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传奇霸业广告:2019年中國鋰電池正極材料發展現狀及趨勢:三元正極材料規模230億元,行業競爭較為分散,元素高鎳化是未來技術要求的關鍵 [圖]

2019年05月28日 13:25:44字號:T|T

传奇霸业2345双线 www.jhmtu.icu     一、鋰電池正極材料分類及發展歷程

    鋰電池主要由正極材料、負極材料、隔膜、電解質和電池外殼幾個部分組成。正極材料是鋰電池電化學性能的決定性因素,直接決定電池的能量密度及安全性,進而影響電池的綜合性能。另外,由于正極材料在鋰電池材料成本中所占的比例達30-40%,其成本也直接決定了電池整體成本的高低,因此正極材料在鋰電池中具有舉足輕重的作用,并直接引領了鋰電池產業的發展。鋰電池一般按照正極材料體系來劃分,可以分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等多種技術路線。

正極材料基本情況介紹

項目
鈷酸鋰(LCO)
錳酸鋰(LMO)
磷酸鐵鋰(LFP)
三元材料
鎳鈷錳酸鋰(NCM)
鎳鈷鋁酸鋰(NCA)
比容量(mah/g)
140-150
100-120
130-140
150-220
180-220
循環壽命(次)
500-1000
500-1000
>2000
1500-2000
1500-2000
安全性
適中
較好
較好
較好
成本
較低
較低
優點
充放電穩定,工藝簡單
錳資源豐富,成本低,安全性好
成本低,高溫性能好
電化學性能好,循環性能好,能量密度高
能量密度高,低溫性能好
缺點
鈷使用量大,較貴
能量密度低
低溫性能差
部分金屬較貴
部分金屬昂貴
應用領域
電子產品
專用車輛
商用車
乘用車
乘用車

資料來源:智研咨詢整理

    基于下游應用市場的驅動,鋰電池正極材料經歷了三個發展階段。第一階段受消費電池驅動,正極材料以鈷酸鋰為代表;第二階段,隨著新能源汽車市場放量,磷酸鐵鋰快速增長;第三階段,受新能源乘用車對長里程需求與國家政策的推動,三元材料已成為市場需求主導。

正極材料發展歷程

資料來源:智研咨詢整理

    二、鋰電池正極材料市場現狀及競爭格局

    受益于新能源汽車產銷增長和動力電池需求增長,鋰電池關鍵材料出貨量有不同程度的增長,2018 年鋰電池正極材料出貨量分別為 27.5萬噸,同比增長 28.5%。

2014-2018年中國鋰電池正極材料出貨量統計

資料來源:智研咨詢整理

    2018 年以來正極材料的價格有所下跌,正極材料中磷酸鐵鋰價格較 2018 年年初下跌 41.76%至 4.95 萬元/噸,NCM523 價格較 2018 年年初下跌 29.41%至 15.00萬元/噸,較 2018 年峰值(24 萬元/噸)下跌 37.50%。

    2018年中國正極材料總出貨量為27.5萬噸,同比增長28.5%,其中杉杉能源的正極材料出貨量為2.11萬噸,同比增長21.26%,市占率為由8.37%下降至7.67%,排名滑至第二位。

主要正極材料企業產能及客戶 單位:萬噸

公司
現有產能
規劃新增產能
規劃總產能
主要客戶
杉杉能源
5
15
20
ATL、比亞迪、LG、力神電池、哈光宇等
寧波容百
1.7
20
21.7
比克、三星SDI、LG、ATL等
當升科技
1.6
11.8
13.4
比亞迪、三星、LG、比克、孚能、卡耐等
廈門鎢業
2
3
5
松下、CATL、三星SDI、LG等
格林美
1.2
3.3
4.5
三星SDI、ECOPRO、桑頓、容百科技、振華、捷威等
天津巴莫
2.5
/
/
比亞迪、力神電池、三星、LG、哈光宇、維科精華等
長遠鋰科
3.6
7.9
11.5
比亞迪、CATL、力神電池、創明、億緯鋰能
北大先行
2.5
/
/
CATL、ATL、哈工大、力神、維科精華等
振華新材料
3
4
7
ATL、CATL、比亞迪、微宏動力等
科恒股份
1.7
/
/
CATL、優特利、格林德等

資料來源:智研咨詢整理

2018 年中國正極材料市場競爭格局

資料來源:公司年報、智研咨詢整理

    三、三元正極材料市場現狀及競爭格局

    動力電池按照不同正極材料分為三元材料、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰電池。

2018年不同正極材料動力電池產量占比

資料來源:智研咨詢整理

    磷酸鐵鋰是目前最安全的鋰離子電池正極材料,新能源汽車發展的早期階段都采用磷酸鐵鋰電池作為儲能裝置。但隨著補貼政策標準的更新以及消費者對于新能源汽車續航里程要求的逐漸提高,目前大多數新能源乘用車已經轉向使用三元材料電池。

    目前,行業主流的NCM型號包括333、523、622和811四種型號。三元正極材料主要是通過提高鎳含量、充電電壓上限和壓實密度使其能量密度不斷提升,高鎳正極通常指鎳相對含量在0.6(含)以上的材料型號。

三元正極材料基本情況介紹

型號
電池模組能量密度
性能特點
應用領域
NCM333
150wh/kg
兼具能量密度、倍率性能及安全性能
消費電子、汽車、高倍率電池
NCM523
165wh/kg
高容量和熱穩定性,工藝成熟
電動車、電動工具等
NCM622
180wh/kg
加工性能好
電動車、高端筆記本電腦
NCM811
>200wh/kg
高容量,循環性能好
電動車,消費電池
NCA
>200wh/kg
高容量,循環性能好
電動車,主要特斯拉在用

資料來源:智研咨詢整理

    根據智研咨詢發布的《2019-2025年中國鋰電池正極材料行業市場供需預測及投資戰略研究報告》數據顯示:2018年我國NCM三元正極材料的市場規模達230億元,同比增長33.72%。

    我國NCM三元正極材料的市場規模市場呈現快速增長,主要受益于國內車用動力電池、3C電池的低鈷化、電動工具、電動自行車等應用市場的快速發展,帶動了NCM三元正極材料市場需求的持續增長。

2014-2018年中國三元正極材料市場規模及增速

資料來源:智研咨詢整理

    2013至2018 年國內三元材料企業數量逐年呈增長趨勢,截至 2018 年底國內共計擁有 83 家三元材料企業;同時,各大正極材料企業紛紛研發布局高鎳三元材料、擴大產能、布局三元前驅體以提升競爭力。

2013-2018年中國三元正極材料企業數量

資料來源:智研咨詢整理

    2017年開始我國三元材料企業數量增長還是放緩,多數企業在各自細分領域深耕,但整體行業集中度依舊沒有出現明顯的集中趨勢。

2018 年國內三元材料市場競爭格局

資料來源:智研咨詢整理

    目前行業競爭格局較為分散,三元正極材料市場中主要競爭對手包括當升科技、杉杉能源、振華新材、長遠鋰科等,在高鎳領域,容百科技全球領先。

    國內主流廠商的三元材料總產能已超過14萬噸/年,但正極材料市場格局整體分散度較高,截至2018年國內三元材料總產能為33.67萬噸,較2017年新增12.93萬噸,增量來自于湖南杉杉,北京當升,天津巴莫,廈門廈鎢,荊門格林美,寧波容百,貴州振華,四川科能,江蘇翔鷹,中化河北,湖南邦普,宜賓鋰寶等企業。

    此外,國內主流廠商高鎳材料總產能已超過5萬噸,且主流廠商此后的大規模擴產計劃也主要針對的是高鎳三元材料,其中NCM811和NCA的擴產計劃居多。

生產廠商
三元材料產能(噸)
高鎳材料產能(噸)
備注
容百科技
18710
8700
貴州廠區10萬噸正極材料項目推進中,預計2025年全部達產
長遠鋰科
15000
6200
2019年將達到30000噸/年前驅體、35000噸/年的正極材料產能,2022年將達到115000噸/年的正極材料總產能
湖南杉杉
27000
17200
在寧夏建設的正極項目產能約7200噸,可生產NCA高鎳三元材料,材料產品已送樣特斯拉、松下
當升科技
14000
6000
現有622產能部分可兼容811,江蘇當升三期18000噸高鎳三元材料建設中,另有10萬噸產能規劃中,首期建設5萬噸,兩個項目自2019年起分批投產
廈門鎢業
7000
/
/
天力鋰能
10000
3000
/
振華新材
5000
/
/
貝特瑞
/
3000
后續將在江蘇常州新建1.5萬噸高鎳正極材料生產線
桑頓新能源
20000
6000
/
格林美
15000
/
在建2.5萬噸三元NCA和NCM產能
北大先行
2000
/
/
湖南瑞翔
3000
/
/
科隆新能源
3000
/
/
乾運高科
1500
/
/
合計
141210
50100
/

資料來源:智研咨詢整理

    四、鋰電池正極材料發展趨勢

    三元正極材料未來市場廣闊,中國到2020年,新增200萬輛汽車,到2025年,新增700萬輛新能源汽車。2020年新能源汽車平均每輛車裝50KWh,到2025年新能源汽車平均每輛車裝70KWh計算。三元裝機按照70%計算,每瓦時三元材料需求按照1.5-2g計算。具體新能源汽車行業對三元材料需求如下表所示。

新能源汽車對三元材料需求情況預測

時間
新能源汽車銷量
平均裝機量
總裝機量
三元裝機
每瓦時三元材料含量
三元材料總量
2020年
200萬輛
50KWh
100GWh
70GWh
1.5g-2g
10.5-14萬噸
2025年
700萬輛
70KWh
490GWh
343GWh
1.5g-2g
51.45-68.6萬噸

資料來源:智研咨詢整理

    從3C走向動力,產品技術壁壘陡增。技術壁壘較高,產品循環性、安全性有待提高;對高鎳材料這些缺點的內在機理的認識及解決方案,不僅牽涉到材料本身能否適應高能量密度電池的各項技術指標需求,還進一步決定了高鎳材料在規?;瀉偷緋夭酚τ彌械南喙夭唄?。幾種元素的配比組成仍在不斷的調整摸索中;需要權衡成本、產率、性能等諸多因素后 進行市場推廣。

    兼顧優化產品的性能指標和成本二者,決定了三元正極材料未來技術升級快,而高鎳三元正極材料需從工藝、設備和上下游供應鏈三大環節實現逢山開路。元素高鎳化是資源和能量密度限制下的必由之路。目前已探明的地殼鈷金屬儲量只有700萬噸左右,年產量為12萬噸左右,顯然在總儲量和年供應量上都難以滿足新能源汽車發展鋰電池供應的需求,三元正極材料資源依賴性較高。

    國內目前已有的高鎳材料產能在5萬噸左右,而實際能夠釋放的值低于5萬噸,加之目前大部分高端產品生產商的高鎳產線仍在供應NCM523產品,實際可供應量進一步縮水,即便廠商新建產能正在持續釋放,但新建產能爬坡需要時間,因此到2020年高鎳材料總體處于供需緊張的狀態。

    此外,高鎳材料分品類來看,由于目前的政策對于能量密度提高的態度略有放緩,而對安全性的重視程度進一步提高,因此高鎳材料的發展重心短時間內可能偏向NCM622,NCM811和NCA的腳步或暫時放緩,但鑒于需求端對于高續駛里程及汽車輕量化的追求,高鎳化長期趨勢不變。

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