不同種類的電動汽車由于其工作方式的差異,對電池的要求也有各種不同的要求,總體來說,都傾向于要求高功率密度,高能量又安全的電池產(chǎn)品。目前可作為車載動力電池的類型主要有閥控式密封鉛酸電池(VRLA)、Cd-Ni電池、MH-Ni電池、鋰離子電池(包括聚合物鋰離子電池)等。
從目前的科技水平來看,鋰電池將會是比較適合未來電動汽車所需要的動力電池。鋰電池相對于其他電池在功率密度和能量密度上相對于其他電池具有很明顯的優(yōu)勢。鋰電池作為動力電池使用具有比能量大、循環(huán)壽命長、自放電率小、無記憶效應(yīng)、能夠滿足車用動力需求等優(yōu)點,目前已成為電動汽車應(yīng)用的理想產(chǎn)品。
北京華經(jīng)縱橫咨詢有限公司長期致力于汽車行業(yè)研究,我們定期向外界發(fā)布最新的研究成果。本期重點介紹新能源汽車行業(yè)關(guān)于鋰電池各組成部分生產(chǎn)企業(yè)與投資情況。
動力鋰電池動力鋰電池簡介
電池分類
電池按原理主要分為化學(xué)電池、物理電池(太陽能電池等)、生物電池三大類?;瘜W(xué)電池是直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的電池?;瘜W(xué)電池可以分為一次電池和二次電池,燃料電池等。一次和二次的區(qū)別在于,一次電池只用于放電,不能充電,二次電池是可充電電池,可以重復(fù)使用。能驅(qū)動電動車的電池歸屬于二次電池范疇。
動力電池研發(fā)歷史
電池是電動車的能源,是影響電動車性能的關(guān)鍵所在,目前更是發(fā)展電動車亟待突破的瓶頸。應(yīng)用于電動車(電動汽車、電動自行車等)的電池,我們稱之為動力電池。動力電池的研發(fā)可以分為四代,即鉛酸電池> 堿性電池 > 鋰電池和聚合物鋰電池 >燃料電池。
鋰電池結(jié)構(gòu)組成
鋰離子動力電池的構(gòu)成材料有:正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜、銅箔、鋁箔、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑等。其中,正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜是核心的四種材料。
鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈分析
動力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈比較明晰,上游是金屬資源,主要是制造電池級碳酸鋰為主的鋰資源。中游是電池制造,作為新能源汽車重要的零部件加工制造階段,這部分是攫取利潤最高的階段。下游是新能源汽車制造。
鋰電池的工作原理
正負(fù)極的材料本身提供晶格空位,鋰可以從嵌入晶格也可以脫嵌出來,充電時,外界電流從負(fù)極流向正極,相應(yīng)的鋰離子從正極材料中脫出,經(jīng)過電解液,透過隔膜,到達(dá)負(fù)極,嵌入碳材料中;放電時,鋰離子從碳材料脫出,經(jīng)過電解液和隔膜,嵌入正極材料中,相應(yīng)地電流從正極經(jīng)外界負(fù)載流向負(fù)極。
新能源汽車?yán)瓌拥匿囯姵夭牧闲枨箢A(yù)測(附表-單位:億元)
| 2010 | 2011E | 2012E | 2013E | 2014E | 2015E | |
| 磷酸亞鐵鋰 | 1.36 | 4.62 | 8.30 | 61.14 | 103.34 | 134.61 |
| 負(fù)極材料 | 1.29 | 4.43 | 7.89 | 20.64 | 33.41 | 42.97 |
| 點解液 | 2.03 | 6.92 | 12.38 | 31.25 | 51.82 | 67.12 |
| 六氟磷酸鋰 | 0.73 | 2.49 | 4.47 | 11.03 | 18.58 | 24.18 |
| 隔膜 | 3.85 | 13.28 | 23.53 | 64.14 | 100.95 | 128.74 |
| 總計 | 9.26 | 31.74 | 56.58 | 188.20 | 308.10 | 397.63 |
鋰資源
鋰資源分布
鋰金屬資源世界儲量豐富,全球儲量折算成金屬鋰有2866萬噸,我國占11.72%大約為335萬噸。我國鋰礦床主要分布于四川、湖南、湖北、河南、江西、等省份,其中四川省甲吉卡偉晶巖型鋰輝石礦床是世界上最好的,氧化鋰含量1.28%,儲量103萬噸。鹽鋰礦床主要分布在青海和西藏,其中青海臺吉乃爾鹽湖是半干鹽湖,面積780平方公里,有2層石鹽,在鹽層中賦存晶間鹵水和孔隙鹵水,氯化鋰儲量466萬噸。
鋰的應(yīng)用領(lǐng)域
作為鋰電池行業(yè)的上游,鋰產(chǎn)品有26%應(yīng)用在鋰電池上,主要是提供電池級碳酸鋰產(chǎn)品。
電池級碳酸鋰主要生產(chǎn)商介紹
2009年和2010年國外碳酸鋰產(chǎn)品總供應(yīng)量在9萬噸左右,其中SQM、FMC和Chemetall三家公司占了全球70%以上的市場份額,我國的生產(chǎn)企業(yè)加起來大概占20%的市場份額。這全球三大鋰生產(chǎn)商電池級碳酸鋰產(chǎn)量每年都在1萬噸以上,目前全球電池級碳酸鋰的需求在5萬噸左右。鋰電池用的電池級碳酸鋰,也基本由這三家企業(yè)壟斷,我國的天齊鋰業(yè)、贛鋒鋰業(yè)和中信國安等有少量供應(yīng)。
碳酸鋰市場需求預(yù)測
傳統(tǒng)消費電子等行業(yè)對碳酸鋰的需求目前約為5萬噸,假設(shè)其需求按每年10%的速度穩(wěn)定增長,那么到2015年傳統(tǒng)消費電子行業(yè)所需電池級碳酸鋰約為8萬噸。新能源汽車對電池級碳酸鋰的需求,我們按一輛HEV需要電池級碳酸鋰5kg,PHEV需要27kg,BEV需要50kg來測算,結(jié)合對鋰電池電動汽車市場的預(yù)測,到2015年,新能源汽車的增長將拉動電池級碳酸鋰需求增至11.35萬噸。到2015年,傳統(tǒng)行業(yè)和新能源汽車行業(yè)兩者合計19萬噸左右的需求,約為目前市場需求的3.8倍。
正極材料
正極材料市場概況
正極材料約占鋰電池成本的30%左右。我國正極材料制造企業(yè)眾多,目前的產(chǎn)品主要用于消費電子,能夠用作動力電池的主要是錳酸鋰和磷酸亞鐵鋰。針對錳酸鋰和磷酸亞鐵鋰的技術(shù)方面優(yōu)劣目前還存在未知。我們的觀點是:現(xiàn)階段錳酸鋰和磷酸亞鐵鋰并存,小型電池上錳酸鋰具有優(yōu)勢,磷酸亞鐵鋰代表動力電池的未來。
錳酸鋰市場概況
我國錳酸鋰產(chǎn)業(yè)化之路開始于2003年左右,以云南匯龍和盟固利為代表的企業(yè)開始建成錳酸鋰生產(chǎn)線,引領(lǐng)了一代中國錳酸鋰制造企業(yè)的發(fā)展。目前錳酸鋰材料主要有動力鋰電池用錳酸鋰材料,主要考慮安全性和循環(huán)性能;另一種是消費電子產(chǎn)品用錳酸鋰材料,這個是作為鈷酸鋰的替代品,主要特點是高容量。2007年以來,我國錳酸鋰系(包括三元材料)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,錳酸鋰正極材料產(chǎn)量在1500噸左右,2009年,我國錳酸鋰系材料產(chǎn)量已經(jīng)猛增到8000噸左右,復(fù)合增長率達(dá)到驚人的130%。
國外主要生產(chǎn)企業(yè)
國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)
磷酸亞鐵鋰市場概況
磷酸亞鐵鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程較短,目前應(yīng)該說還是初始階段。目前國際上在磷酸亞鐵鋰領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)主要有3家,分別是美國的A123、加拿大的Phostech以及美國的Valence,掌握較為成熟的量產(chǎn)技術(shù)。2008年三大廠商的產(chǎn)能約為4300噸/年左右。我國從1997年開始關(guān)注磷酸亞鐵鋰材料。1998年,國家863計劃投資20億在汕頭研究磷酸亞鋰鐵。企業(yè)則從2001年開始陸續(xù)啟動磷酸亞鐵鋰材料研制開發(fā),當(dāng)前,國內(nèi)的磷酸亞鐵鋰產(chǎn)業(yè)投資熱正在興起,其勢頭超過了其他任何國家。截至2010年,我國生產(chǎn)磷酸亞鐵鋰材料企業(yè)約有100多家,大部分尚處于研發(fā)階段,能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)的企業(yè)大概在30家。目前國內(nèi)大多數(shù)磷酸亞鐵鋰企業(yè)技術(shù)能力都只能生產(chǎn)低端材料產(chǎn)品。磷酸亞鐵鋰的原材料包括碳酸鋰、磷酸二氫銨、草酸亞鐵等,原材料的質(zhì)量好差對磷酸亞鐵鋰合成后的質(zhì)量提升比較重要。
2007年全球磷酸亞鐵鋰需求量為700噸,2008年增長到1500噸,我國的需求量為500噸。受全球經(jīng)濟危機影響,全球2009年需求量大幅下滑,約為500噸,2010年,全球需求有大幅增長,接近1萬噸。據(jù)初步統(tǒng)計,目前我國的磷酸亞鐵鋰各公司號稱的產(chǎn)能已超過2萬噸,但需求暫時還沒釋放,要防止產(chǎn)能過剩風(fēng)險。
國外主要生產(chǎn)企業(yè)
國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)
負(fù)極材料
負(fù)極材料市場概況
目前已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的負(fù)極材料只有碳材料和碳酸鋰。負(fù)極材料需要尋求的是一種比容量高、容量衰減率小、安全性能好的材料。負(fù)極材料的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用取決于其資源是否儲藏豐富。碳材料恰恰迎合了這點要求,鈦酸鋰的原料儲量也較為豐富,價格低廉,存在大規(guī)模使用的可能。
負(fù)極材料在鋰電池制造所需材料成本占比為10%不到,且毛利也較低。中高端產(chǎn)品的毛利在20%,低端產(chǎn)品在10%左右,技術(shù)門檻不高造成了其毛利偏低的局面。我國鋰電池企業(yè)使用的還是中低端負(fù)極材料,由于我國山寨電子產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展,短期內(nèi),負(fù)極材料還是會限制在中低端材料。2009年,我國碳負(fù)極材料產(chǎn)銷量均在9000噸以上,銷售收入近5億元,其中中高端碳材料占銷售收入的一半以上。隨著新能源汽車的推廣,我國對中高端負(fù)極材料的需求也會隨之?dāng)U張,我國計劃到2015年,電動車保有量要達(dá)到100萬輛,其中20%為動力鋰電池,此時,對高端負(fù)極材料的需求會超過1萬噸。目前來說,我國企業(yè)高端負(fù)極材料的產(chǎn)能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
國內(nèi)負(fù)極材料主要生產(chǎn)企業(yè)
電解液
電解液市場概況
電解液約占鋰電池制造材料成本的12%左右,產(chǎn)品的毛利在30%左右。隨著鋰電池行業(yè)的迅速發(fā)展,國內(nèi)電解液材料產(chǎn)業(yè)涌現(xiàn)出了杉杉股份、華榮化工、珠海賽緯電子、天津金牛、汕頭金光、廣州天賜等10余家具有一定規(guī)模的企業(yè)。其中,華榮化工、珠海賽緯電子定位高端市場,其他企業(yè)只能做中低端市場。國外電解液市場主要被日本和韓國壟斷著,國外市場電解液供給主要有宇部興產(chǎn)、Ecopro(韓國第一毛織城)和三菱化學(xué)把持,覆蓋了國外市場75%以上的需求。2009年,日本企業(yè)國外電解液市場占有率大概為50%。
國產(chǎn)電解液價格維持在高位的一個重要原因是電解液的關(guān)鍵材料LiF6大部分需要進口,LiF6主要被日韓企業(yè)如日本關(guān)東電化學(xué)工業(yè),森田化工,StellaChemifa等企業(yè)壟斷著,目前每噸LiF6生產(chǎn)成本在10萬元左右,但是售價高達(dá)30多萬。LiF6占據(jù)了電解液生產(chǎn)成本的一半,從這個角度上來看,如果我國能夠?qū)崿F(xiàn)LiF6的自給自足,那么電解液的價格將迎來下降的趨勢。目前天津金牛擁有250噸LiF6生產(chǎn)線,多氟多的LiF6中試生產(chǎn)線取得成功并將積極投產(chǎn),華榮化工也開始中試生產(chǎn),杉杉股份,巨化股份也在積極準(zhǔn)備LiF6項目。
日韓主要電解液企業(yè)
國內(nèi)主要電解液企業(yè)
LiF6主要生產(chǎn)企業(yè)
隔膜
隔膜市場概況
鋰電池隔膜材料是我國鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展中一個明顯的弱點,已經(jīng)成為我國鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要制約因素之一。隔膜是鋰電關(guān)鍵材料中技術(shù)壁壘最高的材料,站鋰電池成本的25%左右,毛利率在70%以上。
目前國內(nèi)鋰電池隔膜市場,主要還是依靠進口,占比80%以上。但是,隔膜材料的國產(chǎn)化程度也在逐漸加快,三種類型的聚烯烴隔膜均已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。2009年,國內(nèi)鋰電池企業(yè)對隔膜材料的需求量約為1.2億m2,其中國產(chǎn)隔膜占比20%左右,實現(xiàn)銷售收入約2.4億元。這些隔膜材料基本由深圳星源材質(zhì)、佛山金輝高科和新鄉(xiāng)格瑞恩提供。。國產(chǎn)隔膜在厚度、強度、孔隙率上不能整體兼顧,且量產(chǎn)批次穩(wěn)定性較差,造成產(chǎn)品只能適用于低端電池。從下表的各個企業(yè)隔膜產(chǎn)能數(shù)據(jù)來看,如果這些產(chǎn)能能夠隨著技術(shù)的進一步突破而釋放,那么我國隔膜材料自給率將會比較高。
國外隔膜主要生產(chǎn)企業(yè)
國內(nèi)隔膜主要生產(chǎn)企業(yè)
動力鋰電池行業(yè)投資分析
行業(yè)投資考慮因素
動力鋰電池行業(yè)投資需要考慮的因素主要包括:資源、技術(shù)實力、資金實力和產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)造實力。

資源
資源把持著鋰電池原材料的命脈,特別是鋰資源。在資源日益緊張的未來,我們認(rèn)為擁有大量資源的企業(yè)將會有越來越大的定價權(quán)利。
技術(shù)實力
動力鋰電池是一種技術(shù)含量很高的產(chǎn)品,在技術(shù)為王的領(lǐng)域里擁有強大研發(fā)實力的公司將會得益于需求的膨脹。而這種研發(fā)實力的積累不僅僅是一種一次性的投入,因為鋰電池的制造是一種工藝的積累,需要長期的摸索,并不僅僅只是一種實驗室中產(chǎn)生的技術(shù)。因而,擁有該領(lǐng)域長時間探索的公司將會嶄露頭角。
資金實力
動力鋰電池是一個資本密集的領(lǐng)域,因此,我們認(rèn)為擁有強大資本實力的企業(yè)將會在這場新能源鋰電池戰(zhàn)役中分享盛宴。
產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)造實力
結(jié)合上述幾個因素,我們可以得出如果某個公司具有完整產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)造,那個這個公司可能會在動力電池激烈的競爭中存活壯大。能夠構(gòu)筑完整產(chǎn)業(yè)鏈的公司能夠提供配套的動力電池,電池的性能依靠所有材料的組合,那么產(chǎn)業(yè)鏈完整的公司會生產(chǎn)出性能更加優(yōu)良的電池。
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