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鋰離子電池的產業鏈如何?

鉅大LARGE  |  點擊量:1263次  |  2020年08月18日  

聚合物鋰離子電池


鋰離子電池產業鏈涵蓋三個重要領域:上游資源、中游核心材料和下游電池組裝。


鋰工業發展的關鍵在于材料和設備技術。鋰離子電池產品技術在整個材料和設備領域仍然相對落后,但嘗試新技術、精品路徑等的公司正在新增。通訊部還計劃引進鋰離子電池行業方法標準,加快鋰離子電池行業的集成,提高電力電池行業的集中度,有助于發展成熟高級路徑的設備和材料公司。


1、上游資源


鋰資源重要由兩部分組成。一種是鹽湖鹵水鋰,從鹽湖鹵水中提取的鋰的化學品重要是碳酸鋰和氯化鋰;第二種是礦石鋰,礦石中分類的鋰光產品重要是鋰輝石,鋰云母等。鹽湖資源大部分位于南美洲(玻利維亞、智利高地)和我國(青藏高原),南美的鹽湖資源基本上由國際鋰工業三強(SQM、FMC和Rockwood)控制,而三鹽湖鋰的巨頭占全球鋰市場的62%。礦石資源重要分布在澳大利亞、北美洲和我國,其中澳大利亞斯普杜門礦的等級最高,儲量最大。泰勒里森控制了世界上最大的生產礦山的鋰離子。


美國地質調查局(USGS)的數據顯示,2012年全球鋰資源儲量為1300萬噸,其中智利為750萬噸,比率為57.7%,我國為350萬噸,比率為26.9%,澳大利亞為100萬噸,比率為7.7%,阿根廷為85萬噸,比率為6.5%。


隨著鋰工業的發展,目前許多公司重要投資于開發鋰資源,包括西藏礦業、中新國安局、魯尚股份、西部礦業和鹽湖集團。


1.西藏礦業:公司開采的扎布葉鹽湖是世界三大鋰鹽湖之一,排名世界第二,資源潛在價值達1500億元。西藏礦業正在努力在5年內實現每年2.5萬噸碳酸鋰系列的長期目標。


2.中信國安局:青海國安局有3.5萬噸碳酸鋰產量。控股子公司聯賽guli(90%)擁有1500噸鋰鉆頭和500噸鋰錳氧化物。公司開發的青海鹽資源綜合項目品味著總氯化鋰資源儲量763.85萬噸,氯化鋰


2.2~3.89克/升之間;中信國安局目前共投資建設2萬噸碳酸鋰項目。


3.盧尚股份:公司收購的甘孜州龍大理工業是“亞洲第一鋰礦”呣基卡里耶礦134號礦山有權開采511.4萬噸鋰礦石,控制著地下近3000萬噸鋰礦石,該礦石在全國排名第一,亞洲第一,世界第二。


2、中流核心材料突破口


性能是原來的兩倍,成本是原來的兩倍,重要依賴于材料。電池成本的70%以上由材料構成,電池性能也由材料決定。


應由五部分組成:陽極材料、陰極材料、電解質、膜片和包裝材料。其中包裝材料和石墨陰極技術比較成熟,成本比例不高。鋰離子電池的關鍵材料重要是陰極材料、電解質、膜片。其中陰極材料是鋰離子電池電化學性能的決定性因素。電解質和隔膜的成本比率分別為10%和20%,這是負極材料占鋰離子電池成本40%以上的重要組成部分。


目前,我國在4大核心材料領域分階段自給自足,雙極材料、陰極材料和電解質,只有隔膜材料嚴重依賴進口,但發展速度也非常快。


陰極材料


鋰離子電池正極材料市場重要由鋰鉆、三元材料、氧化鋰、磷酸鐵鋰等多種產品占有。據日本鋰電力工業研究機構IIT公司統計,在我國鋰離子電池正極材料中,鉆石酸鋰占49%,三元材料占22%,錳氧化鋰占16%,磷酸鋰占6%,其他材料占7%。


目前市場上商業化的陰極材料只有鋰鉆頭。但是,在性能方面,鋰鉆頭次數低,晶體熱穩定性低等安全風險高,僅適用于小型電池。磷酸鋰循環次數達2000次以上,價格低廉,無毒性環保,性能優于三元材料和氧化鋰錳,因此鋰錳三元材料、磷酸鋰是電池領域和超容量功率兩個主流技術方向。


在兩種主流方向,磷酸鐵鋰是我國的重要推技術,因此市場熱量高。1997年引起國內關注的該產品計劃在第二年投入20億韓元進行調查。但是工業化還處于初期階段。國內有60~70家公司完成了磷酸鋰生產線的購買,每年總產量接近2萬噸。但是工業化的大量生產只有10多個,生產規模小,其馀處于試生產階段或試生產階段。


鋰錳氧化物三元復合材料是日本,韓國的重要推技術,具有相當的成本優勢,因此最近幾年國際國內市場份額在新增,但我國也存在動工不足的現象。


與韓國不同,韓國專注于研發鋰錳氧化物和三元物質為兩極的電池,美國重要開發以磷酸鐵鋰為陰極材料的電力電池。美國磷酸鐵鋰離子電池制造商代表a123systems(Nasdaq3360aone)和Valence(Nasdaq3360vlnc)。這些公司近年來相繼投資我國,建廠,節約成本,同時積極開拓我國的下游市場。


鉆研鋰的新建、提案工程已經很少,市場份額下降,業界進入萎縮期。電動汽車和儲能領域的磷酸鐵鋰、氧化錳鋰三元材料兩種主流產品將迅速新增市場需求。但是未來型電池陰極活材由誰主宰,還有時間檢查。


陰極材料


專家級鋰陰極材料生產量力重要集中在中日兩國,呈現出明顯的區域集中和公司集中兩大發展趨勢。日本通過三菱化學、日立化學、牛油化學等,承擔了這個國家重要陰極材料的生產量力。日本重要陰極材料公司也為了接近資源和降低制造成本,將生產量力轉移到石墨資源豐富的我國。


2012年我國陰極材料總市場規模為20.8億元,同比上升了15.3%。


其中天然石墨為7.26億元,人工石墨(MCMB除外)為10.61億元,中相碳微球和鈦酸鋰等其他陰極材料為2.21億元。


隨著規模的擴大,陰極材料供應逐漸過剩,價格呈下降趨勢。隨著陰極材料制造商逐漸新增,新進口的陰極材料公司為了獲得市場份額,傾向于采用低成本戰略,供應產業過剩,下游客戶中心的市場份額集中,小型深度廠的市場份額萎縮,陰極材料公司下游買家的協商能力進一步提高。


深圳北瑞、上海冷杉、湖南摩根海龍三家公司陰極材料市場份額達60%以上。石墨資源分裂后,公司之間的競爭焦點再次轉向技術。該研究將朝著容量高、充電和放電效率高、周期性能高和成本低的方向進行。其中碳材料的研發非常活躍,在石墨改性、硬件、軟件和碳納米材料領域取得了巨大進展。錫基材料是鋰離子電池正極材料,潛力很大,其他材料研究也擴大了鋰離子電池正極材料的選擇范圍。


電解質


電解質的重要原料是六氟磷酸鋰,約占電解質成本的50%。目前市場重要由關東電化學工業、斯特拉、莫里塔化學等幾家日本公司壟斷,占全球能力的85%左右。


近年來,我國六氟磷酸鋰生產技術取得突破。目前量產的內陸公司有天津公牛、圖形圖、九九區、廣州天惠、成都黃明能源、湖北紅原制藥等。大部分下游電解質公司都認為,插圖、九九長期公司六氟磷酸鋰的物理化學指標接近日本和韓國公司。


國產六氟磷酸鋰的質量接近進口產品,國內六氟磷酸鋰的價格優勢明顯。國產六氟磷酸鋰的價格比進口便宜15%。電解質的重要成本來源六氟磷酸鋰是我國公司的有利因素,因為電解質制造商為了降低成本,只能選擇性價比合適的供應商。


我國前5大鋰離子電池電解質生產公司長港華英、東莞冷杉、深圳新竹、天津公牛、廣州天惠基本上使用天津公牛、廣州天惠使用自生鋰六氟磷酸鹽,其馀3家已開始少量使用國內六氟磷酸鋰。預計2015年我國六氟磷酸鋰產量將達90%以上。


我國有豐富的螢石資源,是世界上最大的氟化學生產基地,為我國開發六氟磷酸鋰供應了良好的產業基礎。國產六氟磷酸鋰的市場基礎上,國產華英、東莞冷杉、新竹國等我國電解質公司的全球市場份額新增。更重要的是,圖形圖、舊九龍、湖北紅元已經掌握了六氟磷酸鋰的核心制造技術,這些生產產品得到了國內電解質制造商的認可。


我國公司擴大六氟磷酸鋰領域,韓中日公司也積極出面部署我國。


莫里塔向江蘇昌蘇新建了5000噸新能力,美國諾雷特與韓國一起在江蘇南通新建了400噸新能力。預計2015年我國將成為全球重要的六氟磷酸鋰生產基地,不僅不要進口六氟磷酸鋰,還將在每日大量出口到電解質廠。


隔膜


隔膜生產最困難,利潤最高。鋰離子電池的重要用途是防止陽極和陰極短路,同時為充放電過程中的離子運輸供應電氣通道。目前,普遍使用聚丙烯、聚乙烯單微孔膜和兩者復合的多層微孔膜作為隔膜。未來的發展方向更薄更安全。


鋰離子電池膜片供應高度集中,嚴重依賴進口。隔膜的重要技術掌握在少數公司手中,集中度高。海外膈應生產重要集中在美國的塞爾加德公司和日本的旭、東燕和友邦。由于技術壁壘高,投資風險大,國內公司的投資熱度不高。


國內只能生產鋰離子電池膜片的地方有佛山金輝子(不塑料股份有限公司的子公司)、新香格萊恩、深圳市明星醬等,產品質量與國外同類產品相比仍然有很大差異。其中佛山錦輝的產品質量比較優秀,供應給中低端市場。國內中西部市場重要由東燕、旭化和塞爾加德壟斷。佛山金輝產品重要用于中低端市場,但銷售總利潤仍在60%以上。


3、下游動力鋰電池生產


2012年新能源汽車、電網能源存儲、特種汽車、通信基站等領域的成品鋰離子電池組市場規模為35億韓元,比2011年的26億韓元上升了34.6%。


PM2.5掀起了環保熱潮,加強了我國開發新能源汽車的努力。但是新能源汽車的普及集中在城市的公交車和出租車上。由于價格高,鋰離子電池私家車和電動摩托車的銷量相對較低,尚未在市場上得到接受。


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