隨著國(guó)務(wù)院、工信部等針對(duì)鋰電行業(yè)下游應(yīng)用端發(fā)布了大量促進(jìn)性政策,以及各類鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)文件相繼出臺(tái),可以預(yù)測(cè),鋰電行業(yè)在繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)狀態(tài)的同時(shí),將迎來(lái)更加規(guī)范、健康的發(fā)展環(huán)境;本期,請(qǐng)隨筆者一起來(lái)深度了解鋰電行業(yè)。
章 概述
一、鋰電產(chǎn)業(yè)概況
2017年全球鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模高達(dá)177GWh,同比增長(zhǎng)31.9%;2011年以來(lái),鋰電市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)34.7%。在全球經(jīng)濟(jì)總體尚處低谷的情況下,鋰電的發(fā)展是難得的亮點(diǎn)之一。
全球鋰離子電池產(chǎn)業(yè)主要集中在中、日、韓三國(guó),三者占據(jù)了全球97%左右的市場(chǎng)份額。從2015年開始,在中國(guó)大力發(fā)展新能源汽車的帶動(dòng)下,中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模開始迅猛增長(zhǎng),2015年已經(jīng)超過(guò)韓國(guó)、日本躍居至全球首位。
二、產(chǎn)業(yè)政策推動(dòng)行業(yè)快速發(fā)展
根據(jù)國(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,到2020年,新能源汽車實(shí)現(xiàn)當(dāng)年銷量200萬(wàn)輛以上,復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)60%以上,將有效帶動(dòng)鋰電產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。
2016年1月,工信部出臺(tái)《新能源汽車廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》,對(duì)動(dòng)力電池綜合利用產(chǎn)業(yè)提出規(guī)模化、規(guī)范化和專業(yè)化的要求。
2017年9月工信部、財(cái)政部、商務(wù)部、海關(guān)總署、質(zhì)檢總局等五部門聯(lián)合發(fā)布《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》,這標(biāo)志著備受關(guān)注的雙積分政策正式落地,一方面彌補(bǔ)了補(bǔ)貼的退坡,一方面更有利于有核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)、產(chǎn)品更具競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè),未來(lái)有助于推動(dòng)行業(yè)良性發(fā)展。
2017年10月,發(fā)改委、能源局等五部委發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,明確了促進(jìn)我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要意義、總體要求、重點(diǎn)任務(wù)和保障措施。儲(chǔ)能市場(chǎng)將在政策指引下,成為帶動(dòng)鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的另一重要增長(zhǎng)極。
可以看出,國(guó)務(wù)院、工信部等針對(duì)鋰電行業(yè)下游應(yīng)用端,發(fā)布了大量促進(jìn)性政策,以消費(fèi)帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的快速、健康發(fā)展,同時(shí)針對(duì)鋰電池的生產(chǎn)環(huán)節(jié)也頒布了大量的標(biāo)準(zhǔn)文件,指導(dǎo)鋰電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。隨著各生產(chǎn)、應(yīng)用環(huán)節(jié)的國(guó)家政策逐漸明確落地,鋰電行業(yè)將繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)狀態(tài),同時(shí)迎來(lái)更加規(guī)范、健康的發(fā)展環(huán)境,實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)汽車強(qiáng)國(guó)的“彎道超車”,使我國(guó)成為具競(jìng)爭(zhēng)力的新能源產(chǎn)業(yè)國(guó)家。
第二章 鋰離子電池介紹
一、鋰離子電池組成結(jié)構(gòu)
鋰離子電池是一種二次化學(xué)電池(充電化學(xué)電池),其正負(fù)極由兩種不同的物質(zhì)構(gòu)成,可供鋰離子可逆地嵌入和脫出。充電過(guò)程中,鋰離子從正極脫出,經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極的晶格之中,從而正極處于高電位的貧鋰狀態(tài),負(fù)極則處于低電位的富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反,具有電壓高、比能量高、比功率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn),是當(dāng)前符合新能源應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)的儲(chǔ)能技術(shù)。
二、鋰離子電池主要分類
鋰電池的種類很多,按正極材料不同,可分為鐵酸鋰電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、鎳酸鋰電池、三元材料鋰電池、磷酸鐵鋰電池等;按電解質(zhì)材料不同,可分為液態(tài)鋰電池、固態(tài)聚合物鋰電池;從包裝上來(lái)講,可分為軟包裝、鋼殼包裝、鋁殼包裝等;從使用上來(lái)說(shuō),可分為動(dòng)力型鋰電池、消費(fèi)型鋰電池、儲(chǔ)能型鋰電池等。
三、鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈
鋰電池上游包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜等,中游為鋰電池生產(chǎn)廠商,包括BMS等,下游主要是鋰電配套應(yīng)用領(lǐng)域,目前已廣泛用于消費(fèi)電池、動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池。
四、鋰離子電池市場(chǎng)應(yīng)用前景
動(dòng)力鋰電池:基于解決環(huán)境污染和能源危機(jī)問(wèn)題兩大因素,新能源汽車得到了快速發(fā)展,而新能源汽車的關(guān)鍵在動(dòng)力電池,隨著新能源汽車呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),2017年,鋰離子電池在動(dòng)力電池領(lǐng)域的應(yīng)用首次超過(guò)消費(fèi)電池,成為鋰電需求增長(zhǎng)的主要因素。
儲(chǔ)能鋰電池:由于風(fēng)能、太能在使用過(guò)程中存在不穩(wěn)定、不連續(xù)的缺點(diǎn),需要經(jīng)過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)穩(wěn)定后再連入電網(wǎng),并且儲(chǔ)能系統(tǒng)可以消除電能在使用過(guò)程中不均衡的現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,提高供電可靠性和利用率。所以,隨著全球的儲(chǔ)能革命在不斷深化,風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的發(fā)展給鋰離子儲(chǔ)能電池帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。
消費(fèi)鋰電池:目前來(lái)看 鋰電池在3C 產(chǎn)品上滲透率已經(jīng)非常高,未來(lái)此類產(chǎn)品對(duì)消費(fèi)型鋰離子電池用量的增長(zhǎng)主要取決于單位產(chǎn)品電池容量的增加。該市場(chǎng)中值得關(guān)注的是移動(dòng)電源細(xì)分市場(chǎng),成為當(dāng)下消費(fèi)鋰電增長(zhǎng)的主力軍,此外可穿戴產(chǎn)品及消費(fèi)型無(wú)人機(jī)等產(chǎn)品的普及,也將為消費(fèi)鋰電帶來(lái)持續(xù)的增長(zhǎng)動(dòng)力。
第三章 鋰電產(chǎn)業(yè)鏈
一、前段資源:核心資源稀缺性將持續(xù)
1.碳酸鋰
1.1碳酸鋰資源分布
根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)數(shù)據(jù),目前全球鋰礦儲(chǔ)量約1400 萬(wàn)噸,主要集中在智利、中國(guó)、阿根廷和澳大利亞,其中智利儲(chǔ)量占比過(guò)半,中國(guó)鋰礦儲(chǔ)量約占全球儲(chǔ)量的22.10%,國(guó)內(nèi)鋰礦儲(chǔ)量較大,不易受國(guó)際資源環(huán)境影響,但我國(guó)鋰礦資源主要集中在西北地區(qū)及青藏高原,開采難度大且容易對(duì)自然環(huán)境易構(gòu)成破壞。
1.2碳酸鋰供給情況
目前國(guó)內(nèi)外主要鋰鹽生產(chǎn)廠商的碳酸鋰產(chǎn)能已達(dá)到30萬(wàn)噸/年以上,且仍在持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)中。據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè),2016年全球鋰資源原礦層面供給量20.15萬(wàn)噸(折算成碳酸鋰當(dāng)量),2017-2019年全球產(chǎn)量有望分別達(dá)到23.56萬(wàn)噸、28.06萬(wàn)噸及36.22萬(wàn)噸。
預(yù)計(jì)2017年-2020年碳酸鋰需求量分別為25.14萬(wàn)噸、29.54萬(wàn)噸、36.40萬(wàn)噸及48.90萬(wàn)噸,電池級(jí)碳酸鋰的增速占據(jù)重要地位。2017-2018 年碳酸鋰供需仍未緊平衡狀態(tài),到 2019年能夠基本實(shí)現(xiàn)供需平衡,考慮到下游鋰電池行業(yè)未來(lái)將保持快速增長(zhǎng),碳酸鋰價(jià)格有望持續(xù)較高位運(yùn)行。
2.鈷
2.1全球鈷資源分布
鈷礦分布集中,剛果(金)鈷礦資源儲(chǔ)量大。全球鈷礦資源分布集中,近一半資源都分布在剛果。據(jù)USGS統(tǒng)計(jì),2015年全球鈷資源儲(chǔ)量總計(jì)716萬(wàn)噸,剛果(金)儲(chǔ)量340萬(wàn)噸,澳大利亞110萬(wàn)噸,古巴50萬(wàn)噸。中國(guó)儲(chǔ)量?jī)H有8萬(wàn)噸,僅占比全球鈷礦資源的1%左右。
2.2主產(chǎn)國(guó)政治動(dòng)蕩,影響鈷礦價(jià)格
自2016下半年起,剛果(金)政治局勢(shì)出現(xiàn)動(dòng)蕩,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)鈷礦產(chǎn)量下滑。進(jìn)入2018年,剛果(金)政府正在討論將鈷礦收歸國(guó)有,進(jìn)一步加強(qiáng)資源管控。2017-2018 年基本沒有高產(chǎn)能的鈷項(xiàng)目投產(chǎn)。政治因素加上下游鋰電應(yīng)用的快速擴(kuò)張,導(dǎo)致鈷礦價(jià)格近年來(lái)一直在高速上漲,已由2015年的16萬(wàn)元人民幣/噸上漲至近日的66萬(wàn)元人民幣/噸,后續(xù)可能還將繼續(xù)上漲。
二、上游
1.正極材料
1.1正極材料發(fā)展概況
正極材料為電池提供鋰離子,占電池總成本的30%左右,其性能直接決定了鋰電池容量上限,是產(chǎn)業(yè)鏈的核心部分。鋰電池正極材料主要是錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳三元材料等,其中三元鋰包括鎳鈷錳酸鋰NCM和鎳鈷鋁酸鋰NCA兩大類,三元NCM材料根據(jù)鎳鈷錳三元素的相對(duì)占比又可細(xì)分為NCM333、NCM523、NCM622以及NCM811等,隨著鎳占比的提升,正極材料能量密度也相應(yīng)升高。
1.2正極材料市場(chǎng)規(guī)模情況
2017年全國(guó)鋰電池正極材料產(chǎn)量32.3萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)49.54%。其中,磷酸鐵鋰產(chǎn)量10.1萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)36.49%;三元材料產(chǎn)量12.6 萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)93.85%。
可以看出,由于補(bǔ)貼政策的調(diào)整,在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)和動(dòng)力電池市場(chǎng)需求的雙重刺激下,三元材料的生產(chǎn)量快速增長(zhǎng),當(dāng)升科技、貝特瑞、寧波容百等企業(yè)已開始生產(chǎn)NCM811以及NCA等三元材料。磷酸鐵鋰電池的安全性、低成本、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),在動(dòng)力汽車和儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
我國(guó)已成為全球重要的正極材料生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。根據(jù)統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)前30家企業(yè)的產(chǎn)能就超過(guò)50萬(wàn)噸。湖南杉杉、寧波容百、貝特瑞等一批龍頭企業(yè)建設(shè)或規(guī)劃建設(shè)中正極材料產(chǎn)能也達(dá)數(shù)十萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)到2020年,國(guó)內(nèi)的正極材料產(chǎn)能將翻一番,預(yù)計(jì)復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)80.4%。
1.3正極材料競(jìng)爭(zhēng)格局
目前我國(guó)正極材料 CR5=28%,CR10=49%,行業(yè)集中度較低,據(jù)統(tǒng)計(jì),截止2017年,我國(guó)正極材料企業(yè)數(shù)量超過(guò)300家,而產(chǎn)能過(guò)萬(wàn)噸企業(yè)30余家。據(jù)統(tǒng)計(jì),2017年以來(lái)有數(shù)家企業(yè)布局正極材料項(xiàng)目,比如格林美11萬(wàn)噸,廈門鎢業(yè)4萬(wàn)噸,天賜材料5萬(wàn)噸等,預(yù)計(jì)到2020年總產(chǎn)能超過(guò)60萬(wàn)噸,產(chǎn)能過(guò)剩將加劇企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力,且毛利率也維持在較低的5-10%水平,行業(yè)面臨洗牌。
2016年11月22日,工信部發(fā)布《汽車動(dòng)力電池行業(yè)規(guī)范條件(2017 年)》(征求意見稿)。意見稿對(duì)企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格的條件約束,特別是對(duì)產(chǎn)品技術(shù)水平及相關(guān)指標(biāo)進(jìn)一步加嚴(yán)。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)不滿足產(chǎn)能要求且產(chǎn)品技術(shù)水準(zhǔn)與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)還有明顯差距。意見稿實(shí)施后將加速優(yōu)質(zhì)動(dòng)力電池企業(yè)進(jìn)行橫向整合,開展技術(shù)升級(jí),做強(qiáng)多大形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)開拓國(guó)際市場(chǎng)。
1.4正極材料發(fā)展趨勢(shì)
1)三元材料勢(shì)不可擋: 2017年4月,工信部發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》要求動(dòng)力電池單體比能量達(dá)到300Wh/Kg,系統(tǒng)比能量260Wh/Kg;诹姿徼F鋰的動(dòng)力電池能量密度很難滿足此要求,三元材料已為確定性趨勢(shì)。在政策導(dǎo)向、產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)空間的共同驅(qū)動(dòng)下,鋰電池正極材料企業(yè)紛紛加大對(duì)三元正極材料的布局,2017年國(guó)內(nèi)正極材料企業(yè)在建或擬在建的新產(chǎn)線中絕大多數(shù)都為三元材料;產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過(guò)剩風(fēng)險(xiǎn)下,未來(lái)產(chǎn)品技術(shù)、有效產(chǎn)能和優(yōu)質(zhì)客戶三位一體的三元正極材料企業(yè)將占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。
2)高鎳替代低鎳:隨著國(guó)家政策向著動(dòng)力電池高能量密度發(fā)展,低鎳材料逐漸難以達(dá)到補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn),所以動(dòng)力三元材料必將向著高鎳化發(fā)展,主要以NCM811、NCA技術(shù)為主,未來(lái)幾年將是高鎳三元材料的重要發(fā)展周期,在技術(shù)端優(yōu)勢(shì)突出的公司將會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。
3)具備三元前驅(qū)體獨(dú)立生產(chǎn)技術(shù):前驅(qū)體具有高技術(shù)壁壘,首先,三元前驅(qū)體的制備屬于濕法過(guò)程,生產(chǎn)過(guò)程將產(chǎn)生大量含重金屬的廢水,對(duì)環(huán)境污染大,存在較高的環(huán)保壁壘。此外,從三元前驅(qū)體的制備流程來(lái)看,其制備流程較為復(fù)雜,需要精細(xì)控制產(chǎn)物的鎳、鈷、錳含量以及雜質(zhì)含量,技術(shù)壁壘高。