新能源动力电池发展现状及产业新机遇

近年来，新能源汽车发展迅速，一批互联网造车新势力涌现，其中不乏较为成功的小鹏、蔚来、理想等品牌，其高速发展态势直接性的给国内的汽车产业市场带来的无限活力与机遇。动力电池作为电动汽车的主要动力来源，是促进新能源汽车发展的重要关键组成部分，在快速发展的背景下也造就了一批全球性头部中国电池企业。围绕着产业链的上下游也孕育着大量的产业机遇，本文将从动力电池出发探索更多的产业新机遇，深度挖掘动力电池发展带来的新赛道。

一、重点产业名词概述

新能源动力电池——顾名思义，新能源动力电池即为提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车等提供动力的蓄电池。根据不同的材料类型可以分为：铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、铁镍蓄电池、钠氯化镍蓄电池、银锌蓄电池、钠硫蓄电池、锂蓄电池、空气蓄电池(锌空气蓄电池、铝空气电池)、燃料电池、太阳能蓄电池、超容量电容器、飞轮电池、钠硫电池等。其中，三元锂电池和磷酸铁锂电池在乘用车和商用车领域起主导应用，目前乘用车电池以三元锂电池为主，商用车电池以磷酸铁锂电池为主。

新能源汽车——依据工业和信息化部2017年最新颁布实施的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，新新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，所形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。主要包括:混合动力电动汽车、纯电动汽车(包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车、替代燃料汽车(天然气、乙醇、甲醇)等。

二、新能源动力电池的分类

新能源汽车的核心部件当属汽车动力电池，也就是新能源汽车的能量来源，直接决定了汽车的续航里程。以下是各类主流电池的介绍：

1、 铅酸电池——铅酸电池作为比较成熟的技术，因其成本较低，而且能够高倍率放电，依然是唯一可供大批量生产的电动车用电池。北京奥运会时，有20辆使用铅酸电池的电动汽车，为奥运会提供交通服务。但是铅酸电池的比能量、比功率和能量密度都很低，以此为动力源的电动车不可能拥有良好的车速及续航里程。

2、 镍镉电池和镍氢电池——虽然性能好于铅酸电池，但含有重金属，使用遗弃后对环境会造成污染。镍氢动力电池刚刚进入成熟期，是目前混合动力汽车所用电池体系中唯一被实际验证并被商业化、规模化的电池体系，现有混合动力电池99%的市场份额为镍氢动力电池，商业化的代表是丰田的普锐斯。目前全球主要的汽车动力电池厂商主要有日本的PEVE和Sanyo，PEVE占据全球Hybrid动力车用镍氢电池85%的市场份额，目前主要的商业化的混合动力汽车如丰田的Prius、Alphard和EsTIma，以及本田的Civic，Insight等均采用PEVE的镍氢动力电池组。在我国，长安杰勋、奇瑞A5、一汽奔腾、通用君越等品牌轿车已经在示范运行，他们采用的也都是镍氢电池，不过电池主要向国外采购，国内镍氢电池在汽车上的运用仍处于研发匹配阶段。

3、 锂电池——传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池本身技术比较成熟，但它们用在汽车上作为动力电池则存在较大的问题。目前，越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为新能源汽车的动力电池。因为锂离子动力电池有以下优点：工作电压高(是镍镉电池氢-镍电池的3倍);比能量大(可达165WH/kg，是氢镍电池的3倍);体积小;质量轻;循环寿命长;自放电率低;无记忆效应;无污染等。当前许多知名的汽车制造商都致力于开发动力锂电池汽车，如美国福特、克莱斯勒，日本丰田、三菱、日产、韩国现代、法国Courreges、Ventury等。而国内汽车制造商比亚迪、吉利、奇瑞、力帆、中兴等车企也纷纷在自己的混合动力和纯电动汽车中搭载动力锂电池。

目前阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈是安全性能和汽车动力电池的管理系统。安全性能方面，由于锂离子动力电池具有能量密度大、工作温度高、工作环境恶劣等方面的原因，加上以人为本的安全理念，因此，用户对电池的安全性提出了非常高的要求。汽车动力电池的管理系统方面，由于汽车动力电池的工作电压是12V或24V，而单个动力锂离子电池的工作电压是3.7V，因此必须由多个电池串联而提高电压，但由于电池难以做到完全均一的充放电，因此导致串联的多个电池组内的单个电池会出现充放电不平衡的状况，电池会出现充电不足和过放电现象，而这种状况会导致电池性能的急剧恶化，最终导致整组电池无法正常工作，甚至报废，从而大大影响电池的使用寿命和可靠性能。

4、磷酸铁锂电池——磷酸铁锂电池也是一种锂电池，其比能量不到钴酸锂电池的一半，但是其安全性高，循环次数能达到2000次，放电稳定，价格便宜，成为车用动力新的选择。比亚迪最新的“刀片电池”即是磷酸铁锂电池。

5、燃料电池——简单地说，燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是：将氢气送到负极，经过催化剂(铂)的作用，氢原子中两个电子被分离出来，这两个电子在正极的吸引下，经外部电路产生电流，失去电子的氢离子(质子)可穿过质子交换膜(即固体电解质)，在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得，只要不断给负极供应氢，并及时把水(蒸汽)带走，燃料电池就可以不断地提供电能。

三、产业市场发展现状分析

1、产业投资环境及规模

在国家政策的指引下，我国新能源汽车产业快速发展。2014-2017年，我国新能源汽车相关产业投融资数量和金额呈现快速上升态势，2018-2020年趋势平缓并呈现下降趋势。2020年我国新能源汽车相关产业共计发生投融资案例44起，同比下降26.67%，其中涉及投资规模达437.96亿人民币。由此可见，新能源汽车产业投融资呈显出下滑趋势。

图：2014-2021年Q1中国新能源汽车行业投融资事件数量及规模(单位：起，亿人民币)

数据来源：IT桔子

2、新能源汽车区域竞争格局分析

根据全国乘用车联合会监测零售数据显示，2020年我国新能源汽车销量前十城市份额占全国的40%，其中北上广深四大一线城市包揽全国新能源汽车销量前四名。上海市是唯一新能源汽车销量突破10万辆的城市，成为2020年全国销量第一的城市，其销量达12.55万辆。北京市、深圳市的新能源汽车销量均超过7万辆，分别为9.09万辆和7.59万辆，位居二、三名;广州市达5.33万辆，位居第四名;排在第五的是新一线城市天津，销量为4.25万辆。

图：2020年中国新能源汽车区域销量TOP10情况(单位：万辆)

资料来源：全国乘用车联合会

3、新能源汽车企业销量TOP10

依据第一电动统计数据，2020年我国新能源汽车企业销量排名第一位的是比亚迪股份有限公司，2020年实现新能源汽车销量达到18.32万辆;其次是特斯拉中国，实现销量13.75万辆;排名第三的是上海汽车乘用车，实现销量7.68万辆。

图：2020年中国新能源汽车企业销量TOP10情况(单位：万辆)

资料来源：第一电动

4、新能源动力锂电池发展分析

近三年，随着国家对新能源产业的扶持，推动了我国动力锂电池迅速发展。根据国家统计局数据显示，2020年国内新能源汽车销量为136.7万辆，与2019年相较变化趋势平缓。新能源汽车行业的发展，对于动力锂电池的需求量也在不断扩张。根据公开统计数据显示，2020年我国动力锂电池总装机量达到63.6GWh，累计增长2.3%

图：2013-2020年中国动力锂电池装机总量(单位：GWh)

资料来源：OFweek

从2020年我国动力锂电池行业装机量企业结构来看，宁德时代占了50.09%，装机量达到31.79GWh;排在第二的是比亚迪，占了14.33%，装机量达到9.11GWh，同比下降3%;第三名是LG化学，占10.41%，装机量为6.62GWh。我国动力锂电池行业高端产品之间的竞争主要集中在国内仅有的几家企业与国外企业之间，属于垄断竞争格局。随着我国政策对动力锂电池产品提出更高的要求，市场份额将进一步向头部企业集中。

图：2020年中国动力锂电池装机量排行榜(单位：GWh)

资料来源：OFweek

图：2020年中国动力锂电池企业装机量TOP10市场份额(单位：%)

资料来源：OFweek

5、新能源动力锂电池产业市场分布

对全国的重点动力电池企业的产业分布进行分析，我国的新能源动力电池企业主要集中化分布在华东地区,占比达58.95%;华南地区占比13.68%;华中地区占比12.10%。

图：中国新能源动力电池企业地域分布占比

华东地区作为中国最大的地理分区,包括了上海市、江苏省、浙江省、安徽省、福建省、江西省、山东省、台湾省共8个省份,也是集聚最多动力电池企业的地区。江苏省的重点企业有：智航新能源、星恒电源、塔菲尔新能源、正昀新能源、江苏海四达等企业。浙江省的重点企业有：遨优电池、微宏动力、万向一二三、谷神能源、横店东磁等领衔。上海有德朗能动力、捷新动力、卡耐新能源、精鸿新能源等动力电池企业。安徽主要有：国轩高科、欧鹏巴赫、芜湖天弋能源等。山东则有：玉皇新能源、国金电池、魔方新能源以及山东威能等企业。江西和福建主要有：孚能科技、远东福斯特、安驰新能源、恒东新能源、电池巨头宁德时代、福建猛狮、冠城瑞闽新能源等。

图：华东地区动力电池企业地域分布

华南地区共包括广东省、广西壮族自治区、海南省、香港特别行政区、澳门特别行政区5个省及自治区。电池企业主要分布在广东,由比亚迪、银隆新能源、天劲新能源、亿纬锂能、比克电池、鹏辉能源等先行者领衔,还有振华新能源、欣旺达、亿鹏能源、创明电池、迈科新能源等电池企业。广西壮族自治区内共有广西卓能新能源等企业。

图：华南地区动力电池企业地域分布

华中地区共有河南、湖南、湖北三省。其中湖南省由桑顿新能源、妙盛动力、中车时代等企业领衔。湖北则有包括武汉众宇动力、骆驼集团新能源、东风汽车等企业。河南有中航锂电(洛阳)、多氟多(焦作)、河南锂动、河南新太行等企业。

图：华中地区动力电池企业地域分布

四、新能源动力电池新赛道发展与探索

1、新能源汽车充电桩设备及服务

新能源汽车充电桩是安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车提供电力保障的充电设备。电动汽车充电桩按照安装方式分为落地式充电桩、挂壁式充电桩;按照安装地点，可分为公共充电桩和专用充电桩;按照充电接口的多少可分为一桩一充和一桩多充;按照充电桩充电方式，分为直流充电桩、交流充电桩和交直流一体充电桩。

图：新能源汽车充电桩分类图表

截至2020年12月，中国电动汽车充电基础设施促进联盟(充电联盟)联内成员单位总计上报公共类充电桩80.7万台，较2019年实现大幅增长。政策的扶持及相关的财政补贴政策极大的促进了政府和企业充电基础设施建设的发展。

图：2013-2020年中国电动汽车充电桩数量(单位：万台)

资料来源：中国电动汽车充电基础设施促进联盟

截至2020年底，通过联盟成员内整车企业采样约103.6万辆车的车桩相随信息，其中建设安装私人累充电桩70.27万台，未搭建私人桩数量33.37万台。拥有较大的市场空间。

在新能源汽车充电设备竞争结构中，截至2020年，我国省级行政区域内所拥有的公共类充电桩数量前十的有：北京87644、广州85874、上海85538。

图：2020年我国各省市新能源汽车充电桩拥有量情况TOP10(单位：台)

资料来源：中国电动汽车充电基础设施促进联盟

新能源汽车充电设备发展前景良好，按照《节能与新能源汽车产业发展规划2021-2035年)》，到2025年，纯电动乘用车新车平均电耗降至12.0千瓦时/百公里，新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右，高度自动驾驶汽车实现限定区域和特定场景商业化应用。2025年我国新能源汽车销量累计超过700万辆，以国家电网充电桩招标价格(直流充电桩10万元/个;交流充电桩1.8万元/个)及电动汽车和充电桩配置比例(直流充电桩按照3:1配置，交流按照5:1配置)来测算的话，前瞻分析预测2025年我国充电桩年需求量将达到250万个左右，充电桩的市场将会超过180亿元，其市场前景巨大。

图：2025年中国电动汽车充电桩行业需求规模测算(单位：万个，十亿元)

资料来源：前瞻产业研究院整理

2、新能源汽车动力电池回收利用

2020年新能源汽车销售136万辆，2021年一季度更是同比增长2.8倍、销量达51.5万辆。相比销售数据，投资市场更加火热，除了三大造车新势力市值高企，今年以来百度、小米等先后宣布“入圈”新能源汽车。然而，作为新能源汽车产业的重要一环，退役电池回收暗藏风险。业内人士指出，到2020年我国动力电池累计退役量约20万吨，其中大量流入小作坊等非正规渠道，带来安全和环境隐患。如何避免新能源汽车“爆发式增长”带来“爆发式污染”，值得警惕。

中国汽车技术研究中心数据显示，2020年我国动力电池累计退役量约20万吨，2025年累计退役量约为78万吨。为保障电池回收，工信部2018年发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，要求汽车生产企业应承担动力蓄电池回收的主体责任。2018年至今，共27家企业进入工信部符合“新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件”的名单，俗称“白名单”。

相关公开数据分析，1块20克质量的手机电池可使1平方公里土地污染50年左右，更大更重的电动汽车动力电池，含镍、钴、锰等重金属，电解液中的六氟磷酸锂在空气环境中容易水解产生五氟化磷、氟化氢等有害物质，或对环境带来更大威胁，但当前动力电池回收市场仍存在多重难题。

对于电池的回收及环保利用可以探索建立电池从“生”到“死”的全过程可追溯体系，利用区块链技术建立国家级的动力电池管控信息系统，做到全程可追溯，可以严控电池末端的环保管理;加大技术创新，实现动力电池梯级利用，和再生利用。如电池容量在40%-80%时，可供其他行业二次使用或用于储能;当电池容量在40%以下时拆解电池，回收原材料。

除了充电桩及电池回收外，对于新能源电池的特种新材料及新型电池均有一定的产业机遇，作为企业或园区应找到自己的发展方向，充分研判资源及条件，精准把握产业方向，提前谋划布局，积极创新发展，抢占未来机遇市场。

（前瞻产业研究院）

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