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新能源汽车电池正极材料行业概览
发表时间:【2018-03-06】
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       新能源汽车电池分为正极材料、负极材料、隔膜和电解液四大组成部分,其中正极材料由于成本占比高,约占电池总成本40%左右,对电池容量起决定作用,是电池的关键材料。随着新能源汽车近年来快速放量,对动力电池的需求逐年扩大,再加上3C领域的平稳发展,对于正极材料的需求快速上升。2012-2016年间国内正极材料产量从4.4万吨增长到16.16万吨,年复合增长率高达38%

一、行业概况

正极材料主要分为三元材料、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂四大类。三元材料是镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂为代表的多元金属复合氧化物,能够充分发挥三种金属的优势,电池容量较高,是动力电池主要正极材料之一,主要用于乘用车。磷酸铁锂原材料低廉,循环性和安全性好,但容量较低,主要用于动力电池当中的客车和物流车。锰酸锂资源丰富,价格便宜,安全性好,但循环性差,高温中衰减严重,少量用于动力电池中。钴酸锂能量密度高,但价格高且不环保,目前主要用于3C产品数码电池中。

产量方面,随着新能源汽车带来的动力电池需求量快速攀升,以及消费电子的平稳增长,正极材料需求和产能快速增长,2012-2016 年, 国内正极材料产量从 4.4 万吨增长到 16.16 万吨,年复合增长率高达 38%,其中2016年磷酸铁锂产量最高,约为5.7万吨,占比34%,三元材料产量5.4万吨,占比33.4%,钴酸锂产量 3.5万吨,占比21.7%,其他类型正极材料约占10.9%

价格方面,2016年年初至今,锂钴资源一直保持上升趋势,受上游材料价格上升影响,正极材料只有磷酸铁锂价格略微下滑,其余价格均大幅上升,正极材料整体价格保持上升趋势。到目前为止,三元材料价格21.5万元/吨,较2016年年初增长44%;磷酸铁锂价格9万元/吨,较2016年年初下调7.8%;由于钴价增速迅猛,钴酸锂价格上升幅度最大,目前约42.5/吨,较2016年增长126%;锰酸锂目前报价5.6万元/吨,较2016年增长24%

正极材料企业产能较为集中,2016年正极材料前十大企业产能12.8万吨,占比接近27%,目前正极材料产能最大的公司为湖南杉杉,约2.8万吨正极材料产能,另有厦门钨业、北大先行、湖南瑞翔、宁波金和等主要厂商。

二、市场空间

相比于镍氢电池、铅蓄电池等传统电池,锂电池有电压高、比能量大、循环寿命长、环境污染小等优势,在3C、新能源汽车以及储能等方面有着广泛应用。近年来随着国家政策的大力支持,新能源汽车增速迅猛,动力电池带来的锂电池需求增长加速。2012-2016年, 国内锂离子电池产量从17.2Gwh 增加到 62.34Gwh,平均复合增长率为38%

2012年以来,新能源汽车的爆发带动了动力电池高速增长,2012-2017年,我国动力电池出货量从0.66Gwh增长到33.4Gwh,平均复合增长率达到192%。预计2018-2020年动力电池出货量分别达44Gwh63Gwh90Gwh1Gwh大约消耗0.2万吨正极材料,据此测算,动力电池2018-2020年对正极材料的需求分别为8.8万吨、12.6万吨和18万吨。动力电池正极材料以三元材料和磷酸铁锂为主,合计占比超过了90%。乘用车以容量高、成本高的三元材料为主,客车以价格便宜、容量低但安全性高的磷酸铁锂为主,由于客车目前渗透率较高,完成2020年新能源汽车200万辆的目标主要依赖乘用车放量,因此三元材料需求占比将呈上升趋势。

3C是指计算机(Computer)、通信(Communication)和消费电子产品(Consumer Electronics),是锂电池以及正极材料的主要消费领域。近年来手机市场增速放缓,笔记本电脑、平板电脑销量饱和,无人机、智能穿戴等虽然增速很高,但基数较小、耗电量少,使用的正极材料数量有限。3C领域消耗的正极材料以钴酸锂为主,预计未来3C使用正极材料数量将保持较低增速,无人机、智能穿戴增速迅猛,综合来看钴酸锂这一正极材料未来将保持一个较低但稳定的速度上升。

储能技术具有削峰填谷的作用,主要分为物理储能、电化学储能和电磁储能三类。以锂电池为代表的电化学储能具有使用方便、环境污染少,不受地域限制,效率高的优势,得到了国家大力支持,应用快速推广中。目前中国的锂电池储能市场显著高于全球市场,年复合增长率超过110%,是国际市场的6倍,目前宁德时代、比亚迪、国轩高科、沃特玛等电池企业纷纷布局储能产业,预计2018年储能市场锂电池需求量为8Gwh,带来大量对于正极材料的需求。

三、发展趋势

目前政府规划2020年新能源汽车产销200万辆,动力电池单体比能量达到 300wh/kg以上,系统比能量达到260wh/kg、成本降至1/瓦时以下。到 2025 年新能源汽车占汽车总产销20%以上,动力电池系统比能量达到350wh/kg。目前的磷酸铁锂由于材料限制达不到该要求,主流三元材料NCM523也达不到目标,镍决定三元材料的容量,含量越高,电池能量密度越大,镍含量较高的三元材料NCM622NCM811最大单体比能量可达到230wh/kg280wh/kg,因此,发展高镍三元材料是正极材料未来的发展趋势。

目前我国高镍三元材料起步较发达国家晚,大多数企业正处于研发以及生产线建设阶段,产量有限且处于样品检测阶段,目前国内正极材料企业杉杉股份、当升科技等正在下大力气发展高镍三元材料,现阶段高镍三元材料占比约为5%,产能应用后这一比例将迅速提高。
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