固態(tài)電池行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈概述

產(chǎn)業(yè)鏈定義

產(chǎn)業(yè)鏈即從一種或幾種資源通過若干產(chǎn)業(yè)層次不斷向下游產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移直至到達(dá)消費(fèi)者的路徑。它包含四層含義：一是產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)钱a(chǎn)業(yè)層次的表達(dá)，二是產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)钱a(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)程度的表達(dá)。產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性越強(qiáng)，鏈條越緊密，資源的配置效率也越高。三是產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)琴Y源加工深度的表達(dá)。產(chǎn)業(yè)鏈越長，表明加工可以達(dá)到的深度越深。四是產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)菨M足需求程度的表達(dá)。產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)加谧匀毁Y源、止于消費(fèi)市場，但起點(diǎn)和終點(diǎn)并非固定不變。

固態(tài)電池行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈與液態(tài)鋰電池大致相似，兩者主要的區(qū)別在于中上游的負(fù)極材料和電解質(zhì)不同，在正極方面幾乎一致，若完全發(fā)展至全固態(tài)電池，隔膜也完全被替換。

固態(tài)電池行業(yè)主要上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

上游產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)及價(jià)格分析

1、鋰——70%的供應(yīng)依賴進(jìn)口

鋰是鋰離子電池不可或缺和不可替代的元素。在鋰離子電池電解液中加入鋰鹽，是鋰離子能量的載體，當(dāng)電池放電時(shí)，鋰離子從陰極穿過隔膜進(jìn)入正極，而充電時(shí)，鋰離子穿過隔膜進(jìn)入負(fù)極。此外，在磷酸鐵鋰電池中，磷酸鐵鋰也作為電池的正極材料。自然界的鋰存在于鋰輝石、鋰云母和磷鋰鋁石中以LiO2的形式存在，相當(dāng)大的部分還存在含鹽湖鹵水中。通過對(duì)含鋰礦石加工得到工業(yè)級(jí)碳酸鋰，再提純精煉制成電池級(jí)碳酸鋰，再將碳酸鋰制成各種鋰電池需要的材料。

中國鋰礦資源主要分布在四川、青海和西藏，雖然礦藏量豐富，但因交通和地理位置限制，短時(shí)間大規(guī)模開采可能性不大，加上部分礦產(chǎn)品位較低，提煉成本較高，自由產(chǎn)能難以滿足本土動(dòng)力電池激增的需求。目前國內(nèi)鋰資源70%依賴進(jìn)口，隨著中國鋰離子電池需求和產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)張，對(duì)外依賴度將進(jìn)一步提升。

2、鈷——高價(jià)促使需求減少

鈷元素在三元正極材料中，起到提高導(dǎo)電率和改善循環(huán)性能，延長電池的使用壽命的作用。全球鈷資源儲(chǔ)量較貧乏，但分布較集中。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020年全球鈷資源儲(chǔ)量約為710萬噸，靜態(tài)儲(chǔ)采比為50年，主要集中在剛果(金)(360萬噸，占比51%)、澳大利亞(140萬噸，占比20%)、古巴(50萬噸，占比7%)，其他鈷資源較豐富的國家包括俄羅斯和加拿大。

在2020年之前，鈷價(jià)格和新能源車銷量增速變動(dòng)方向基本一致。由于三元電池能量密度相對(duì)高，鈷占三元電池成本相當(dāng)大的部分，鈷需求大幅增長，鈷價(jià)在2018年突破9萬美元/噸，三元電池成本也急劇升高。為降低成本同時(shí)提高能量密度，電池廠家推出NCM811電池，鈷需求量下滑。

3、鎳——價(jià)格仍有提升潛力

鎳在三元電池的作用在于提高增加材料的體積能量密度。三元電池的發(fā)展從最早期的NCM111到NCM523，再從NCM523到NCM622，再到最新的NCM811，鎳的比例從30%左右，提高到正極材料的80%左右，使用比例不斷提高。

全球鎳資源儲(chǔ)量較豐富。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2023年全球鎳資源儲(chǔ)量約為9400萬噸，靜態(tài)儲(chǔ)采比為37.6年，雖然靜態(tài)儲(chǔ)采比不高，但年新增探明儲(chǔ)量大多高于開采量，因此總儲(chǔ)量大體保持增長態(tài)勢。從礦產(chǎn)分布來看，主要集中在印尼(2100萬噸，占比18%)、澳大利亞(2000萬噸，占比17%)、巴西(1600萬噸，占比14%)，其他鎳資源較豐富的國家包括俄羅斯和古巴。

4、錳——主要用途還是鋼材冶煉

在三元鋰電池中錳的作用是提高安全性和提升結(jié)果穩(wěn)定性。隨著電池不斷追求更高的能量密度，錳的使用量逐步降低。

全球錳資源儲(chǔ)量較豐富。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020年全球鈷資源儲(chǔ)量約為130萬噸，靜態(tài)儲(chǔ)采比為70年，總探明儲(chǔ)量大保持增長態(tài)勢。從礦產(chǎn)分布來看，主要集中在南非(52萬噸，占比40%)、巴西(27萬噸，占比20%)、烏克蘭(14萬噸，占比11%)，其他錳資源較豐富的國家包括印度和中國。

主要供給企業(yè)及區(qū)域分析

中國鋰資源主要分布在青藏高原、四川、新疆、江西、內(nèi)蒙等省份，鋰礦資源類型多種多樣，但是約80%以上鋰資源賦存于鹽湖中;絕大多數(shù)鹽湖分布在青藏高原等生態(tài)脆弱區(qū);礦石鋰資源集中于四川、江西、湖南、新疆等省份。

目前全球60%的鈷產(chǎn)量出自于4家企業(yè)，分別是嘉能可、洛陽鉬業(yè)、歐亞資源和金川集團(tuán)。其中，嘉能可，洛陽鉬業(yè)和歐亞資源三家公司的產(chǎn)量已達(dá)全球鈷產(chǎn)量的40%。國內(nèi)鈷供給96%依靠進(jìn)口。

印尼鎳資源儲(chǔ)量約2100萬噸，作為全球鎳資源儲(chǔ)量最大和開采量最大的國家，印度尼西亞已成為“兵家必爭之地”。目前在印尼布局鎳資源的主要有三類玩家，第一類是手握資源的本土企業(yè)，代表企業(yè)：安塔姆、Harita;第二類是長期扎根的西方巨頭，淡水河谷、Eramet;第三類是迅速崛起的中資企業(yè)，青山集團(tuán)、寧德時(shí)代、格林美、華友鈷業(yè)。上述三類企業(yè)也成為電池、材料、車企合資的重要對(duì)象。

上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2022年，全球電池用關(guān)鍵金屬資源勘探預(yù)算普遍上漲。其中，鋰勘探活躍度非常高，勘探預(yù)算達(dá)4.7億美元，較2021年幾乎翻了1倍，為歷史最高點(diǎn)，加拿大、美國、澳大利亞等國鋰勘探預(yù)算同比均出現(xiàn)大幅增長;全球鎳勘探約為6.1億美元，為近10年最高水平，加拿大、澳大利亞兩國鎳勘探預(yù)算占全球鎳勘探總份額的2/3。

由于交通出行的持續(xù)電氣化趨勢，電池用關(guān)鍵金屬資源的全球勘探預(yù)算始終保持增長，整體呈現(xiàn)綠地項(xiàng)目占比逐漸減少、后期項(xiàng)目和一些礦區(qū)勘探項(xiàng)目占比逐漸增多的趨勢，這說明近年來電池用關(guān)鍵金屬資源投資更趨向產(chǎn)品和價(jià)格端，以期實(shí)現(xiàn)短期增收目的。

加拿大和非洲地區(qū)是鋰礦資源的兩大供應(yīng)新星。特別是非洲，由于中國企業(yè)在非洲的投資和權(quán)益確保非洲地區(qū)的擴(kuò)產(chǎn)擁有重要的資金支持，所以在未來的3-4年將有一批項(xiàng)目集中投產(chǎn)。預(yù)計(jì)2023年非洲地區(qū)鋰礦產(chǎn)量將同比提高300%，到2025年非洲地區(qū)將有100個(gè)鋰礦項(xiàng)目運(yùn)行，其中有部分項(xiàng)目為中國企業(yè)投資。

2023年2月，國務(wù)院國資委發(fā)布《關(guān)于做好2023年中央企業(yè)投資管理進(jìn)一步擴(kuò)大有效投資有關(guān)事項(xiàng)的通知》并指出，要加大能源、戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的投入力度，加強(qiáng)重要能源、礦產(chǎn)資源國內(nèi)勘探開發(fā)和增儲(chǔ)上產(chǎn)。一方面應(yīng)加大上游礦端勘探開發(fā)力度，另一方面要保持中游加工產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先優(yōu)勢。

上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢分析

未來幾年，固態(tài)電池上游原材料市場將呈現(xiàn)供需都將出現(xiàn)快速增長的發(fā)展趨勢

供給端方面，隨著電動(dòng)汽車行業(yè)的快速滲透，預(yù)計(jì)2024-2025年全球?qū)⒂?0多個(gè)鋰項(xiàng)目投產(chǎn)，并為市場帶來約50萬噸的碳酸鋰當(dāng)量產(chǎn)能。羅逸川分析認(rèn)為，預(yù)計(jì)2-3年后印尼將成為全球最大的電池級(jí)鎳的冶煉市場，或?qū)⒊^中國，也是鋰、鈷、石墨、鎳四大主材料中唯一最快超過中國成為中間體加工的市場。此外，基于中國企業(yè)在鈷礦方面的投資布局，從權(quán)益和股權(quán)占比角度來看，預(yù)計(jì)未來中國會(huì)成為全球最大鈷開采方。

需求端方面，“十四五”或“十五五”期間，除煤炭、鐵礦等極少數(shù)戰(zhàn)略性礦產(chǎn)消費(fèi)將進(jìn)入峰值平臺(tái)區(qū)外，銅、鋁等大部分戰(zhàn)略性礦產(chǎn)消費(fèi)仍將持續(xù)增長，鋰、鈷、鎳等發(fā)展清潔能源所需的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)需求仍將快速增長。預(yù)計(jì)到2025年，不銹鋼依然是最大的鎳消費(fèi)領(lǐng)域，約占總消費(fèi)的64%;其次是電池，消費(fèi)量將增長約18%;其它合金、電鍍?yōu)閭€(gè)位數(shù)?；阪嚨南M(fèi)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，預(yù)計(jì)未來鎳市場不易形成類似于鋰、鈷等得益于電池行業(yè)高速發(fā)展而產(chǎn)生的單邊行情。

固態(tài)電池行業(yè)主要下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

主要下游產(chǎn)業(yè)運(yùn)行現(xiàn)狀

贛鋒鋰業(yè)在固態(tài)電池領(lǐng)域早有布局。2016年設(shè)立固態(tài)電池研發(fā)中心，并建設(shè)全自動(dòng)聚合物鋰電池生產(chǎn)線，兼顧固態(tài)技術(shù)的研發(fā)與商業(yè)化。2022年1月，贛鋒鋰業(yè)與東風(fēng)汽車合作的首批固態(tài)電池電動(dòng)車正式完成交付。此外，子公司贛鋒鋰電旗下儲(chǔ)能、消費(fèi)類設(shè)備電池也多有搭載固態(tài)技術(shù)及產(chǎn)品，以提升安全性能及能量密度。

動(dòng)力電池企業(yè)方面，當(dāng)升科技2022年7月17日公告稱，與清陶能源簽訂《戰(zhàn)略合作協(xié)議(2022-2025年)》，決定在固態(tài)及半固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)、固態(tài)鋰電正極材料產(chǎn)品供貨、全球產(chǎn)能布局等方面建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。清陶能源承諾，在2022年至2025年期間，向當(dāng)升科技采購3萬噸固態(tài)鋰電正極材料。

鋰礦龍頭天齊鋰業(yè)2022年5月20日公告稱，公司與北京衛(wèi)藍(lán)簽署《合作協(xié)議》，設(shè)立合資公司，后者是國內(nèi)從事固態(tài)電池研發(fā)的企業(yè)。公告顯示，雙方希望結(jié)合各自優(yōu)勢，加速半固態(tài)電池及固態(tài)電池的進(jìn)一步商業(yè)化，積極推動(dòng)鋰電材料產(chǎn)業(yè)的革新。天齊鋰業(yè)董事長蔣衛(wèi)平在股東大會(huì)上表示，看好固態(tài)電池的發(fā)展。

上汽集團(tuán)日前宣布與清陶能源簽署協(xié)議，成立上汽清陶“固態(tài)電池聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，雙方將聚焦千公里以上長續(xù)航固態(tài)動(dòng)力電池量產(chǎn)的研發(fā)及應(yīng)用等。上汽集團(tuán)表示，將于2023年在上汽自主品牌新款車型上實(shí)現(xiàn)落地應(yīng)用。

2022年7月19日，蜂巢能源表示，蜂巢能源全固態(tài)電池實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出國內(nèi)首批20Ah級(jí)硫系全固態(tài)原型電芯，該系列電芯能量密度達(dá)350Wh/kg-400Wh/kg，一旦量產(chǎn)應(yīng)用，電動(dòng)車可實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程達(dá)1000公里以上。另外，蜂巢能源表示，公司攻克了來自固體電解質(zhì)和界面性能等全固態(tài)電池待突破的技術(shù)，保持長循環(huán)的固-固界面的穩(wěn)定接觸。

下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

固態(tài)電池主要應(yīng)用于三大領(lǐng)域：消費(fèi)電池、動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池。目前，消費(fèi)類電池主要應(yīng)用于手機(jī)、筆記本等一些3C產(chǎn)品，由于該領(lǐng)域發(fā)展已經(jīng)步入成熟穩(wěn)定階段，預(yù)計(jì)每年以10%的速度溫和增長。而動(dòng)力電池受益于新能源汽車的快速增長、儲(chǔ)能電池受益于風(fēng)光發(fā)電和微網(wǎng)的發(fā)展將成為鋰電池增長的重要拉動(dòng)力。

發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于印發(fā)“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的通知》(下稱《通知》)指出，推動(dòng)廢舊動(dòng)力電池循環(huán)利用行動(dòng)，加強(qiáng)新能源汽車動(dòng)力電池溯源管理平臺(tái)建設(shè)，完善新能源汽車動(dòng)力電池回收利用溯源管理體系。推動(dòng)新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)和廢舊動(dòng)力電池梯次利用企業(yè)通過自建、共建、授權(quán)等方式，建設(shè)規(guī)范化回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)。推進(jìn)動(dòng)力電池規(guī)范化梯次利用，提高余能檢測、殘值評(píng)估、重組利用、安全管理等技術(shù)水平。加強(qiáng)廢舊動(dòng)力電池再生利用與梯次利用成套化先進(jìn)技術(shù)裝備推廣應(yīng)用。完善動(dòng)力電池回收利用標(biāo)準(zhǔn)體系。還強(qiáng)調(diào)，要培育廢舊動(dòng)力電池綜合利用骨干企業(yè)，促進(jìn)廢舊動(dòng)力電池循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

固態(tài)電池行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)相關(guān)性分析

上游產(chǎn)業(yè)對(duì)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)影響分析

鋰離子電池是由多種原材料組成的，其中包括鋰、鈷、鎳、鋁、鈷酸鋰、電解液等。這些原材料的價(jià)格對(duì)鋰離子電池的成本和價(jià)格起著至關(guān)重要的作用。其中，鋰、鈷、鎳三種原材料的價(jià)格對(duì)鋰離子電池成本的影響最為顯著。

首先是鋰。鋰的價(jià)格是鋰離子電池成本的一個(gè)主要組成部分，鋰礦的開采、加工和提純過程需要大量的能源和資本支出。目前，全球鋰的供應(yīng)主要來自智利、阿根廷和澳大利亞等地，其中智利的鋰資源儲(chǔ)量最豐富。由于市場需求增加，鋰的價(jià)格近年來一直在上漲。

其次是鈷。鈷是鋰離子電池正極材料的重要組成部分，同時(shí)也是非常稀有的金屬。鈷主要來自剛果民主共和國、贊比亞等非洲國家，這些國家的穩(wěn)定性較差，鈷供應(yīng)鏈容易受到政治和社會(huì)動(dòng)蕩的影響。另外，鈷的價(jià)格也受到市場需求、供應(yīng)不足等多種因素的影響。

最后是鎳。鎳是鋰離子電池正極材料的重要組成部分，但相對(duì)于鈷來說，其價(jià)格相對(duì)較低。鎳主要來自印尼、菲律賓、俄羅斯等地，目前全球鎳市場供應(yīng)充足，價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定。

除了這些原材料外，鋁、鈷酸鋰、電解液等也對(duì)鋰離子電池的成本和價(jià)格產(chǎn)生影響。鋁主要用于電池包裝和電極，價(jià)格相對(duì)較低;鈷酸鋰用于電池正極材料，價(jià)格相對(duì)較高;電解液是電池的核心部分之一，其純度和成分直接影響電池的性能和安全性。

下游產(chǎn)業(yè)對(duì)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)影響分析

近年來，下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷革新對(duì)鋰電池行業(yè)提出了愈來愈高的要求，鋰電池技術(shù)也由此不斷進(jìn)步，向更高的比能與安全性進(jìn)發(fā)。從鋰電池技術(shù)發(fā)展的路徑來看，液態(tài)鋰電池能夠?qū)崿F(xiàn)的能量密度已經(jīng)逐漸接近了它的極限，固態(tài)鋰電池將是鋰電發(fā)展的必經(jīng)之路。

技術(shù)進(jìn)步無法一蹴而就，固態(tài)電池也需要從液態(tài)電解質(zhì)電池逐漸演變，在演變過程中，一些材料被逐漸替代，一些新材料也得以應(yīng)用。從固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展路徑來看，固態(tài)電池在其發(fā)展過程中，負(fù)極與電解質(zhì)的材料產(chǎn)生了較大的變化，隔膜也逐漸被剝離，但正極材料的變化不大，NCM、LCO等材料仍然在固態(tài)電池中應(yīng)用。