鉅大LARGE | 點擊量：1103次 | 2022年01月07日
高鎳三元為王時代到來 鋰電正極材料中外寡頭紛紛布局
根據(jù)不久前財富證券公布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈之正極材料篇:正極材料新常態(tài),高鎳三元勢不可擋》為主題的行業(yè)分析報告,在鋰離子電池產(chǎn)量擴(kuò)張時代,高鎳三元材料逐步受到青睞。根據(jù)《節(jié)能和新能源汽車技術(shù)路線圖》等政策的要求,到2020年,新能源汽車年產(chǎn)銷達(dá)到200萬輛,動力鋰電池單體比能量達(dá)到300瓦時/公斤以上,力爭實現(xiàn)350瓦時/公斤,系統(tǒng)比能量力爭達(dá)到260瓦時/公斤、成本降至1元/瓦時以下。政策促進(jìn)了動力鋰電池材料的快速上升,2016年正極材料產(chǎn)量16.16萬噸中,磷酸鐵鋰產(chǎn)量5.7萬噸,同比上升75%;三元材料產(chǎn)量5.43萬噸,同比上升49%。國內(nèi)廠商目前在積極擴(kuò)張產(chǎn)量。同時,高能量密度的要求促進(jìn)了高鎳三元材料的發(fā)展,預(yù)計未來高鎳三元材料占比會逐漸增大。
2017年以來部分正極材料廠商擴(kuò)產(chǎn)情況
目前,三元正極材料市場以NCM523為主,預(yù)計未來高鎳三元材料的比重會新增。NCM材料一般包括NCM111、NCM424、NCM442、NCM523、NCM622、NCM811等。其中NCM111、NCM523、NCM622和NCM811較為常見,目前國內(nèi)三元材料以NCM523為主,2016年其在三元材料分型號產(chǎn)量中占比為76%,NCM111和NCM622占比分別為13%和10%。未來隨著對動力鋰電池能量密度的高要求和續(xù)航里程的延長,高鎳的NCM622、NCM811以及NCA占比會持續(xù)新增。
部分國內(nèi)廠商的高鎳三元材料的投產(chǎn)計劃
國內(nèi)正極材料公司產(chǎn)量相對集中,行業(yè)集中度較高。目前國內(nèi)的正極材料市場規(guī)模為16.16萬噸/年,產(chǎn)值208億元。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
部分公司NCA產(chǎn)量規(guī)劃
常見的三元正極材料性能表
動力型電池上升明顯,需求旺盛
2012年以來,隨著新能源汽車領(lǐng)域的爆發(fā),帶動了動力鋰電池需求的爆炸式上升。根據(jù)GGII的數(shù)據(jù),2012-2016年,我國動力鋰電池出貨量從0.66Gwh上升到30.8Gwh,平均復(fù)合上升率達(dá)到261%。動力鋰電池行業(yè)的爆發(fā)式上升直接拉動了相應(yīng)的磷酸鐵鋰和三元正極材料的出貨量。根據(jù)相關(guān)預(yù)計,全國動力鋰電池2017-2020年需求為42.8、55.4、73.5和99.6Gwh,按照1Gwh對應(yīng)大約0.2萬噸正極材料的關(guān)系測算,動力型鋰離子電池正極材料2017-2020年的需求分別為8.56萬噸、11.8萬噸、14.7萬噸和19.92萬噸。
各類型動力鋰電池出貨量占比(2016)
三元材料是未來的趨勢。三元材料具有容量高,成本較低,均衡性較好的優(yōu)點,在動力鋰電池領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。根據(jù)GGII統(tǒng)計,2016年,國內(nèi)三元材料市場規(guī)模達(dá)79.8億元,同比上升68%,預(yù)計2018年產(chǎn)值將達(dá)到218億元。2016年國內(nèi)三元材料市場銷量達(dá)到54300噸,同比上升49%,預(yù)計2018年達(dá)到116600噸。
國內(nèi)公司關(guān)于NCM811NCA布局圖(2016)
擴(kuò)張時代,高鎳三元為王
受到新能源汽車行業(yè)的帶動用途和相關(guān)政策的驅(qū)動,高能量密度的三元材料需求增大。2017年一月十四日,工信部牽頭編制了《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》,明確了到2020年我國新能源汽車年產(chǎn)量將達(dá)到200萬輛,以及到2025年我國新能源汽車銷量占總銷量的比例達(dá)到20%以上的發(fā)展目標(biāo)。根據(jù)國家公布的《節(jié)能和新能源汽車技術(shù)路線圖》,到2020年,新能源汽車年產(chǎn)銷達(dá)到200萬輛,動力鋰電池單體比能量達(dá)到300瓦時/公斤以上,力爭實現(xiàn)350瓦時/公斤,系統(tǒng)比能量力爭達(dá)到260瓦時/公斤、成本降至1元/瓦時以下。到2025年,新能源汽車占汽車產(chǎn)銷20%以上,動力鋰電池系統(tǒng)比能量達(dá)到350瓦時/公斤。
全國動力鋰電池用正極材料需求(2017-2020,萬噸)
目前的磷酸鐵鋰材料受到理論比容量的限制達(dá)不到2020年的要求,三元的NCM111和NCM523等材料也很難達(dá)到2020年單體電池300wh/kg的目標(biāo)。目前的主流的NCM523可以達(dá)到160-200wh/kg,而NCM622和NCM811分別可以達(dá)到230wh/kg和280wh/kg。所以未來要大力發(fā)展高鎳的NCM622、NCM811和NCA材料。同時,關(guān)于三元材料,振實密度在2-2.5g/cm3,而磷酸鐵鋰材料振實密度在1-1.4g/cm3,所以三元材料擁有更高的體積能量密度,這關(guān)于電池的小型化有重要用途。關(guān)于三元電池的型號,高鎳材料重要指三元材料中的鎳含量提高。因為在三元NCM和NCA中,Ni重要是供應(yīng)容量用途,含量越高,電池的能量密度越大;而Co貢獻(xiàn)一部分容量的同時可以穩(wěn)定結(jié)構(gòu);Mn/Al重要用來穩(wěn)定結(jié)構(gòu),三者協(xié)同用途,共同發(fā)揮出三元材料高能量密度、較低成本等優(yōu)點。
三元材料分型號產(chǎn)量占比(2016)
三元NCA材料,國外起步較早,國內(nèi)的起步較晚。根據(jù)GGII的統(tǒng)計,截止2016年末,國內(nèi)從事NCA生產(chǎn)的公司數(shù)量超過了15家,大多數(shù)處于建設(shè)發(fā)展初期,少量公司處于小批量生產(chǎn)送樣檢測的階段,和日韓存在明顯的差距。目前TSLA電動汽車采用的為日本松下的NCA電池,帶動了全球的NCA生產(chǎn)的熱潮。國內(nèi)NCA生產(chǎn)量為幾百噸左右,根據(jù)GGII預(yù)計,到2018年國內(nèi)NCA材料需求將突破千噸。
國內(nèi)的正極材料公司正在積極布局高鎳三元材料,未來高鎳三元材料比重會逐步提升。目前國內(nèi)布局高鎳三元材料的公司有當(dāng)升科技、杉杉能源、天津巴莫、國軒高科、格林美等。根據(jù)高工鋰電的調(diào)研,高鎳三元材料的占比持續(xù)上升,2016年國內(nèi)高鎳的NCM622、NCM811和NCA在三元材料總產(chǎn)量的占比已經(jīng)超過5%,預(yù)計2017年將達(dá)到10%。未來高能量密度的NCM622和NCM811和NCA占比將逐步提升。特別的,截止2016年末,國內(nèi)從事NCM811/NCA公司相對較少,大多數(shù)處于生產(chǎn)線建設(shè)階段和小批量生產(chǎn)階段。其中處于研發(fā)階段的占據(jù)大多數(shù),為55%;處于產(chǎn)線建設(shè)階段的有25%;處于小批量生產(chǎn)階段的有20%。
高鎳三元材料技術(shù)難度較大,要公司科研的不斷投入。由于NCM和NCA結(jié)合了LiCoO2、LiNiO2以及LiMnO2/LiAlO2的優(yōu)點,通過三者之間的協(xié)同用途,表現(xiàn)出高能量密度、良好循環(huán)性和較好的成本優(yōu)勢的特點。隨著鎳含量的提高,整體能量密度得到提高,但是由于鈷、錳/鋁等含量降低,導(dǎo)致穩(wěn)定性下降。同時高鎳的三元材料制備工藝、設(shè)備以及生產(chǎn)環(huán)境等方面的要求都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通三元材料,特別是其前驅(qū)體在存儲使用過程中容易吸潮成果凍狀,不易調(diào)漿和極片涂布,并且高鎳的三元材料對窯爐設(shè)備的要求很高,很難調(diào)控。
我國NCA材料公司的進(jìn)展(2016)
產(chǎn)量擴(kuò)大加劇行業(yè)洗牌
動力鋰電池相關(guān)的磷酸鐵鋰和三元材料公司,紛紛推出了擴(kuò)產(chǎn)計劃,加劇了行業(yè)洗牌。工信部在2016年推出《汽車動力鋰電池行業(yè)規(guī)范條件》(征求意見稿),關(guān)于下游的動力鋰電池公司提出了年產(chǎn)8GWh的基本要求,相關(guān)于原先的要求提高了40倍,這項政策將會極大地促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的集中。同時伴隨著規(guī)?；?yīng),動力鋰電池公司的電池成本下降,必將對上游的正極材料公司成本造成沖擊,要求正極材料公司能夠滿足動力鋰電池公司對更高性能材料的要求。預(yù)計未來可能有價格戰(zhàn),中低端正極材料產(chǎn)量過剩,技術(shù)水平較高的龍頭公司能滿足動力鋰電池公司對更高性能材料的需求,市場集中度進(jìn)一步提升,表現(xiàn)出強(qiáng)者恒強(qiáng)。
未來我國低端正極材料市場產(chǎn)量將過剩,市場集中度將進(jìn)一步提升。據(jù)I不完全統(tǒng)計,自2017年以來,包括廈門鎢業(yè)、當(dāng)升科技、科恒股份、湘潭電化、優(yōu)美科、安達(dá)科技、裕能新能源、三秋新能源、國光電器、浩普瑞、格林美、天賜材料等12家都在國內(nèi)投擴(kuò)建正極材料,涉及投資金額超70億元,產(chǎn)量規(guī)劃近40萬噸。公司大躍進(jìn)式布局的背后可能帶來市場過剩,根據(jù)GGII的預(yù)測,到2018年國內(nèi)磷酸鐵鋰正極材料有效產(chǎn)量將達(dá)30萬噸/年,產(chǎn)量將出現(xiàn)明顯過剩,磷酸鐵鋰材料行業(yè)競爭更加激烈。
大公司和大客戶深度綁定,協(xié)同發(fā)展。關(guān)于大型動力鋰電池公司,希望上游的材料公司供貨穩(wěn)定,同時關(guān)于新能源汽車的審報目錄,會標(biāo)注動力鋰電池供貨商和相應(yīng)的正負(fù)極材料供應(yīng)商。每款車型的相應(yīng)的正、負(fù)級材料供應(yīng)商相對穩(wěn)定,大的電池公司和正負(fù)級材料公司通過深度綁定,實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。
我國正極材料細(xì)分產(chǎn)品產(chǎn)量(2013-2015,萬噸)
正極材料中日韓三分天下
在全球鋰離子電池正極材料市場,中日韓三國占據(jù)統(tǒng)治地位,總共市場份額90%以上。截止2014年,我國正極材料占據(jù)全球市場的份額43.77%,位居第一,相比2013年有所下降;韓國公司占有率迅速上升到30.56%;同時日本在積極布局動力鋰電池市場,上升明顯。我國重要在磷酸鐵鋰離子電池領(lǐng)域技術(shù)較強(qiáng),在三元領(lǐng)域相關(guān)于日韓有一定的差距,目前國內(nèi)的三元材料廠商開始發(fā)力,穩(wěn)步追趕日韓巨頭。關(guān)于正極材料的生產(chǎn)結(jié)構(gòu),我國以磷酸鐵鋰、三元、鈷酸鋰材料為主,日韓以三元材料為主。
國家電池技術(shù)發(fā)展規(guī)劃
三元材料專利掌握在日韓手中。根據(jù)我國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的信息,三元NCM的基礎(chǔ)專利由美國3M公司持有,3M公司并不涉及三元材料的生產(chǎn),而是通過轉(zhuǎn)讓授權(quán)專利的方式來獲取利潤,其中LG、SK、優(yōu)美科都曾向3M購買三元材料專利授權(quán)。NCA的重要專利掌握在日本松下和住友手中,專利限制在全球有效。目前三元材料的相關(guān)專利重要集中在日韓手中,排名前三的分別是豐田、索尼和東芝,而這些專利技術(shù)壁壘阻礙了我國三元材料的廠商很難進(jìn)入國際大廠,通過改性添加以及改良生產(chǎn)工藝等手段已經(jīng)成為我國正極材料公司防止專利的常用手段。而近年來國內(nèi)公司和高校也開始布局三元專利,發(fā)展勢頭良好。
