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動力電池四大將

時間:2018-10-31 15:47來源:中國電池聯盟 作者:綜合
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市場:動力電池四大關鍵材料發展水平
  正極材料:呈現中、日、韓“寡頭聚集”的格局
  鋰電池主要由五部分構成,即正極材料、負極材料、電解液、隔膜和包裝材料。其中,包裝材料和石墨負極技術相對成熟,成本占比不高。鋰離子電池的核心材料主要是正極材料、電解液和隔膜。其中,正極材料是鋰電池最為關鍵的原材料,占鋰電池成本的30%以上。
       目前世界范圍內已進入商業化的正極材料包括鈷酸鋰(LCO)、三元材料(NCM)、錳酸鋰(LMO)和磷酸鐵鋰(LFP)等。各個國家乃至各個廠商對正極材料的選擇不盡相同,日本和韓國主要開發錳酸鋰(LMO)和鎳鈷錳酸鋰三元材料(NCM),中國更偏向磷酸鐵鋰(LFP)的發展。
       縱觀全球,鋰電池正極材料呈現中、日、韓“寡頭聚集”的格局。日本和韓國的鋰電正極材料產業起步早,整體技術水平和質量控制能力要優于我國鋰電正極材料產業,占據鋰電正極材料市場高端領域。在日韓鋰電池市場,主要鋰電企業的供應商選擇本土鋰電正極材料企業。由于中國大型鋰電正極材料近十年迅速發展,產品質量大幅度提高,并具備較強的成本優勢,近年來日韓鋰電企業開始逐步從中國進口鋰電正極材料,據悉目前中國鋰電正極材料市場份額已占據全球一半左右,未來發展空間仍廣闊。
        負極材料:技術成熟,產業轉向國內
  負極材料作為鋰電池的四大關鍵材料之一,決定了鋰電池充放電效率、循環壽命等性能。鋰電池負極材料國內技術成熟,碳材料種類繁多,成本比重最低,在5-10%左右。現階段負極材料研究的主要方向如下:石墨化碳材料、無定型碳材料、氮化物、硅基材料、錫基材料、新型合金和其他材料。
  目前負極材料以碳素材料為主,占鋰電池成本較低,在國內基本全面實現產業化。負極材料產業集中度高,從區域看,中國和日本是全球主要的產銷國,日本以三菱化學、日立化成(Hitachi Chemical)、JFE化學、吳羽化工(Kureha)等企業承擔了該國主要負極材料的產能。出于為接近資源、降低制造成本的考慮,日本的主要負極材料企業也紛紛將產能轉移到石墨資源豐富的中國。
  電解液:六氟磷酸鋰國產化 產能不斷向中國轉移
  電解液作為帶動鋰離子流動的載體,對電池的比容量、工作溫度范圍、循環效率和安全性能等至關重要,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能的保證,對鋰電池的運行和安全性具有舉足輕重的作用。電解液成本中電解質比重最大,也是電解液中技術壁壘最高的環節。
       六氟磷酸鋰以其獨特的性能優勢成為目前最廣泛的電解質。著眼全球,過去鋰電池電解液一直都是日韓廠商的天下(2011年日本瑞星化工、森田化學和關東電化是六氟磷酸鋰的主要生產商,占全球產能的55%左右),但是隨著中國技術的提高以及國內需求的日益增速,尤其是六氟磷酸鋰國產化后,電解液產能不斷向中國轉移。
  隔膜材料:國內技術實現突破,進口替代日趨明顯
  隔膜在成本構成上僅次于正極材料,占20-30%,隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能。
  目前市場上大規模使用的隔膜主要有單層聚乙烯膜(PE膜)、單層聚丙烯膜(PP膜)和3層PP/PE/PP符合面膜。這些隔膜的制備工藝主要是干法和濕法兩種。受益于下游新能源汽車動力電池需求的提升,全球鋰離子電池隔膜產業發展迅速。但國產隔膜主要集中于低端的干法隔膜產品領域,量產批次均勻性、穩定性較差,在質量上難以有效應用到動力鋰電池上,目前我國在鋰電池隔膜仍處于進口替代的階段。
  過去幾年里,鋰電隔膜的高毛利率吸引了大量新進入者,而新建產能集中在低端產品領域,造成了低端產品供過于求的局面,高技術壁壘使得中高端產品國內供給遠低于市場需求,特別是高端產品約90%為進口隔膜。全球隔膜行業集中于美日韓,國內發展空間大。
  按照目前的發展狀況,我國在四大關鍵材料領域中,正極材料、負極材料和電解液都已逐步自給,只有隔膜材料還高度依賴進口,但是發展速度也很快。總體來說,我國動力電池核心技術并不缺失,產業化的基礎也比較厚實。可以預見,隨著企業加強技術研發和新能源汽車市場的推動,我國動力電池的質量會進一步提升,并迎來發展的好時期。
企業:動力電池四大關鍵材料高度集中
       曾幾何時,動力電池四大關鍵材料參與企業眾多,呈現出“百花齊放”的繁榮景象。到如今,市場份額愈發集中于幾家綜合實力突出的大企業手中,留給后來者機會所剩無幾。
       正極材料領域,現階段看點主要在三元材料。數據顯示,2017年中國三元正極材料產量達8.61萬噸,同比增長59%,其中銷售量排名前十的三元材料企業合計達6.43萬噸,占整體的74.68%。這些企業分別是寧波容百、長遠鋰科、湖南杉杉、當升科技、廈門鎢業、格林美、天力能源、振華新材、桑頓新能源、科恒股份。
       今年以來,三元材料進一步放量,上述領先企業營收凈利倍增,同時在高鎳三元方面你追我趕。從行業競爭格局來看,三元材料市場集中度明顯提高。據資深業內人士透露,正極材料投資大、周期長,加上毛利整體不高,所以生產廠家相對并不多。目前具備實際產能1萬噸以上的估計只有7-8家,占了差不多90%以上的市場。
        負極材料領域,杉杉(含創亞)、江西紫宸、凱金能源、深圳斯諾、中科星城、正拓能源、翔豐華、深圳金潤、洛陽月星上榜。
近兩年來,為了鞏固領先地位,上述負極材料企業大多進行了資本引入,典型事件有:派思股份以9.5億估值收購正拓能源100%股權,國民技術(300077)收購深圳斯諾70%股權,中科電氣(300035)收購星城石墨,翔豐華牽手躍嶺股份(002725)失敗之后獨立IPO。
       從現有競爭格局來看,以BTR、上海杉杉和江西紫宸為一線梯隊,暫處于市場領先地位,而以正拓能源、深圳斯諾、凱金能源、中科星城、翔豐華為代表的二線梯隊企業也正在通過各種方式提升企業競爭力,擴大各自市場份額。
       業內分析認為,盡管傳統負極的體量和業績并不大,但在動力電池高能量密度需求提升帶來的負極材料新舊轉換之下,給負極企業帶來了全新的機會,由此為傳統的負極產業格局帶來了變局的可能。誰能率先在產品技術、客戶資源及資本規模上取得突破,就有可能異軍突起,改變現有負極行業的競爭格局。
       隔膜領域,近兩年,囿于隔膜的高毛利不少資本涌入。回顧2016-2017年可以發現,這是跨界者進入最為激進的時期,產能規劃動輒上億平米。但事實上,能夠順利走到2018年實現投產和供貨的企業卻屈指可數。
       不少按照規劃今年上半年要投產的新進隔膜企業,囿于補貼退坡并掛鉤能量密度、動力電池企業降本增效對隔膜降價等直接影響,已經淪為低端隔膜市場的附屬軍,甚至產線出現停滯。
        數據顯示,2017年國內共有55家隔膜生產廠商,在2015-2017年期間國內新增隔膜企業數量超過10家,但截至2018年8月,具備量產能力的隔膜企業數量已經少于40家。
       干法隔膜方面,目前具備產能規模、技術和資金實力,并且擁有一批優質動力電池客戶群實力的老牌企業集中在星源材質、中興新材、滄州明珠、中科科技;濕法隔膜方面,排名靠前的有恩捷、捷力、中鋰、星源材質、滄州明珠。反觀新進大軍中能夠與之相匹敵的隔膜企業卻少之又少。
       電解液領域,根據GGII發布的《2017年中國負極材料出貨量TOP10榜單》,天賜材料、新宙邦、國泰華榮、珠海賽緯、天津金牛、東莞杉杉、香河昆侖、汕頭金光高科、山東海容、北化所上榜。
另據統計,目前國內電解液企業約40家,新宙邦、天賜材料、國泰華榮三家市場份額占比約60%,電解液排名前七的市場份額占比約75%,市場集中趨勢明顯。
       在領先電解液企業大幅擴產搶奪市場的形勢下,未來小廠商由于成本和技術的劣勢將逐步被淘汰,而下游電池企業與龍頭供應商的綁定關系將加速集中度提升。
       值得一提的是,動力電池高端化帶來電解液升級,電解液廠商通過開發新的添加劑以及提供配方服務,盈利能力有望提升。同時國內電解液廠商具備規模以及性價比優勢,未來進軍海外市場將帶來增量機會。
       動力電池四大關鍵材料風云變幻,接下來的市場形勢到底如何?
技術:動力電池四大關鍵材料技術知識
        正極材料:正極材料占有較大比例(正負極材料的質量比為3: 1~4:1),因為正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。
        采用微波干燥新技術干燥鋰電池正極材料,解決了常規鋰電池正極材料干燥技術用時長,使資金周轉較慢,并且干燥不均勻,以及干燥深度不夠的問題
       負極材料:負極指電源中電位(電勢)較低的一端。在原電池中,是指起氧化作用的電極,電池反應中寫在左邊。從物理角度來看,是電路中電子流出的一極。而負極材料,則是指電池中構成負極的原料,目前常見的負極材料有碳負極材料、錫基負極材料、含鋰過渡金屬氮化物負極材料、合金類負極材料和納米級負極材料。
       鋰離子電池的負極是由負極活性物質碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混合制成糊狀膠合劑均勻涂抹在銅箔兩側,經干燥、滾壓而成。鋰離子電池能否成功地制成,關鍵在于能否制備出可逆地脫/嵌鋰離子的負極材料。
       電解液:電解液是化學電池、電解電容等使用的介質(有一定的腐蝕性),為他們的正常工作提供離子。并保證工作中發生的化學反應是可逆的。鋰離子電池電解液含碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯以及碳酸二乙酯等主要溶劑. 它們各自的導電鹽也完全不同,超電容電解液中四氟硼酸四乙基銨,鋰錳一次電池中常用高氯酸鋰或三氟甲磺酸鋰,而鋰離子電池中則是六氟磷酸鋰。使用電解液對提升電容量有幫助。其次是使用電解液制造的電解電容,最高能耐260度的高溫,此外,使用電解液做陰極的電解電容,當介質被擊穿后,只要擊穿電流不持續,那么電容能夠自愈。電解液不足之處是在高溫環境下容易揮發、滲漏,對壽命和穩定性影響很大,在高溫高壓下電解液還有可能瞬間汽化,體積增大引起爆炸;其次是電解液所采用的離子導電法,其導電率很低,只有0.01S(電導率,歐姆的倒數)/CM,這造成電容的ESR值特別高.。
       隔膜:隔膜是電解反應時,用以將正負兩極分開防止在電解池中直接反應損失能量的一層薄膜。鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。在鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。 隔膜通俗點的描述就是一層多孔的塑料薄膜,是鋰電材料中技術壁壘最高的一種高附加值材料,約占鋰電池成本的20%-30%。隔膜價格居高不下的主要原因是一些制作隔膜的關鍵技術被日本和美國所壟斷,國產隔膜特別是高端隔膜的指標還未達到國外產品的水平。 
       隔膜技術難點在于造孔的工程技術以及基體材料。其中造孔的工程技術包括隔膜造孔工藝、生產設備以及產品穩定性。基體材料包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加劑。
數字
        2017年中國正極材料產量20.8萬噸,同比增長28.4%;負極材料產量14.6萬噸,同比增長23.7%;隔膜產量14.35億平方米,同比增長32.9%;電解液產量11萬噸,同比增長23.6%。
       全球負極材料總出貨量中天然石墨占比55%,人造石墨占比35%,中間相炭微球占比7.4%,鈦酸鋰、鋅、硅合計占比約1%。綜合而看石墨類負極材料占總出貨量的90%。中國和日本是全球主要產銷國,總量占全球負極材料產銷量95%以上。
       四大關鍵材料正極、負極、隔膜、電解液占動力電池成本比例分別約為40%、20%、8%、10%,共占據近80%的成本。
2017年新增鋰礦、鋰加工環節產能陸續釋放,供需在2018年下半年將開始緩解,鋰鹽價格將回落,但不會出現斷崖式下跌。鈷價方面,鈷礦高度依賴進口,加之鋰電池對鈷的需求持續增長,2018年鈷價仍大概率上漲。
                                                        (本網綜合)
 
(責任編輯:子蕊)
文章標簽: 動力電池 四大將
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