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1、一、行业概述1、锂电概念锂电池通过电化学反应实现化学能与电能高效转换。电池工作的本质是氧化还原反应过程,二次电池通过离子的定向移动与电子的外部流动实现放电与充电。充电过程:电能转化为化学能,锂离子从正极迁移到负极,电子在外电路从正极流向负极。放电过程:化学能转化为电能,负极储存的锂离子自发脱出,反向迁移回正极,同时电子在外电路通过负载从负极到正极形成电流。锂电池由正极(充电过程中负责提供锂离子)、负极(锂离子嵌入的载体)和介于两者之间的电解质(锂离子迁移的导体)构成,此外还有隔膜(仅允许锂离子通过,阻止正负极材料直接接触)以及必要的封装结构件等。(divcenter)图表1:典型锂离子电池通过
2、锂离子在正负极间迁移工作(/divcenter)2、锂电池发展历程锂电池从实验室理论走向消费电子,再跨越到新能源汽车,最后迈向储能与多元化技术并存。行业目前正处于从单纯追求规模转向高质量竞争、技术路线多元化以及应用场景拓展的新阶段。3、锂电池产业链及技术路线锂电池产业链涉及上游资源端、中游材料电芯制造端以及下游应用回收端。上游:掌控着锂、钴、镍、锰等关键矿产资源的开采与提炼,直接制约着整个产业的成本与供应安全;并且负责将原材料加工成正极、负极、隔膜以及电解液等关键材料。其中正极材料主要分为三元、磷酸铁锂。负极材料包括碳基和非碳基材料,碳基材料主要是石墨,包括人造石墨和天然石墨等,非碳基材料主要
3、包括硅基材料、钛酸锂和锂金属等。中游:将材料组装成电芯和电池模组,技术密集、资本密集特征显著;下游:覆盖了动力电池、储能系统及消费电子三大应用领域,当前新应用场景不断丰富拓展。从分类方式来看:一是根据应用领域分为储能电池、动力电池和消费电池。二是结合形状和外包装材料分为方形锂电池、圆柱锂电池和软包锂电池。三是根据正极材料可分为三元、磷酸铁锂电池等。(1)技术路线之争:磷酸铁锂电池磷酸铁锂材料中,PO4四面体和FeO6八面体构成坚固的骨架,磷和氧之间形成了强大的共价键(P-O键),使得材料的整体结构非常稳定。锂离子位于这个骨架的空隙中,形成了一系列一维线性通道,在充放电过程中,锂离子就是沿着这些
4、一维通道嵌入和脱出的。磷酸铁锂电池的优势体现在:1.成本效益显著。磷酸铁锂电池的成本效益涵盖了原材料、全生命周期、安全性和技术迭代等方面。2.安全性高。主要体现在三个层面:材料稳定性、热失控触发门槛高、热失控反应相对温和。3.循环寿命长。寿命长是晶体结构、反应机理和物理化学特性共同作用下的综合结果。其缺点主要体现在:1.能量密度低。这主要是因为较低的工作电压平台及较低的材料压实密度。2.荷电状态估算困难、一致性差。3.低温性能较弱等。三元锂电池分为镍钴锰酸锂(NCM)或镍钴铝酸锂(NCA)路线,NCM是目前的主流路线。三元锂电池是目前锂离子电池中能量密度最高,应用最广泛的高性能技术路线。三元锂
5、电池的核心优势为高能量密度、优秀的低温性能、良好的倍率性能。三元锂电池的核心劣势有:热稳定性较差、制造成本高、循环寿命较短。为了进一步提升能量密度,并降低对钴的依赖,全球三元锂的研发方向高度一致,即高镍低钴。三元锂电池的优势主要体现在:1.更高的能量密度。在相同续航目标下,三元体系所需电池质量更低、体积更小。2.低温性能更好。低温环境下,三元电芯可用容量、充放电功率保持度通常优于磷酸铁锂。3.倍率与功率潜力。在注重加速、持续功率的车型上,三元锂电池更容易满足高功率需求。三元锂电池的劣势主要体现在:1.安全性与热稳定性弱于磷酸铁锂。2.成本相对较高。3.衰减风险更突出。二、历史复盘1、复盘指数:
6、政策刺激大幅提升新能源车渗透率,动力电池放量2020-2021年,锂电池申万指数区间涨幅336%(Wind全A指数同期涨幅35%),最大涨幅413%(Wind全A指数最大涨幅37%)。1)动力电池起量,推动行情。政策刺激新能源车量价,渗透率提升,2021年国内新能源车销量352万辆,同比增长158%,动力电池出货大幅增长。2)储能电池占比低但增长快。碳达峰、碳中和政策,带动风光配储需求,2021年国内储能电池出货42GWh,同比增长19%,占锂电池出货13%。2、复盘产业链:动力需求超预期,上游供需错配2020-2021年,锂电材料区间涨幅前三为6F、正极、隔膜,分别上涨845%、676%、3