電池安全閥全景調(diào)研與發(fā)展戰(zhàn)略研究

電池安全閥全景調(diào)研與發(fā)展戰(zhàn)略研究國內(nèi)電動工具鋰電池市場規(guī)模（一）電動工具市場持續(xù)擴大隨著消費者在不同領(lǐng)域的需求被發(fā)掘，電動工具廠商不斷開拓新產(chǎn)品線，近年來電動工具市場一直保持著持續(xù)增長的趨勢。根據(jù)AlliedMarketResearch統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年全球動力工具市場規(guī)模為236．00億美元，預(yù)計到2027年可達到391．50億美元，年復(fù)合增長率為6．53%。（二）無繩電動工具滲透率進一步提升無繩電動工具滲透率進一步提升主要是由于：（a）因環(huán)保問題，2017年歐盟新規(guī)全面禁止無線電動工具使用鎳鎘電池；（b）鎳氫電池相較鋰電池而言，能量密度較低，低溫性能差，另外存在自放電等問題；（c）鋰電池能量密度高、容量大、循環(huán)壽命好，能夠滿足電動工具高倍率性和輕便化趨勢。（三）電動工具外資廠商擴產(chǎn)重心向大動力電池轉(zhuǎn)移，國內(nèi)圓柱鋰電池廠商加速替代由于大動力電池市場空間巨大，預(yù)計未來幾年供需缺口較大，外資企業(yè)重點擴產(chǎn)布局新能源汽車用鋰電池，而適逢圓柱鋰電池廠商在大動力領(lǐng)域受挫，轉(zhuǎn)而向電動工具領(lǐng)域進行布局，目前億緯鋰能、力神電池、比克電池等鋰電池供應(yīng)商分別通過了TTI、博世、史丹利百得、寶時得等一家或多家知名電動工具廠商的認證。綜上，國內(nèi)電動工具用鋰電池市場規(guī)模有望持續(xù)擴大。鋰電池行業(yè)的競爭格局從地區(qū)分布來看，經(jīng)過多年政策鼓勵，我國鋰電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，松下、LG化學(xué)、三星SDI等主要鋰電池外資制造商在我國均設(shè)有生產(chǎn)基地，目前中國已成為全球最主要的鋰電池產(chǎn)地之一。（一）動力鋰電池競爭格局在汽車動力鋰電池領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)在汽車動力鋰電池領(lǐng)域處于相對領(lǐng)先地位，中日韓三國頭部企業(yè)的寡頭格局基本形成。據(jù)統(tǒng)計，2020年，中資企業(yè)寧德時代市場占有率與LG化學(xué)份額十分接近，各占有25%左右的市場份額；日資企業(yè)松下與韓資企業(yè)三星SDI、中資企業(yè)比亞迪緊隨其后，分別占有16%、9%和6%的市場份額，前五家企業(yè)合計市場占有率為81%，已形成較為穩(wěn)定的寡頭格局。在電動輕型車動力鋰電池領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)取得先發(fā)優(yōu)勢，未來格局存在變動空間。2019年，全球輕型車用鋰電池出貨量中資企業(yè)星恒電源和天能股份位居前二，其余廠家目前份額較小，但大部分鋰電池企業(yè)都在進行產(chǎn)能擴張，未來市場格局仍會面臨調(diào)整。在電動工具動力鋰電池領(lǐng)域，日韓企業(yè)占據(jù)主要地位，趨勢明顯，國內(nèi)企業(yè)地位未來有望進一步提升。2018年三星SDI、LG化學(xué)、村田合計占據(jù)電動工具電池約75%份額，其中三星SDI為絕對龍頭，占據(jù)全球45%市場份額。近年來，隨著國內(nèi)電池廠商技術(shù)跟進，電動工具電池的趨勢明顯，國內(nèi)企業(yè)億緯鋰能和天鵬電源在2018年分別進入國際電動工具巨頭TTI和史丹利百得供應(yīng)鏈，均已實現(xiàn)大規(guī)模出貨。（二）消費鋰電池競爭格局消費鋰電池領(lǐng)域，日韓企業(yè)長期占有主要的市場份額，競爭格局較為穩(wěn)定，國內(nèi)企業(yè)位居第二梯隊。據(jù)統(tǒng)計，2018年，日資企業(yè)ATL、韓資企業(yè)三星SDI和LG化學(xué)是消費鋰電池的三大巨頭，全球市場合計占比52%。國內(nèi)企業(yè)方面，經(jīng)過多年發(fā)展，珠海冠宇、比亞迪、力神電池、卓能、鵬輝能源、維科技術(shù)等企業(yè)緊隨其后，形成了消費鋰電池市場的第二梯隊。（三）儲能鋰電池競爭格局儲能鋰電池領(lǐng)域，韓資企業(yè)目前處于市場優(yōu)勢地位，隨著國內(nèi)儲能鋰電池產(chǎn)業(yè)的成熟，國內(nèi)企業(yè)的競爭力有望進一步增強。據(jù)統(tǒng)計，2019年，三星SDI、LG化學(xué)分別占有全球新增儲能的35%和23%的市場份額，日資企業(yè)松下占有8%的市場份額。排名靠前的國內(nèi)企業(yè)有比亞迪、南都電源、中天儲能、鵬輝能源、寧德時代、國軒高科、雙登集團等?？傮w來看，我國電化學(xué)儲能裝機規(guī)模尚小，主要與我國儲能產(chǎn)業(yè)起步較晚相關(guān)。未來，隨著國內(nèi)儲能項目廣泛應(yīng)用、技術(shù)水平快速提升、標準體系日趨完善，國內(nèi)儲能企業(yè)的國際競爭地位有望進一步增強。鋰電池結(jié)構(gòu)件產(chǎn)業(yè)鏈動力電池精密結(jié)構(gòu)件，廣義來講包括電芯頂蓋、鋼/鋁外殼、正負極軟連接、電池軟連接排等，狹義來講主要包括電芯殼體和頂蓋，對鋰電池的安全性、密閉性、能源使用效率等都具有直接影響。按照電池封裝技術(shù)路線的不同，主要有方形、圓柱、軟包三種形狀，對應(yīng)的結(jié)構(gòu)件分別為方形結(jié)構(gòu)件、圓柱結(jié)構(gòu)件和鋁塑膜。整體來看，圓柱和方形統(tǒng)稱為硬殼，封裝結(jié)構(gòu)較為相似，均由殼體和蓋板組成。軟包電池封裝較為特殊，由鋁塑膜構(gòu)成。蓋板的主要生產(chǎn)工藝包括沖壓、焊接、注塑等，殼體的生產(chǎn)工藝主要是沖壓、拉伸。鋁塑膜的主要生產(chǎn)工藝包括精密涂布、貼合等。對結(jié)構(gòu)件的需求來自于電池封裝。目前，主流的電池封裝技術(shù)主要有方形電池、圓形電池以及軟包電池三類。動力電池的安全性和使用壽命都受其封裝工藝的影響，不同的封裝技術(shù)都具有不同的技術(shù)壁壘。封裝工藝設(shè)計除需滿足耐撞擊振動和擠壓穿刺的物理沖擊外，也需滿足防火阻燃等化學(xué)性能要求。硬殼結(jié)構(gòu)件硬殼結(jié)構(gòu)件包括圓柱和方形結(jié)構(gòu)件，通常由殼體和蓋板組成。其中，蓋板的制造工藝復(fù)雜度通常遠高于殼體。1）固定/密封功能：頂蓋與鋁殼激光焊接，包裹固定裸電芯并實現(xiàn)密封作用；2）電流導(dǎo)通功能（極柱）：在電池中，頂蓋極柱、轉(zhuǎn)接片和電芯極耳焊接導(dǎo)通，保證電芯充放電電流導(dǎo)通的功能；在模組中，頂蓋極柱與匯流排激光焊接、螺栓連接，形成串/并聯(lián)；3）泄壓功能（防爆片）：當(dāng)電池出現(xiàn)異常，內(nèi)部氣壓增大至一定值，頂蓋防爆閥將開啟進行泄壓，降低爆炸風(fēng)險；4）熔斷保護功能（翻轉(zhuǎn)片）：當(dāng)電池出現(xiàn)異常，內(nèi)部氣壓增大至一定值，頂蓋翻轉(zhuǎn)片向上頂起，與負極鉚接塊接觸，使頂蓋正負極直接短路，同時鋁連接片F(xiàn)use熔斷，快速切斷電流；5）降低電腐蝕：正極上塑膠采用導(dǎo)電PPS，保證正極柱與頂蓋板間有一定阻值，降低正極柱與鋁殼間的電位差，防止頂蓋板/鋁殼電腐蝕，進而提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。蓋板中重要部件主要有：1）防爆片：一般磷酸鐵鋰體系電池頂蓋采用單個防爆閥設(shè)計，防爆閥開啟壓力一般為0．4～0．8MPa。當(dāng)內(nèi)部壓強增大并超過防爆閥的開啟壓力時，防爆閥將從刻痕處破裂并開啟進行泄壓；2）翻轉(zhuǎn)片：三元體系電池除了采用防爆閥外，還會疊加SSD翻轉(zhuǎn)片組合設(shè)計形式，防爆閥開啟壓力和SSD翻轉(zhuǎn)壓力一般分別為0．75～1．05MPa、0．45～0．5MPa。當(dāng)電池內(nèi)部壓強增大至SSD翻轉(zhuǎn)壓力時，翻轉(zhuǎn)片向上頂起，快速切斷電流；3）極柱：主要是起到電流導(dǎo)通作用。通常正極采用鋁極柱，負極采用銅鋁復(fù)合極柱。鋰電池及鋰電池精密結(jié)構(gòu)件市場現(xiàn)狀鋰電池自上世紀90年代初實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以來，由于其具有能量密度高、工作電壓大、循環(huán)壽命長、充電速度快、放電功率高、自放電率小、記憶效應(yīng)小和綠色環(huán)保等突出優(yōu)勢，得到了迅速的發(fā)展；2000年以后，鋰電池在手機電池領(lǐng)域逐步占據(jù)主導(dǎo)地位，直至基本壟斷手機電池領(lǐng)域，同時在筆記本電腦、數(shù)碼相機、電動工具等領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用，并逐步向新能源汽車等領(lǐng)域拓展。近些年來，隨著新能源汽車概念不斷深入人心，應(yīng)用于新能源汽車的動力鋰電池精密結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域發(fā)展迅速，其在總體鋰電池行業(yè)中的市場份額占比快速提升。全球鋰電池行業(yè)近年來快速增長。根據(jù)IIT的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2005至2015年，全球鋰電池總需求量8Gwh增長到57Gwh，市場規(guī)模從56億美元增長到221億美元，復(fù)合年增長率分別高達21．7%和14．7%；預(yù)計2025年全球鋰電池總需求量和市場規(guī)模將分別達到184Gwh和363億美元，未來十年復(fù)合年增長率預(yù)計分別為12．4%和5．1%，將繼續(xù)維持在較高水平。我國鋰電池市場規(guī)模亦不斷提升。根據(jù)高工鋰電的統(tǒng)計，2011至2015年間，中國鋰電池產(chǎn)量從12Gwh增長到46Gwh，增長了2．8倍，預(yù)計2016年將達到70Gwh；中國鋰電池市場規(guī)模亦從2011年的277億元增長到2015年的850億元，復(fù)合年增長率高達32．4%，預(yù)計2016年市場規(guī)模將達1，220億元。隨著消費電子及新能源汽車行業(yè)形成全球化采購和資源配置格局，鋰電池產(chǎn)業(yè)正逐步向中國等發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。中國等發(fā)展中國家在全球鋰電池行業(yè)的地位迅速提升。在動力鋰電池方面，由于我國政府大力支持、市場空間廣闊、相關(guān)上下游行業(yè)配套等因素的共同影響，中國動力鋰電池企業(yè)在全球動力鋰電池領(lǐng)域已擁有舉足輕重的地位，市場份額迅速增長；在便攜式鋰電池方面，隨著中國工業(yè)技術(shù)、工藝水平、產(chǎn)品品質(zhì)等的提升，成本優(yōu)勢的體現(xiàn)以及一批先進精密結(jié)構(gòu)件等配套企業(yè)的崛起，松下、三星、LG等多家鋰電池產(chǎn)業(yè)巨頭紛紛在華設(shè)立子公司或?qū)⑸a(chǎn)制造部門甚至研發(fā)部門遷至中國，從而使得近年來鋰電池材料國產(chǎn)化比例快速提升。而從2011至2015年的數(shù)據(jù)來看，中國市場份額增加了15個百分點，預(yù)計未來幾年仍將有一定的提升空間。全球及中國電池精密結(jié)構(gòu)件行業(yè)市場規(guī)模電池精密結(jié)構(gòu)件行業(yè)與鋰電池行業(yè)的關(guān)系：電池精密結(jié)構(gòu)件是鋰電池安全防護技術(shù)的重要組成部分，屬于電池防護安全技術(shù)。鋰電池安全防護技術(shù)主要包括電池材料安全技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)控安全技術(shù)和電池防護安全技術(shù)，相關(guān)研究表明，由于鋰金屬的活性較強，為確保鋰電池的安全，通過電池精密結(jié)構(gòu)件進行防護是必要的措施。電池精密結(jié)構(gòu)件可在鋰電池發(fā)生熱失控時首先斷開電路避免鋰電池進一步過充電，并通過在電池單體頂部和殼體底部設(shè)置了防爆結(jié)構(gòu)，在鋰