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2019年中國(guó)鋰電池正極材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì):三元正極材料規(guī)模230億元,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)較為分散,元素高鎳化是未來(lái)技術(shù)要求的關(guān)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(fù)極材料、隔膜、電解質(zhì)和電池外殼幾個(gè)部分組成。正極材料是鋰電池電化學(xué)性能的決定性因素,直接決定電池的能量密度及安全性,進(jìn)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(dá)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(lǐng)了鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。鋰電池一般按照正極材料體系來(lái)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(shù)路線。

正極材料基本情況介紹

項(xiàng)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(diǎn)
充放電穩(wěn)定,工藝簡(jiǎn)單
錳資源豐富,成本低,安全性好
成本低,高溫性能好
電化學(xué)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(diǎn)
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(yīng)用領(lǐng)域
電子產(chǎn)品
專用車輛
商用車
乘用車
乘用車

資料來(lái)源:智研咨詢整理

    基于下游應(yīng)用市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng),鋰電池正極材料經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段受消費(fèi)電池驅(qū)動(dòng),正極材料以鈷酸鋰為代表;第二階段,隨著新能源汽車市場(chǎng)放量,磷酸鐵鋰快速增長(zhǎng);第三階段,受新能源乘用車對(duì)長(zhǎng)里程需求與國(guó)家政策的推動(dòng),三元材料已成為市場(chǎng)需求主導(dǎo)。

正極材料發(fā)展歷程

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    二、鋰電池正極材料市場(chǎng)現(xiàn)狀及競(jìng)爭(zhēng)格局

    受益于新能源汽車產(chǎn)銷增長(zhǎng)和動(dòng)力電池需求增長(zhǎng),鋰電池關(guān)鍵材料出貨量有不同程度的增長(zhǎng),2018 年鋰電池正極材料出貨量分別為 27.5萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng) 28.5%。

2014-2018年中國(guó)鋰電池正極材料出貨量統(tǒng)計(jì)

資料來(lái)源:智研咨詢整理

    2018 年以來(lái)正極材料的價(jià)格有所下跌,正極材料中磷酸鐵鋰價(jià)格較 2018 年年初下跌 41.76%至 4.95 萬(wàn)元/噸,NCM523 價(jià)格較 2018 年年初下跌 29.41%至 15.00萬(wàn)元/噸,較 2018 年峰值(24 萬(wàn)元/噸)下跌 37.50%。

    2018年中國(guó)正極材料總出貨量為27.5萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)28.5%,其中杉杉能源的正極材料出貨量為2.11萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)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(chǎn)能及客戶 單位:萬(wàn)噸

公司
現(xiàn)有產(chǎn)能
規(guī)劃新增產(chǎn)能
規(guī)劃總產(chǎn)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(dāng)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(zhǎng)遠(yuǎn)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(dòng)力等
科恒股份
1.7
/
/
CATL、優(yōu)特利、格林德等

資料來(lái)源:智研咨詢整理

2018 年中國(guó)正極材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

資料來(lái)源:公司年報(bào)、智研咨詢整理

    三、三元正極材料市場(chǎng)現(xiàn)狀及競(jìng)爭(zhēng)格局

    動(dòng)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(dòng)力電池產(chǎn)量占比

資料來(lái)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(chǔ)能裝置。但隨著補(bǔ)貼政策標(biāo)準(zhǔn)的更新以及消費(fèi)者對(duì)于新能源汽車?yán)m(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(jīng)轉(zhuǎn)向使用三元材料電池。

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

三元正極材料基本情況介紹

型號(hào)
電池模組能量密度
性能特點(diǎn)
應(yīng)用領(lǐng)域
NCM333
150wh/kg
兼具能量密度、倍率性能及安全性能
消費(fèi)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(dòng)車、電動(dòng)工具等
NCM622
180wh/kg
加工性能好
電動(dòng)車、高端筆記本電腦
NCM811
>200wh/kg
高容量,循環(huán)性能好
電動(dòng)車,消費(fèi)電池
NCA
>200wh/kg
高容量,循環(huán)性能好
電動(dòng)車,主要特斯拉在用

資料來(lái)源:智研咨詢整理

    根據(jù)智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國(guó)鋰電池正極材料行業(yè)市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)及投資戰(zhàn)略研究報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示:2018年我國(guó)NCM三元正極材料的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)230億元,同比增長(zhǎng)33.72%。

    我國(guó)NCM三元正極材料的市場(chǎng)規(guī)模市場(chǎng)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng),主要受益于國(guó)內(nèi)車用動(dòng)力電池、3C電池的低鈷化、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車等應(yīng)用市場(chǎng)的快速發(fā)展,帶動(dòng)了NCM三元正極材料市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng)。

2014-2018年中國(guó)三元正極材料市場(chǎng)規(guī)模及增速

資料來(lái)源:智研咨詢整理

    2013至2018 年國(guó)內(nèi)三元材料企業(yè)數(shù)量逐年呈增長(zhǎng)趨勢(shì),截至 2018 年底國(guó)內(nèi)共計(jì)擁有 83 家三元材料企業(yè);同時(shí),各大正極材料企業(yè)紛紛研發(fā)布局高鎳三元材料、擴(kuò)大產(chǎn)能、布局三元前驅(qū)體以提升競(jìng)爭(zhēng)力。

2013-2018年中國(guó)三元正極材料企業(yè)數(shù)量

資料來(lái)源:智研咨詢整理

    2017年開(kāi)始我國(guó)三元材料企業(yè)數(shù)量增長(zhǎng)還是放緩,多數(shù)企業(yè)在各自細(xì)分領(lǐng)域深耕,但整體行業(yè)集中度依舊沒(méi)有出現(xiàn)明顯的集中趨勢(shì)。

2018 年國(guó)內(nèi)三元材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

資料來(lái)源:智研咨詢整理

    目前行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散,三元正極材料市場(chǎng)中主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手包括當(dāng)升科技、杉杉能源、振華新材、長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科等,在高鎳領(lǐng)域,容百科技全球領(lǐng)先。

    國(guó)內(nèi)主流廠商的三元材料總產(chǎn)能已超過(guò)14萬(wàn)噸/年,但正極材料市場(chǎng)格局整體分散度較高,截至2018年國(guó)內(nèi)三元材料總產(chǎn)能為33.67萬(wàn)噸,較2017年新增12.93萬(wàn)噸,增量來(lái)自于湖南杉杉,北京當(dāng)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(guó)內(nèi)主流廠商高鎳材料總產(chǎn)能已超過(guò)5萬(wàn)噸,且主流廠商此后的大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃也主要針對(duì)的是高鎳三元材料,其中NCM811和NCA的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃居多。

生產(chǎn)廠商
三元材料產(chǎn)能(噸)
高鎳材料產(chǎn)能(噸)
備注
容百科技
18710
8700
貴州廠區(qū)10萬(wàn)噸正極材料項(xiàng)目推進(jìn)中,預(yù)計(jì)2025年全部達(dá)產(chǎn)
長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科
15000
6200
2019年將達(dá)到30000噸/年前驅(qū)體、35000噸/年的正極材料產(chǎn)能,2022年將達(dá)到115000噸/年的正極材料總產(chǎn)能
湖南杉杉
27000
17200
在寧夏建設(shè)的正極項(xiàng)目產(chǎn)能約7200噸,可生產(chǎn)NCA高鎳三元材料,材料產(chǎn)品已送樣特斯拉、松下
當(dāng)升科技
14000
6000
現(xiàn)有622產(chǎn)能部分可兼容811,江蘇當(dāng)升三期18000噸高鎳三元材料建設(shè)中,另有10萬(wàn)噸產(chǎn)能規(guī)劃中,首期建設(shè)5萬(wàn)噸,兩個(gè)項(xiàng)目自2019年起分批投產(chǎn)
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(wàn)噸高鎳正極材料生產(chǎn)線
桑頓新能源
20000
6000
/
格林美
15000
/
在建2.5萬(wàn)噸三元NCA和NCM產(chǎn)能
北大先行
2000
/
/
湖南瑞翔
3000
/
/
科隆新能源
3000
/
/
乾運(yùn)高科
1500
/
/
合計(jì)
141210
50100
/

資料來(lái)源:智研咨詢整理

    四、鋰電池正極材料發(fā)展趨勢(shì)

    三元正極材料未來(lái)市場(chǎng)廣闊,中國(guó)到2020年,新增200萬(wàn)輛汽車,到2025年,新增700萬(wàn)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(jì)算。三元裝機(jī)按照70%計(jì)算,每瓦時(shí)三元材料需求按照1.5-2g計(jì)算。具體新能源汽車行業(yè)對(duì)三元材料需求如下表所示。

新能源汽車對(duì)三元材料需求情況預(yù)測(cè)

時(shí)間
新能源汽車銷量
平均裝機(jī)量
總裝機(jī)量
三元裝機(jī)
每瓦時(shí)三元材料含量
三元材料總量
2020年
200萬(wàn)輛
50KWh
100GWh
70GWh
1.5g-2g
10.5-14萬(wàn)噸
2025年
700萬(wàn)輛
70KWh
490GWh
343GWh
1.5g-2g
51.45-68.6萬(wàn)噸

資料來(lái)源:智研咨詢整理

    從3C走向動(dòng)力,產(chǎn)品技術(shù)壁壘陡增。技術(shù)壁壘較高,產(chǎn)品循環(huán)性、安全性有待提高;對(duì)高鎳材料這些缺點(diǎn)的內(nèi)在機(jī)理的認(rèn)識(shí)及解決方案,不僅牽涉到材料本身能否適應(yīng)高能量密度電池的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)需求,還進(jìn)一步?jīng)Q定了高鎳材料在規(guī)?;a(chǎn)中和電池產(chǎn)品應(yīng)用中的相關(guān)策略。幾種元素的配比組成仍在不斷的調(diào)整摸索中;需要權(quán)衡成本、產(chǎn)率、性能等諸多因素后 進(jìn)行市場(chǎng)推廣。

    兼顧優(yōu)化產(chǎn)品的性能指標(biāo)和成本二者,決定了三元正極材料未來(lái)技術(shù)升級(jí)快,而高鎳三元正極材料需從工藝、設(shè)備和上下游供應(yīng)鏈三大環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)逢山開(kāi)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(chǔ)量只有700萬(wàn)噸左右,年產(chǎn)量為12萬(wàn)噸左右,顯然在總儲(chǔ)量和年供應(yīng)量上都難以滿足新能源汽車發(fā)展鋰電池供應(yīng)的需求,三元正極材料資源依賴性較高。

    國(guó)內(nèi)目前已有的高鎳材料產(chǎn)能在5萬(wàn)噸左右,而實(shí)際能夠釋放的值低于5萬(wàn)噸,加之目前大部分高端產(chǎn)品生產(chǎn)商的高鎳產(chǎn)線仍在供應(yīng)NCM523產(chǎn)品,實(shí)際可供應(yīng)量進(jìn)一步縮水,即便廠商新建產(chǎn)能正在持續(xù)釋放,但新建產(chǎn)能爬坡需要時(shí)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(lái)看,由于目前的政策對(duì)于能量密度提高的態(tài)度略有放緩,而對(duì)安全性的重視程度進(jìn)一步提高,因此高鎳材料的發(fā)展重心短時(shí)間內(nèi)可能偏向NCM622,NCM811和NCA的腳步或暫時(shí)放緩,但鑒于需求端對(duì)于高續(xù)駛里程及汽車輕量化的追求,高鎳化長(zhǎng)期趨勢(shì)不變。

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