鋰電池原理、產業鏈及需求分析

鋰電池通過電化學反應實現化學能與電能高效轉換。

1. 鋰離子電池：鋰離子在正負極間移動實現充放電

電池工作的本質是氧化還原反應過程，二次電池通過離子的定向移動與電子的外部流動實現放電與充電。充電過程：電能轉化為化學能，鋰離子從正極遷移到負極，電子在外電路從正極流向負極。放電過程：化學能轉化為電能，負極儲存的鋰離子自發脫出，反向遷移回正極，同時電子在外電路通過負載從負極到正極形成電流。鋰電池由正極（充電過程中負責提供鋰離子）、負極（鋰離子嵌入的載體）和介于兩者之間的電解質（鋰離子遷移的導體）構成，此外還有隔膜（僅允許鋰離子通過，阻止正負極材料直接接觸）以及必要的封裝結構件等。

鋰電池產業鏈涉及上游資源端、中游材料電芯制造端以及下游應用回收端。上游：掌控著鋰、鈷、鎳、錳等關鍵礦產資源的開采與提煉，直接制約著整個產業的成本與供應安全；中游：負責將原材料加工成正極、負極、隔膜以及電解液等關鍵材料，將材料組裝成電芯和電池模組，技術密集、資本密集特征顯著；下游：覆蓋了動力電池、儲能系統及消費電子三大應用領域，當前新應用場景不斷豐富拓展。隨著新能源汽車產業的發展及早期電池陸續達到使用年限，我國動力電池正邁入規模化退役階段，我國鋰電池產業鏈下游電池回收行業前景廣闊。

2. 需求：儲能和動力電池增長強勁，新場景拉動電池需求

2.1 全球電池需求增長，整體趨勢樂觀

儲能和動力增長強勁，新場景拉動電池需求，全球電池出貨量持續提升。2024年儲能、動力和消費電池出貨量總計約 1585.35GWh，預計2028 年達到4377.54GWh，2024-2028 年 CAGR 達到 28.91%，整體需求強勁。 儲能電池：2024 年全球儲能電池出貨量為 370.00GWh，我們預計儲能電池需求2028年提升至 1384.00GWh，2024-2028 年 CAGR 為 39.07%，分布式儲能增長率較集中式儲能增長率更高，預計 2028 年分布式儲能占比提升至40.02%。動力電池：2024 年全球動力電池出貨量為 1102.30GWh，我們預計2028年出貨量達到 2859.62GWh，2024-2028 年 CAGR 達到 26.91%。2024 年電動汽車電池1021.80GWh，占動力電池出貨量的比例達 92.70%，我們預計2028 年電動汽車動力電池出貨量達到 2510.33GWh，2024-2028 年 CAGR 為25.20%。我們預計輕型動力、工程機械和船舶動力電池將高速增長，2024-2028 年CAGR 分別為27.58%、43.18%和 117.30%。 消費電池：2024 年全球消費電池出貨量為 113.05GWh，其中智能手機電池占比14.24%，我們預計消費電子電池需求穩步增長，2028 年提升至133.92GWh，2024-2028年CAGR為4.33%，機器人增長率較高，2024-2028年CAGR達31.66%。

2.2 儲能：磷酸鐵鋰電池為主要技術路線，分布式儲能增長迅速

分路線看，電化學儲能中磷酸鐵鋰（LFP）電池為最主要技術路線。電化學儲能技術路線包括鋰離子電池、鉛酸/鉛炭電池、液流電池和鈉離子電池等，鋰離子電池在電化學儲能領域的占比最高，達到 97.34%，鋰離子電池根據材料體系的差異又可分為磷酸鐵鋰型、三元型和鈦酸鋰型，由于磷酸鐵鋰在成本、安全性、循環壽命和原材料穩定性等方面的綜合優勢，很好契合了儲能系統的核心需求，在鋰離子儲能電池中占比最高，可達到 99.93%。 分類型看，全球儲能電池主要用于集中式儲能，分布式儲能增長迅速。集中式儲能和分布式儲能是兩種常見的儲能形式，集中式儲能指大規模儲能設施，通常與發電廠或輸電網絡直接相連，用于電網調峰、調頻或備用電源；分布式儲能指分散布置在用戶側或配電網中的中小規模儲能系統，通常與分布式發電（如屋頂光伏）結合使用。Frost& Sullivan 預計 2029 年全球儲能電池出貨量將達到 1100GWh 以上，2025-2029年 CAGR 將達到 23.10%，其中集中式儲能占比較高，而分布式儲能增長率較快，預計 2025 年分布式儲能系統電池出貨量為 179.1GWh，2029 年將達到444.7GWh，2025-2029 年 CAGR 將達到 25.50%。

分區域看，全球主要市場中國儲能裝機量最大，增長最為強勁。中美歐持續引領全球儲能市場發展，2024 年三者新增新型儲能項目裝機規模合計占比達到90%。近年來中國新增裝機規模和占比逐漸提升，增長強勁，預計中國2025 年裝機量達到114GWh，2023-2025 年 CAGR 約為 48.06%；美國次之，2025 年裝機量達到48.5GWh，2023-2025 年 CAGR 約為 37.37%；而歐洲2025 年裝機量達到27GWh，2023-2025 年 CAGR 約為 33.28%。

2.3 動力：商用車電動化促進電動汽車高增長，新場景構筑新藍海

電動汽車：全球銷量穩步增長，商用車電動化是新增長點。汽車整車可分為乘用車和商用車，乘用車是指載運乘客及其隨身行李或臨時物品的汽車，比如家用轎車和SUV等；商用車是指用于商業用途運送人或貨物的汽車，可細分為貨車和客車等。全球：對電動汽車市場，2021 年全球電動汽車總銷量為 661.10 萬輛，預計2025年總銷量達到約 2000 萬輛，2021-2025 年 CAGR 為 31.88%。新能源商用車市場增長迅速，2020-2024 年銷量從 20 萬輛提升至 80 萬輛，CAGR 達50%，預計到2030年，全球新能源商用車的滲透率將達到 17%，年銷量有望實現430 萬輛，2024-2030年CAGR 達到 132.35%。中國：中國新能源汽車銷量持續提升，2024 年銷量達到約1281 萬輛，其中乘用車占比 95.47%，商用車占比 4.53%；國內商用車電動化滲透率逐漸提升，2024 年累計滲透率達到 20.31%，2025 年8 月滲透率接近30%，有望成為電動汽車領域新的增長引擎。 工程機械：市場增長迅速，空間廣闊。工程機械主要服務于建筑、基礎設施建設以及礦山等施工場景，包括叉車、高空作業機械以及挖掘機等。據GGII 統計，國內工程機械電池 2024 年出貨量為 13.10GWh，預計 2025 年出貨量達到18.00GWh，未來5 年是鋰電池在工程機械領域應用滲透的關鍵階段，預計到2030 年新能源工程機械的滲透率將在 50%以上，工程機械動力電池出貨量將持續提升，2030年達到83.00GWh，預計 2025-2030 年 CAGR 約為 35.76%。

輕型動力：呈現顯著擴張態勢，國內需求強勢。輕型動力電池主要指用于電動兩輪車、電動摩托車以及平衡車等輕型電動設備的二次電池。全球：2023、2024年全球輕型動力電池市場出貨量分別為 39.6GWh、60.5GWh，預計將從2025 年的78.3GWh進一步增長至 2029 年的 175.1GWh，2023-2029 年 CAGR 預計為28.11%。中國：國內輕型動力電池市場出貨量從 2020 年的 10.7GWh 增長至2024 年的55.3GWh，年復合增長率為 50.9%。預計未來在技術升級、成本優化及共享換電模式創新等因素的促進下，中國該領域出貨量將從 2025 年的 73.1GWh 增至2029 年的150.4GWh，期間 CAGR 可達到 19.8%。 電動船舶：全球船舶電池出貨量迅速提升，國內船舶鋰電化滲透率高增長。電動船舶仍然處于探索期，仍存在較大發展空間。全球：預計到2029 年，全球電動船舶電池出貨量將達到 268.5GWh，2025-2029 年 CAGR 約為125.70%。中國：國內電動船舶電池出貨量預計 2025 年達到 3.6GWh，2029 年將達到104.7GWh，2025-2029年 CAGR 可達到 131.90%，預計 2025 年中國船舶鋰電化滲透率可達18.50%，國內船舶磷酸鐵鋰電池占據主要地位。

2.4 消費：預計 5G 設備普及和低空經濟拉動消費電池需求

全球消費電池市場呈現出技術驅動明顯、應用需求多元及政策環境有利的特點。2023、2024 年，全球消費電池市場總出貨量分別為 140.8 和176.9 億只，預計2025年總出貨量達到 217.9億只，至 2029年總出貨量將達到 551.3億只，2023-2029年CAGR約為 25.54%。增長動力主要來源于醫療器械與汽車電子等下游產業的持續發展，以及電池技術本身的迭代升級。未來隨著 5G 設備的廣泛普及和低空經濟等新興領域的崛起，市場需求有望進一步釋放，整體市場規模將持續擴張。中國消費電池市場正處在技術引領的快速發展通道中，其增長由多元化應用場景驅動，并受益于有力的政策支持。市場將重點聚焦高性能化、智能化融合及綠色可持續技術的創新與突破。2023、2024 年，中國消費電池出貨量分別為53.6 和70.5億只，預計 2025 年總出貨量達到 90.4 億只，至 2029 年總出貨量將達到264.7億只，2023-2029 年 CAGR 約為 30.50%。這一強勁表現主要得益于國內數據中心與低空經濟等下游產業的旺盛需求。隨著 5G 技術應用的深化以及機器人等新業態的崛起，市場需求將持續擴容，市場具備顯著的長期增長潛力。