Eine Lithiumbatterie ist eine Batterie, die Lithiummetall oder eine Lithiumlegierung als negatives Elektrodenmaterial und eine nichtwässrige Elektrolytlösung verwendet. Lithiumbatterien werden im traditionellen Bereich hauptsächlich in digitalen Produkten eingesetzt und finden in Zukunft vor allem Anwendung in Leistungsbatterien und Energiespeichern.
China verfügt über reichhaltige Lithiumvorkommen und eine vollständige Wertschöpfungskette für Lithiumbatterien sowie über ein großes Potenzial an Fachkräften. Dies macht China zur attraktivsten Region für die Entwicklung der Lithiumbatterie- und Materialindustrie und zum weltweit größten Produktionsstandort für Lithiumbatteriematerialien und -batterien. Die vorgelagerten Rohstoffe der Lithiumbatterie-Wertschöpfungskette umfassen Kobalt-, Mangan-, Nickel-, Lithium- und Graphiterz. Kernstück der Lithiumbatterie-Herstellung ist der Batteriekern. Nach der Verpackung des Batteriekerns werden Kabelbaum und PVC-Folie zu einem Batteriemodul integriert. Anschließend werden Kabelbaumstecker und die BMS-Leiterplatte hinzugefügt, um die fertige Batterie herzustellen.
Upstream-Analyse der industriellen Wertschöpfungskette
Die vorgelagerte Wertschöpfungskette der Lithiumbatterie umfasst den Abbau und die Verarbeitung von Rohstoffen, hauptsächlich Lithium, Kobalt und Graphit. Elektrofahrzeuge benötigen diese drei Rohstoffe: Lithiumcarbonat, Kobalt und Graphit. Die weltweiten Lithiumreserven sind sehr groß, und derzeit sind 60 % der Lithiumvorkommen noch unerschlossen. Die Lithiumminen sind jedoch relativ konzentriert und befinden sich hauptsächlich im sogenannten „Lithiumdreieck“ in Südamerika, Australien und China.
Die weltweiten Erdölreserven belaufen sich derzeit auf etwa 7 Millionen Tonnen und sind konzentriert verteilt. Die Reserven der Demokratischen Republik Kongo (DRK), Australiens und Kubas machen 70 % der globalen Reserven aus, wobei die Reserven des Kongo mit 3,4 Millionen Tonnen mehr als 50 % der weltweiten Reserven ausmachen.
Midstream-Analyse der Lithiumbatterieindustrie
Das mittlere Glied der Wertschöpfungskette der Lithiumbatterieindustrie umfasst hauptsächlich verschiedene positive und negative Materialien sowie Elektrolyte, Kontakte, Membranen und Batterien.
Der Lithium-Ionen-Batterieelektrolyt dient als Transportmedium für Lithium-Ionen und ist somit entscheidend für deren Funktion und Sicherheit. Das Funktionsprinzip der Lithium-Ionen-Batterie beruht auf dem Lade- und Entladevorgang, bei dem Lithium-Ionen zwischen den positiven und negativen Elektroden wandern. Der Elektrolyt fungiert dabei als Medium für den Ionenfluss. Die Hauptfunktion der Membran besteht darin, die positiven und negativen Elektroden zu trennen, einen Kurzschluss zu verhindern und gleichzeitig den Durchtritt von Elektrolyt-Ionen zu ermöglichen.
Downstream-Analyse der Lithiumbatterie-Industriekette
Im Jahr 2018 stieg die Produktionskapazität des chinesischen Lithium-Ionen-Batteriemarktes im Vergleich zum Vorjahr um 26,71 % auf 102,00 GWh. Chinas Anteil an der globalen Produktion betrug 54,03 %, womit das Land zum weltweit größten Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien aufstieg. Zu den führenden Unternehmen der Lithium-Batterieindustrie zählen unter anderem Ningde Era, BYD, Waterma und Guoxuan Hi-Tech.
Im chinesischen Markt für Lithium-Ionen-Batterien wurde das Wachstum im Bereich der Antriebsbatterien 2018 maßgeblich durch die rasante Entwicklung der Elektromobilität vorangetrieben. Die Produktionsmenge stieg im Vergleich zum Vorjahr um 46,07 % auf 65 GWh und entwickelte sich damit zum größten Segment. Der Markt für 3C-Digitalbatterien verzeichnete 2018 ein stabiles Wachstum, die Produktionsmenge sank jedoch im Vergleich zum Vorjahr um 2,15 % auf 31,8 GWh, wodurch sich die Wachstumsrate verringerte. Der Bereich der High-End-Digitalbatterien, der flexible Batterien, Hochleistungs-Digitalbatterien und High-End-Digital-Softpacks umfasst, wird hingegen von Anwendungen in Wearables, Drohnen und intelligenten Systemen angetrieben. Angetrieben von Marktsegmenten wie Mobiltelefonen, entwickelte er sich zu einem der wachstumsstärksten Segmente des 3C-Digitalbatteriemarktes. Chinas Lithium-Ionen-Batterien für Energiespeicher stiegen 2018 leicht um 48,57 % auf 5,2 GWh.
Akku
In den letzten Jahren hat sich Chinas Markt für Lithium-Ionen-Akkus rasant entwickelt, vor allem dank der starken Förderung der Automobilindustrie durch nationale Förderprogramme. 2018 stieg die Produktion von Elektrofahrzeugen in China im Vergleich zum Vorjahr um 50,62 % auf 1,22 Millionen Einheiten – das 14,66-Fache des Wertes von 2014. Angetrieben durch die Entwicklung des Marktes für Elektrofahrzeuge verzeichnete auch der chinesische Akkumarkt in den Jahren 2017 und 2018 ein starkes Wachstum. Laut Forschungsstatistik stieg die Produktionskapazität des chinesischen Akkumarktes im Jahr 2018 im Vergleich zum Vorjahr um 46,07 % auf 65 GWh.
Mit der offiziellen Einführung des Punktesystems für neue Energiefahrzeuge werden traditionelle Hersteller von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor ihre Produktion auf neue Energiefahrzeuge ausweiten, und ausländische Unternehmen wie Volkswagen und Daimler werden gemeinsam neue Energiefahrzeuge in China produzieren. Die Nachfrage auf dem chinesischen Markt für Antriebsbatterien wird weiterhin rasant wachsen. Es wird erwartet, dass die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) der Antriebsbatterieproduktion in den nächsten zwei Jahren 56,32 % erreichen und die Produktionskapazität bis 2020 158,8 GWh übersteigen wird.
Der chinesische Markt für Lithium-Ionen-Batterien verzeichnete weiterhin ein rasantes Wachstum, vor allem getrieben durch den starken Anstieg des Marktes für Antriebsbatterien. Im Jahr 2018 entfielen 71,60 % des Produktionswerts auf die fünf größten Unternehmen im chinesischen Markt für Antriebsbatterien, wodurch sich die Marktkonzentration weiter erhöhte.
Die zukünftige Hochleistungsbatterie ist der größte Wachstumsmotor im Bereich der Lithium-Ionen-Batterien. Ihr Trend hin zu hoher Energiedichte und hoher Sicherheit ist eindeutig. Hochleistungsbatterien und High-End-Digital-Lithium-Ionen-Batterien werden die Hauptwachstumspunkte im Lithium-Ionen-Batteriemarkt darstellen, insbesondere Lithiumbatterien mit einer Dicke unter 6 µm. Kupferfolie wird einer der wichtigsten Rohstoffe für Lithium-Ionen-Batterien sein und in den Fokus führender Unternehmen rücken.
3C-Batterie
Chinas Produktion digitaler Batterien sank 2018 im Vergleich zum Vorjahr um 2,15 % auf 31,8 GWh. GGII prognostiziert für die nächsten zwei Jahre eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 7,87 %. Schätzungen zufolge wird die chinesische Produktion digitaler Batterien 2019 34 GWh erreichen. Bis 2020 soll sie auf 37 GWh steigen. Hochwertige digitale Softpack-Batterien, flexible Batterien, Hochleistungsbatterien usw. werden dabei vor allem durch den Einsatz in High-End-Smartphones, Wearables, Drohnen usw. getrieben und bilden somit den Hauptwachstumstreiber des Marktes für digitale Batterien.
Energiespeicherbatterie
Obwohl der Markt für Lithium-Ionen-Energiespeicherbatterien in China ein enormes Potenzial bietet, ist er nach wie vor durch Kosten und technologische Einschränkungen begrenzt und befindet sich noch in der Einführungsphase. Im Jahr 2018 stieg die Produktionskapazität chinesischer Lithium-Ionen-Energiespeicherbatterien im Vergleich zum Vorjahr um 48,57 % auf 5,2 GWh. Für 2019 wird eine Produktionskapazität von 6,8 GWh prognostiziert.
Veröffentlichungsdatum: 20. September 2019