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2019年中國鋰電池正極材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢:三元正極材料規(guī)模230億元,行業(yè)競爭較為分散,元素高鎳化是未來技術要求的關鍵 [圖]

    一、鋰電池正極材料分類及發(fā)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(yè)的發(fā)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(huán)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(yōu)點
充放電穩(wěn)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(huán)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(fā)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(fā)展歷程

資料來源:智研咨詢整理

    二、鋰電池正極材料市場現(xiàn)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(tǒng)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(yè)產能及客戶 單位:萬噸

公司
現(xiàn)有產能
規(guī)劃新增產能
規(guī)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(yè)
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(chuàng)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(yōu)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(xiàn)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(fā)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(xù)航里程要求的逐漸提高,目前大多數(shù)新能源乘用車已經轉向使用三元材料電池。

    目前,行業(yè)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(wěn)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(huán)性能好
電動車,消費電池
NCA
>200wh/kg
高容量,循環(huán)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(fā)布的《2019-2025年中國鋰電池正極材料行業(yè)市場供需預測及投資戰(zhàn)略研究報告》數(shù)據顯示:2018年我國NCM三元正極材料的市場規(guī)模達230億元,同比增長33.72%。

    我國NCM三元正極材料的市場規(guī)模市場呈現(xiàn)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(fā)展,帶動了NCM三元正極材料市場需求的持續(xù)增長。

2014-2018年中國三元正極材料市場規(guī)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(yè)數(shù)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(yè);同時,各大正極材料企業(yè)紛紛研發(fā)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(yè)數(shù)量

資料來源:智研咨詢整理

    2017年開始我國三元材料企業(yè)數(shù)量增長還是放緩,多數(shù)企業(yè)在各自細分領域深耕,但整體行業(yè)集中度依舊沒有出現(xiàn)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(yè)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(yè)。

    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(guī)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(qū)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(xiàn)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(guī)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(yè)
7000
/
/
天力鋰能
10000
3000
/
振華新材
5000
/
/
貝特瑞
/
3000
后續(xù)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(fā)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(yè)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(huán)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(guī)?;a中和電池產品應用中的相關策略。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(yōu)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(huán)節(jié)實現(xiàn)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(fā)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(xù)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(tài)。

    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(tài)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(fā)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(xù)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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