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正极材料行业趋势:三元材料成主流

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:在2014年之前,全球正极材料的主要产品是钴酸锂,其主要应用于3C消费领域。因此,2014年以来,三元材料和磷酸铁锂的产量暴增,2016年全球磷酸铁锂和三元材料产量分别占正极材料总产量的23.84%和41.15%,三元材料已然成为正极材料行业的主流趋势。受政策导向、产品技术优势和市场空间驱动,目前全球锂离子电池正极材料生产企业都在加大对三元材料的布局,2017年国内正极材料企业在建或拟建的新生产线中绝大多数都是三元材料。

正极材料行业趋势:三元材料成主流

正极材料的主要作用是为电池提供锂离子,约占电池总成本的30%,其性能直接决定了锂电池容量上限,属于产业链的核心部分。锂电池正极材料主要包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂NCM(或镍钴铝酸锂NCA)三元材料这几大类。目前,国际上有一定产能和知名度的正极材料生产厂家主要集中在日本、中国和韩国

世界主要国家正级材料历年产量占比 (单位:%)

钴酸锂。由于具有生产工艺简单和电化学性能稳定等优势,1990年最先实现产业化、商品化;因放电电压高、充放电电压平稳、比能量高、成本高等原因,一直是笔记本电脑手机、MP3、MP4等高端移动设备锂电池的主流正极材料;受到苹果iPhone和iPad的强劲需求拉动,钴酸锂近几年年产量稳步增长,一直占据正极材料老大位置,并且这种格局可能还将持续数年。

磷酸铁锂。与传统的锂离子二次电池正极材料相比,其原料来源更广泛、价格更为低廉且无污染、寿命长,在100%DOD(即电池每次放出的容量为100%)条件下,可以充放电2000次以上,是目前最安全的锂离子电池正极材料,被广泛应用于动力锂电池和储能锂电池,但能量密度低(140Wh/Kg)电极离子传导率差,不适宜大电流的充放电。

锰酸锂。主要为尖晶石型锰酸锂,作为锂离子电池的正极材料,具有价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,主要应用于电动自行车电池、电动工具电池、3C产品(即计算机Computer、通信Communication和消费类电子产品ConsumerElectronics三者结合,亦称“信息家电”)等。

镍钴锰酸锂NCM三元材料。以镍盐、钴盐、锰盐为原料,随着镍占比的提升,正极材料能量密度也相应升高,具有成本低、放电容量大、循环性能好等优点,在动力汽车和储能领域广泛应用。根据镍钴锰三元素的相对占比不同可细分为NCM333、NCM523、NCM622以及NCM811等。

当前,全球锂电正极材料产业发展有三个特点:

一是磷酸铁锂和三元材料已成为行业主流。在2014年之前,全球正极材料的主要产品是钴酸锂,其主要应用于3C消费领域。随着新能源汽车行业的发展,车用动力锂电池的需求量迅速增加,而车用锂电池目前主要使用的正极材料为磷酸铁锂(中国新能源汽车主流用正极材料)和三元材料(以特斯拉为代表的境外新能源汽车企业主流用正极材料)。因此,2014年以来,三元材料和磷酸铁锂的产量暴增,2016年全球磷酸铁锂和三元材料产量分别占正极材料总产量的23.84%和41.15%,三元材料已然成为正极材料行业的主流趋势。2016年,特斯拉和松下开始在美国内华达州联合投资50亿美元建设电动汽车锂电池工厂。根据规划,该超级工厂将于2020年建成达产,届时以镍钴铝酸锂为正极材料的锂电池年产量将达到35GWh,每年可新增产能6.1万吨,这将大幅拉动全球锂盐需求。(www.xing528.com)

锂电池正极材料2016—2017年产量对比 (单位:万吨)

国内锂电池正极材料生产企业

二是我国已成为全球最重要的正极材料生产国和消费国。2017年,我国锂电池正极材料产量32.3万吨,同比增长49.54%;消耗碳酸锂约11万吨,同比增长52.14%。预计到2020年,国内的正极材料产能将翻一番,复合增长率将达80.4%。

全球锂电正极材料发展呈现三大趋势:

一是三元材料势不可挡。目前,锂离子电池的技术趋势是高比容量、长寿命、高安全性、高倍率、快速充电等方向。基于磷酸铁锂的动力电池能量密度很难满足工信部发布的《汽车产业中长期发展规划》要求,三元材料发展成为确定性趋势。当前三元正极材料电池主要分为NCM镍钴锰电池(Ni镍,Co钴,Mn锰)和NCA镍钴铝酸锂(Ni镍,Co钴,Al铝)两大类,特斯拉第二款量产车型Model-S使用的是松下定制的镍钴铝三元正极材料电池。受政策导向、产品技术优势和市场空间驱动,目前全球锂离子电池正极材料生产企业都在加大对三元材料的布局,2017年国内正极材料企业在建或拟建的新生产线中绝大多数都是三元材料。产能结构性过剩风险下,未来拥有核心技术、有效产能和优质客户的三元材料企业将占据市场主导地位。

二是高镍替代低镍势在必行。随着国家政策鼓励动力电池向着高能量密度发展,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期,在技术端优势突出的生产企业将会在竞争中脱颖而出。

三是国内行业竞争加剧。目前,我国正极材料行业集中度较低,2017年我国正极材料企业数量超过300家,而产能超过一万吨得企业仅有30余家。2017年以来国内已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2020年全国正极材料总产能将超过60万吨,产能过剩将直接导致企业竞争加剧,使毛利率维持在较低的5%-10%水平,行业面临洗牌风险。

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