续推升我国的劳动力成本上涨。如何应对劳动力成本的上行压力已经成为制造行业不得不面对的重要问题。

(2)专业技术人才短缺

锂离子电池技术的研发是典型的交叉学科领域,技术集成难度高、开发难度大,对人才的综合素质、技术能力要求颇高。虽然我国的锂离子电池行业飞速发展,但综合人才的稀缺尚无法匹配目前已形成规模的市场,对行业的发展产生了一定程度的不利影响。

(3)安全性差

在锂离子电池发展过程中,因为采用的正负极材料及其配方不同,多次出现爆炸、燃烧等不安全的问题。一方面是用户在使用时,因使用方法不正确造成短路,出现燃烧爆炸。另一方面是锂离子的化学性质非常活泼,在石墨负极的配合下,一旦出现高温,就容易发生爆炸燃烧,所以通常厂家都会在电池内部安装锂电池保护板,用以保护电池。但是,一些杂牌电池在原材料及组装工艺上与品牌电池有很大的差别,所用的线路、保护板质量不高,老化后就很容易自燃。

第二节 国家政策

锂电池政策环境通过调控产量与价格、促进产业链供应链协同稳定、推动技术创新与转型升级、以及支持全固态金属锂电池产业发展等多方面措施,旨在推动锂电池行业的健康、绿色、高质量发展。

本文梳理了全国锂电池行业的重点政策,如下表所示:

第三节 行业技术发展情况

一、全球锂电池技术发展现状

(一)固态锂电池

1、固态电池目前尚处于半固态电池量产阶段

尽管固态电池展现出对传统液态锂电池的显著超越,然而,实现这些优势转化为实际应用需依靠合理的路径实现。从目前发展看,固态电池的发展路径呈现出从渐进式改良到技术革命的复杂演变,即从半固态到准固态,最终迈向全固态的技术发展路径。

半固态电池采用混合固液电解质,其中电解液含量占5%-10%,并通过增加涂覆固态电解质,有效结合了液态锂电与固态电池的优点。尽管其电化学原理与液态锂电相似,但半固态电池在安全性、能量密度、循环寿命、抗机械冲击等方面均有所提升。这种改良设计使得半固态电池能够在很大程度上沿用现有的成熟电池制造工艺,降低了生产难度。

准固态电池,其电解液含量占比控制在0~5%,可视作半固态电池的技术升级版,其实质也属于半固态电池,需要在现有的半固态电池制备工艺上继续改良。

全固态电池,尽管有部分企业已宣称完成全固态电池的研发,但在实际产业化落地过程中,由于受限于当前面临上游材料技术、制备技术尚不成熟及生产成本过高等瓶颈,其大规模产业化进程还需时日。行业普遍认为全固态电池距离大规模产业化至少还需5年时间。

基于上述,当前固态电池尚处于发展的初级阶段,半固态电池作为过渡形态,虽然已具备一定的商业化条件,但其本质上仍是固态电池技术演进过程中的一个中间站。全固态电池作为终极目标,其真正的大规模产业化落地尚待时日。因此,固态电池的后续发展路径依然漫长且充满挑战。

2、固态电池技术路线

聚合物、硫化物和氧化物作为固态电池领域的三大核心电解质类型,各自代表了固态电池技术发展的三条主要路线,它们分别在特定性能指标上展现出独特的优化潜力,同时也对应着各自在产业化进程中所面临的独特优势与挑战。聚合物路线虽起步早且已实现小规模量产,技术水平较成熟,但技术上限突破难度很大,例如电导率低、性能上限等问题,因此产业尚未快速形成规模化,尚待技术的提升。氧化物路线各方面的性能表现较为均衡,目前技术已相对成熟,但制备成本较高,成本优化后,具有较好的发展潜力。聚合物和氧化物路线目前在半固态电池中都已有应用。硫化物路线的电导率较高,性能表现最优异,商业化潜力大,但研究难度也最大,如何保持较高稳定性有待解决,目前技术尚不成熟。因此,固态电池的发展路径不仅是其技术演进的过程,更是不同技术路线间相互较量、取长补短、共同推动产业进步的平台。

(二)镍钴铝复合氧化物

商用锂离子动力电池正极材料主要有锰酸锂、磷酸铁锂、三元体系,其中三元体系又可细分为镍钴锰NCM和镍钴铝NCA。三元材料在能量密度方面有明显优势,已成为应用主流。由于动力电池财政补贴能量密度门槛提升及消费者对高续航新能源汽车的青睐,三元材料电池装机量占比持续提升。

高镍三元材料(NCM811、NCA)具有高容量、低成本优势,各大动力电池企业均大力布局,目前仍处于产业化初期。国内动力电池巨头CATL、比亚迪、力神、亿纬锂能等均选择NCM811技术路线;国外巨头除松下外,三星SDI、SKI、LG化学均同时布局NCM811和NCA技术路线,国内NCA技术与国外仍有差距。目前高镍正极尚有安全性、生产工艺两方面需要改进。

第一在安全性方面,镍含量提升将导致电池热稳定性急剧下降。由于Ni化学活性强,三元材料热稳定性随着镍含量提升急剧降低。NCM811热稳定温度在230℃左右,远低于NCM333的310℃。

第二在生产工艺方面,高镍正极工艺复杂、对产品一致性要求更高。镍离子由于活性高、阳离子混排、碱性大等原因,在实际生产过程复杂,相比常规三元材料,三元高镍材料需要成本更高的LiOH、纯氧气氛、专门的除湿设备、水洗工艺除掉表面残碱等。

(三)电池回收与再利用

目前,废旧锂离子电池的回收技术主要包括物理法、化学法和生物法等。其中,物理法主要是通过破碎、分选等方式将废旧电池中的有价金属分离出来;化学法主要是通过溶解、沉淀等方式将有价金属提取出来;生物法则是利用微生物的代谢作用将有价金属转化为可回收的物质。这些方法各有优缺点,需要根据具体情况选择合适的回收方法。

二、我国锂电池技术发展现状

第四节 银行授信策略

银行应择优适度支持行业龙头企业以及生产工艺和技术水平先进、市场竞争力突出的锂电池企业;审慎支持产品壁垒和技术含量较低、市场竞争激烈的锂电池企业,加快退出产能严重过剩、产品设备落后、资源消耗高、环境污染大的锂电池企业。加强对客户信贷风险的前瞻性预判,重点关注经营亏损、销售收入和订单大幅下降、存货和应收账款快速增长、裁员欠薪等劳资矛盾突出企业的融资风险,落实有效风险防控措施。

由于锂电池行业涵盖范围比较广泛,包括上游原材料开采、中游原材料制造和锂电池制造以及下游新能源汽车等,银行金融产品不能笼统的涵盖所有锂电池相关企业的资金需求。银行应根据不同锂电池行业环节的企业资金需求特点,展开对应的金融服务。例如上游原材料开采企业的资金需求呈现阶段性特点,可以利用企业的设备等固定资产进行抵押获取资金。银行应当根据当前锂电池企业的资金需求特点,推出全新的金融产品和授信评定标准,主要加强项目研究过程中对企业和项目的动态跟踪。

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