根據(jù)市場調(diào)研發(fā)現(xiàn),當前全球電池市場規(guī)模呈現(xiàn)出迅猛增長的態(tài)勢,從 2019 年到 2023 年,市場規(guī)模持續(xù)攀升,年復合增長率顯著。鋰離子電池憑借其高能量密度、長循環(huán)壽命等優(yōu)勢,在各應用領域占據(jù)主導地位,尤其是在電動汽車和儲能領域,成為推動市場增長的核心力量。其他類型電池如鎳氫電池、鉛酸電池等,在特定應用場景中仍發(fā)揮著重要作用,滿足了不同市場需求。
一、電動汽車領域?
1、市場需求與增長?
隨著全球?qū)Νh(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的關注度不斷提高,以及各國政府對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的大力支持,電動汽車市場需求呈現(xiàn)出迅猛增長的態(tài)勢。根據(jù)研究報告數(shù)據(jù)顯示,2023 年全球電動汽車銷量達到 1400 萬輛,較上一年增長 35%。這一增長趨勢不僅得益于消費者環(huán)保意識的增強,更受到各國政策的有力推動。在中國,政府通過購車補貼、稅收優(yōu)惠以及建設充電基礎設施等措施,有效刺激了電動汽車的消費需求。2023 年,中國電動汽車銷量達到 688 萬輛,占全球市場份額的 49.1% ,成為全球最大的電動汽車市場。歐洲市場同樣表現(xiàn)出色,由于碳排放標準日益嚴格,電動汽車銷量增長迅速。2023 年,歐洲電動汽車銷量達到 360 萬輛,同比增長 40%,德國、法國、挪威等國家成為歐洲電動汽車市場的主要驅(qū)動力。美國市場在特斯拉等企業(yè)的引領下,電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強勁。2023 年,美國電動汽車銷量為 185 萬輛,同比增長 30%,特斯拉 Model 3 和 Model Y 車型在美國市場持續(xù)熱銷,占據(jù)了較大市場份額。?
電動汽車市場的快速發(fā)展直接帶動了對動力電池的需求。根據(jù)研究報告數(shù)據(jù)顯示,2023 年,全球動力電池出貨量達到 800GWh,同比增長 30%。動力電池作為電動汽車的核心部件,其性能和成本直接影響著電動汽車的市場競爭力。隨著電動汽車續(xù)航里程要求的不斷提高,對動力電池能量密度的要求也越來越高。能量密度更高的電池能夠在相同重量和體積下儲存更多的電能,從而延長電動汽車的續(xù)航里程。消費者對電動汽車充電速度的要求也在不斷提高,快速充電技術(shù)成為動力電池技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。未來,隨著電動汽車市場的持續(xù)擴張,預計到 2028 年,全球電動汽車銷量有望達到 3000 萬輛,動力電池出貨量將超過 1500GWh,市場規(guī)模將進一步擴大。?
2、電池類型與技術(shù)應用?
在電動汽車領域,鋰離子電池憑借其高能量密度、長循環(huán)壽命和快速充電等優(yōu)勢,成為主流的電池技術(shù)。鋰離子電池主要包括三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。三元鋰電池能量密度高,能夠滿足電動汽車長續(xù)航里程的需求,主要應用于高端電動汽車和豪華品牌車型。特斯拉 Model S 和 Model X 車型采用的就是高能量密度的三元鋰電池,續(xù)航里程可達 600 公里以上。然而,三元鋰電池的成本相對較高,且存在一定的安全隱患,如熱失控風險。磷酸鐵鋰電池則具有成本低、安全性高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點,近年來在電動汽車市場的應用越來越廣泛。比亞迪的 “刀片電池” 采用的就是磷酸鐵鋰技術(shù),具有極高的安全性和長循環(huán)壽命,廣泛應用于比亞迪旗下的多款電動汽車,如漢 EV、唐 EV 等。隨著技術(shù)的不斷進步,磷酸鐵鋰電池的能量密度也在逐步提高,能夠滿足大部分電動汽車的續(xù)航需求。?
除了鋰離子電池,固態(tài)電池、鈉離子電池等新型電池技術(shù)也在不斷研發(fā)和探索中。固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì),具有更高的能量密度、安全性和循環(huán)壽命,被認為是未來電動汽車電池的發(fā)展方向之一。豐田、寶馬等汽車制造商都在積極研發(fā)固態(tài)電池技術(shù),并計劃在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化應用。鈉離子電池則具有原材料資源豐富、成本低等優(yōu)勢,雖然目前能量密度相對較低,但在低速電動車、儲能等領域具有一定的應用潛力。一些企業(yè)已經(jīng)開始進行鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化布局,未來有望在電動汽車領域得到更廣泛的應用。?
二、儲能領域?
1、儲能市場發(fā)展現(xiàn)狀?
隨著可再生能源的快速發(fā)展和全球能源轉(zhuǎn)型的加速推進,儲能市場迎來了爆發(fā)式增長。儲能系統(tǒng)能夠有效解決可再生能源發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性問題,提高能源利用效率,保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。根據(jù)知名市場研究機構(gòu)的數(shù)據(jù),2023 年全球儲能市場規(guī)模達到 362.5 億美元,較上一年增長 75.17%。從儲能技術(shù)類型來看,抽水蓄能仍然是目前全球裝機規(guī)模最大的儲能方式,截至 2023 年底,全球抽水蓄能累計裝機規(guī)模達到 91.3GW,占全球已投運儲能項目總裝機規(guī)模的 67%。然而,抽水蓄能受地理條件限制較大,建設周期長,且靈活性相對較差。相比之下,電化學儲能由于其建設周期短、選址靈活、響應速度快等優(yōu)點,近年來發(fā)展迅速,成為儲能市場的重要增長動力。2023 年,全球電化學儲能新增裝機規(guī)模達到 46GW,同比增長 130%,其中鋰離子電池儲能占據(jù)主導地位,新增裝機規(guī)模占比超過 90%。?
中國、歐洲和美國是全球儲能市場的主要增長區(qū)域。在中國,隨著可再生能源裝機規(guī)模的不斷擴大,儲能市場需求迅速增長。2023 年,中國新增儲能裝機規(guī)模達到 21.5GW,同比增長 193% ,“新能源配儲” 和 “獨立儲能” 成為主要的裝機類型。歐洲市場在能源轉(zhuǎn)型的推動下,儲能市場發(fā)展也十分迅速。2023 年,歐洲新增儲能裝機規(guī)模為 10.3GW,同比增長 97%,德國、英國、法國等國家紛紛出臺政策支持儲能發(fā)展,促進可再生能源的消納和能源系統(tǒng)的靈活性。美國市場在政策激勵和電力市場改革的推動下,儲能市場也呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢。2023 年,美國新增儲能裝機規(guī)模達到 8.7GW,同比增長 90%,特斯拉的 Megapack 儲能系統(tǒng)在北美市場占據(jù)重要份額,為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻等服務。?
2、電池技術(shù)在儲能中的應用與優(yōu)勢?
在儲能領域,鋰離子電池憑借其高能量密度、長循環(huán)壽命、高效率和良好的充放電性能等優(yōu)勢,成為應用最廣泛的電池技術(shù)。鋰離子電池儲能系統(tǒng)可廣泛應用于電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)。在電源側(cè),鋰離子電池儲能系統(tǒng)能夠平滑可再生能源發(fā)電的功率波動,提高發(fā)電的穩(wěn)定性和可靠性,降低對電網(wǎng)的沖擊。當風力發(fā)電或光伏發(fā)電功率波動較大時,儲能系統(tǒng)可以儲存多余的電能,并在發(fā)電功率不足時釋放電能,保障電力的穩(wěn)定輸出。在電網(wǎng)側(cè),鋰離子電池儲能系統(tǒng)可參與電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務,提高電網(wǎng)的靈活性和穩(wěn)定性。在用電高峰時期,儲能系統(tǒng)向電網(wǎng)釋放電能,緩解供電壓力;在用電低谷時期,儲能系統(tǒng)從電網(wǎng)吸收電能,儲存起來以備后續(xù)使用。在用戶側(cè),鋰離子電池儲能系統(tǒng)可用于工商業(yè)用戶和居民用戶的分布式儲能,實現(xiàn)峰谷電價差套利、備用電源等功能。工商業(yè)用戶可以在電價低谷時充電,在電價高峰時放電,降低用電成本;居民用戶則可以利用儲能系統(tǒng)在停電時提供備用電源,保障家庭用電需求。?
除了鋰離子電池,鉛酸電池、鈉硫電池、液流電池等其他電池技術(shù)也在儲能領域有一定的應用。鉛酸電池由于成本低、技術(shù)成熟,在一些對成本敏感、性能要求相對較低的儲能場景中仍有應用,如低速電動車充電設施的儲能、小型分布式儲能等。鈉硫電池具有高能量密度、高功率放電等特點,適用于大容量、長時間儲能的應用場景,如電網(wǎng)的調(diào)峰儲能等,但鈉硫電池的使用溫度較高,對運行環(huán)境要求較為苛刻。液流電池則具有循環(huán)壽命長、充放電效率高、安全性好等優(yōu)點,在大規(guī)模儲能領域具有一定的發(fā)展?jié)摿Γ缈稍偕茉窗l(fā)電的配套儲能、電網(wǎng)的大規(guī)模儲能等。然而,不同電池技術(shù)在儲能應用中也面臨著各自的挑戰(zhàn),如鋰離子電池成本仍然較高,回收利用體系有待完善;鉛酸電池能量密度低,對環(huán)境有一定污染;鈉硫電池和液流電池技術(shù)仍需進一步成熟和降低成本等。?
3、消費電子領域?
消費電子市場是電池的重要應用領域之一,隨著智能手機、筆記本電腦、智能穿戴設備等消費電子產(chǎn)品的普及和更新?lián)Q代,對電池的需求持續(xù)增長。2023 年,全球消費電子電池需求量達到 110.45GWh,同比增長 0.92% 。智能手機作為消費電子市場的核心產(chǎn)品,對電池的需求占據(jù)了較大份額。隨著智能手機屏幕尺寸的增大、功能的增多以及 5G 技術(shù)的應用,對電池續(xù)航能力提出了更高的要求。為了滿足這一需求,電池制造商不斷提高電池的能量密度,同時優(yōu)化電池管理系統(tǒng),以延長電池的使用壽命和續(xù)航時間。蘋果公司的 iPhone 系列手機不斷優(yōu)化電池技術(shù)和電源管理系統(tǒng),其 iPhone 15 Pro Max 的續(xù)航能力相比前代產(chǎn)品有了顯著提升。?
筆記本電腦市場對電池的需求也較為穩(wěn)定。隨著輕薄筆記本電腦的流行,對電池的能量密度和體積提出了更高的要求。電池制造商通過采用新型材料和優(yōu)化電池結(jié)構(gòu),不斷提高電池的能量密度,減小電池體積,以滿足筆記本電腦輕薄化的設計需求。聯(lián)想的小新 Pro 14 筆記本電腦采用了高能量密度的鋰離子電池,在保證輕薄機身的同時,提供了較長的續(xù)航時間。智能穿戴設備如智能手表、無線耳機等市場的快速發(fā)展,也為電池市場帶來了新的增長點。這些設備通常要求電池體積小、重量輕、能量密度高,以滿足其便攜性和長時間使用的需求。蘋果的 AirPods 無線耳機采用了小巧輕便的鋰離子電池,配合高效的電源管理系統(tǒng),能夠提供較長的續(xù)航時間,滿足用戶的日常使用需求。?
在消費電子電池技術(shù)發(fā)展趨勢方面,高能量密度、快速充電和安全性成為主要的研發(fā)方向。為了提高能量密度,電池制造商不斷探索新型材料和電池結(jié)構(gòu)。硅基負極材料作為一種具有高理論比容量的新型負極材料,有望顯著提高鋰離子電池的能量密度,成為研究熱點之一??焖俪潆娂夹g(shù)也在不斷進步,越來越多的消費電子產(chǎn)品支持快充功能,能夠在短時間內(nèi)為設備補充電量。蘋果 iPhone 15 系列手機支持最高 35W 的快充技術(shù),能夠在短時間內(nèi)為手機充電,提高用戶的使用便利性。安全性也是消費電子電池技術(shù)發(fā)展的重要關注點,電池制造商通過優(yōu)化電池材料、改進電池管理系統(tǒng)等方式,提高電池的安全性,降低電池起火、爆炸等安全事故的發(fā)生概率。