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全面解析|锂电行业研究

北极星储能网  来源:中咨华澍    2018/4/12 10:10:54  我要投稿  

北极星储能网讯: 随着国务院、工信部等针对锂电行业下游应用端发布了大量促进性政策,以及各类锂电池生产环节的标准文件相继出台,可以预测,锂电行业在继续保持快速增长状态的同时,将迎来更加规范、健康的发展环境;本期,请随笔者一起来深度了解锂电行业。

第一章 概述

一、锂电产业概况

2017年全球锂离子电池市场规模高达177GWh,同比增长31.9%;2011年以来,锂电市场规模年均复合增长率高达34.7%。在全球经济总体尚处低谷的情况下,锂电的发展是难得的亮点之一。


全球锂离子电池产业主要集中在中、日、韩三国,三者占据了全球97%左右的市场份额。从2015年开始,在中国大力发展新能源汽车的带动下,中国锂离子电池产业规模开始迅猛增长,2015年已经超过韩国、日本跃居至全球首位。


二、产业政策推动行业快速发展

根据国务院发布的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,到2020年,新能源汽车实现当年销量200万辆以上,复合增长率达60%以上,将有效带动锂电产业的整体发展。

2016年1月,工信部出台《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》,对动力电池综合利用产业提出规模化、规范化和专业化的要求。

2017年9月工信部、财政部、商务部、海关总署、质检总局等五部门联合发布《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》,这标志着备受关注的双积分政策正式落地,一方面弥补了补贴的退坡,一方面更有利于有核心技术优势、产品更具竞争力的企业,未来有助于推动行业良性发展。

2017年10月,发改委、能源局等五部委发布《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,明确了促进我国储能技术与产业发展的重要意义、总体要求、重点任务和保障措施。储能市场将在政策指引下,成为带动锂电产业发展的另一重要增长极。

可以看出,国务院、工信部等针对锂电行业下游应用端,发布了大量促进性政策,以消费带动整个产业链的快速、健康发展,同时针对锂电池的生产环节也颁布了大量的标准文件,指导锂电行业标准化发展。随着各生产、应用环节的国家政策逐渐明确落地,锂电行业将继续保持快速增长状态,同时迎来更加规范、健康的发展环境,实现对传统汽车强国的“弯道超车”,使我国成为最具竞争力的新能源产业国家。

第二章 锂离子电池介绍

一、锂离子电池组成结构

锂离子电池是一种二次化学电池(充电化学电池),其正负极由两种不同的物质构成,可供锂离子可逆地嵌入和脱出。充电过程中,锂离子从正极脱出,经过电解质嵌入负极的晶格之中,从而正极处于高电位的贫锂状态,负极则处于低电位的富锂状态;放电时则相反,具有电压高、比能量高、比功率高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、对环境友好等特点,是当前最符合新能源应用发展趋势的储能技术。


二、锂离子电池主要分类

锂电池的种类很多,按正极材料不同,可分为铁酸锂电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池、镍酸锂电池、三元材料锂电池、磷酸铁锂电池等;按电解质材料不同,可分为液态锂电池、固态聚合物锂电池;从包装上来讲,可分为软包装、钢壳包装、铝壳包装等;从使用上来说,可分为动力型锂电池、消费型锂电池、储能型锂电池等。

三、锂离子电池产业链


锂电池上游包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜等,中游为锂电池生产厂商,包括BMS等,下游主要是锂电配套应用领域,目前已广泛用于消费电池、动力电池、储能电池。

四、锂离子电池市场应用前景

动力锂电池:基于解决环境污染和能源危机问题两大因素,新能源汽车得到了快速发展,而新能源汽车的关键在动力电池,随着新能源汽车呈现高速增长态势,2017年,锂离子电池在动力电池领域的应用首次超过消费电池,成为锂电需求增长的最主要因素。

储能锂电池:由于风能、太能在使用过程中存在不稳定、不连续的缺点,需要经过储能系统稳定后再连入电网,并且储能系统可以消除电能在使用过程中不均衡的现象,实现削峰填谷,提高供电可靠性和利用率。所以,随着全球的储能革命在不断深化,风能、太阳能等新能源的发展给锂离子储能电池带来了新的发展机遇。

消费锂电池:目前来看 锂电池在3C 产品上渗透率已经非常高,未来此类产品对消费型锂离子电池用量的增长主要取决于单位产品电池容量的增加。该市场中最值得关注的是移动电源细分市场,成为当下消费锂电增长的主力军,此外可穿戴产品及消费型无人机等产品的普及,也将为消费锂电带来持续的增长动力。


第三章 锂电产业链

一、前段资源:核心资源稀缺性将持续

1.碳酸锂

1.1碳酸锂资源分布

根据美国地质调查局(USGS)数据,目前全球锂矿储量约1400 万吨,主要集中在智利、中国、阿根廷和澳大利亚,其中智利储量占比过半,中国锂矿储量约占全球储量的22.10%,国内锂矿储量较大,不易受国际资源环境影响,但我国锂矿资源主要集中在西北地区及青藏高原,开采难度大且容易对自然环境易构成破坏。


1.2碳酸锂供给情况

目前国内外主要锂盐生产厂商的碳酸锂产能已达到30万吨/年以上,且仍在持续扩产中。据中国产业信息网统计及预测,2016年全球锂资源原矿层面供给量20.15万吨(折算成碳酸锂当量),2017-2019年全球产量有望分别达到23.56万吨、28.06万吨及36.22万吨。


预计2017年-2020年碳酸锂需求量分别为25.14万吨、29.54万吨、36.40万吨及48.90万吨,电池级碳酸锂的增速占据重要地位。2017-2018 年碳酸锂供需仍未紧平衡状态,到 2019年能够基本实现供需平衡,考虑到下游锂电池行业未来将保持快速增长,碳酸锂价格有望持续较高位运行。

2.钴

2.1全球钴资源分布

钴矿分布集中,刚果(金)钴矿资源储量最大。全球钴矿资源分布集中,近一半资源都分布在刚果。据USGS统计,2015年全球钴资源储量总计716万吨,刚果(金)储量340万吨,澳大利亚110万吨,古巴50万吨。中国储量仅有8万吨,仅占比全球钴矿资源的1%左右。


2.2主产国政治动荡,影响钴矿价格

自2016下半年起,刚果(金)政治局势出现动荡,导致国内钴矿产量下滑。进入2018年,刚果(金)政府正在讨论将钴矿收归国有,进一步加强资源管控。2017-2018 年基本没有高产能的钴项目投产。政治因素加上下游锂电应用的快速扩张,导致钴矿价格近年来一直在高速上涨,已由2015年的16万元人民币/吨上涨至近日的66万元人民币/吨,后续可能还将继续上涨。

二、上游

1.正极材料

1.1正极材料发展概况

正极材料为电池提供锂离子,占电池总成本的30%左右,其性能直接决定了锂电池容量上限,是产业链的核心部分。锂电池正极材料主要是锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰三元材料等,其中三元锂包括镍钴锰酸锂NCM和镍钴铝酸锂NCA两大类,三元NCM材料根据镍钴锰三元素的相对占比又可细分为NCM333、NCM523、NCM622以及NCM811等,随着镍占比的提升,正极材料能量密度也相应升高。

1.2正极材料市场规模情况

2017年全国锂电池正极材料产量32.3万吨,同比增长49.54%。其中,磷酸铁锂产量10.1万吨,同比增长36.49%;三元材料产量12.6 万吨,同比增长93.85%。


可以看出,由于补贴政策的调整,在国家产业政策引导和动力电池市场需求的双重刺激下,三元材料的生产量快速增长,当升科技、贝特瑞、宁波容百等企业已开始生产NCM811以及NCA等三元材料。磷酸铁锂电池的安全性、低成本、使用寿命长等优点,在动力汽车和储能领域应用广泛。


我国已成为全球最重要的正极材料生产国和消费国。根据统计,国内前30家企业的产能就超过50万吨。湖南杉杉、宁波容百、贝特瑞等一批龙头企业建设或规划建设中正极材料产能也达数十万吨。预计到2020年,国内的正极材料产能将翻一番,预计复合增长率将达80.4%。


1.3正极材料竞争格局

目前我国正极材料 CR5=28%,CR10=49%,行业集中度较低,据统计,截止2017年,我国正极材料企业数量超过300家,而产能过万吨企业30余家。据统计,2017年以来有数家企业布局正极材料项目,比如格林美11万吨,厦门钨业4万吨,天赐材料5万吨等,预计到2020年总产能超过60万吨,产能过剩将加剧企业竞争压力,且毛利率也维持在较低的5-10%水平,行业面临洗牌。


2016年11月22日,工信部发布《汽车动力电池行业规范条件(2017 年)》(征求意见稿)。意见稿对企业研发、生产、销售等环节进行了严格的条件约束,特别是对产品技术水平及相关指标进一步加严。目前国内大多数企业不满足产能要求且产品技术水准与国外先进企业还有明显差距。意见稿实施后将加速优质动力电池企业进行横向整合,开展技术升级,做强多大形成竞争优势开拓国际市场。

1.4正极材料发展趋势

1)三元材料势不可挡: 2017年4月,工信部发布的《汽车产业中长期发展规划》要求动力电池单体比能量达到300Wh/Kg,系统比能量260Wh/Kg。基于磷酸铁锂的动力电池能量密度很难满足此要求,三元材料已为确定性趋势。在政策导向、产品技术优势和市场空间的共同驱动下,锂电池正极材料企业纷纷加大对三元正极材料的布局,2017年国内正极材料企业在建或拟在建的新产线中绝大多数都为三元材料;产能结构性过剩风险下,未来产品技术、有效产能和优质客户三位一体的三元正极材料企业将占据市场主导地位。

2)高镍替代低镍:随着国家政策向着动力电池高能量密度发展,低镍材料逐渐难以达到补贴标准,所以动力三元材料必将向着高镍化发展,主要以NCM811、NCA技术为主,未来几年将是高镍三元材料的重要发展周期,在技术端优势突出的公司将会在竞争中脱颖而出。

3)具备三元前驱体独立生产技术:前驱体具有高技术壁垒,首先,三元前驱体的制备属于湿法过程,生产过程将产生大量含重金属的废水,对环境污染大,存在较高的环保壁垒。此外,从三元前驱体的制备流程来看,其制备流程较为复杂,需要精细控制产物的镍、钴、锰含量以及杂质含量,技术壁垒高。


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