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    鋰電池負極材料深度研究
    蘇州鼎橋材料科技股份有限公司   2016-05-25 10:46:19 作者:tsinq 來源:澄泓研究 文字大小:[][][]

         隨著行業不斷發展,市場競爭的加大,鋰電池負極材料供應將出現供大于求的情形,加之,人工成本上漲及原材料價格波動等因素的影響,行業整體利潤將呈現下滑趨勢。

      分析觀點

      ●2015年我國負極材料產量7.28萬噸,同比增長42.7%;國內負極材料產值為38.8億元,同比2014年增長35.2%。2015年負極材料均價保持下滑,幅度在5%~10%。

      ●未來2~3年石墨類負極材料仍會作為主流,預計產量將保持年20%左右的增長。天然石墨主要用在數碼產品及筆記本電腦上,人造石墨多用于交通工具領域,其增長速度會高于負極材料的增長速度。而天然石墨的增長會低于負極材料的增長速度。

      ●負極材料的投資邏輯是建立在巨大的下游鋰電池需求上,雖然價格趨勢向下,但龍頭企業因產能集中,出貨量增加,會提升盈利水平。

      新能源汽車高速發展,鋰電池材料將充分受益。鋰離子電池性能優越,用途廣泛,前景最為廣闊。相對于鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等二次電池,鋰電池具有能量密度高、循環壽命長、自放電率小、無記憶效應和綠色環保等突出優勢。鋰電池隨著技術的不斷進步已經在人們的生活中得到了廣泛的應用,如便攜式電子產品、新能源汽車、儲能等領域。尤其是新能源汽車產業,發展新能源汽車已經上升為國家戰略,國家已提出了發展方向、戰略目標、主要任務及政策措施,新能源汽車發展正面臨千載難逢的歷史機遇。隨著一系列新能源汽車扶持政策即將出臺,中國新能源汽車在“十三五”期間將快速發展,屆時將帶動鋰電池材料快速增長。

      鋰電池構成材料

      鋰離子電池的主要組成部分包括正極、負極、電解液和隔膜等,統稱為鋰電池四大材料,上述材料在電池成本中所占的比例不同。其中,正極材料占40%左右,電解液占16%左右,隔膜占21%左右,負極材料僅占5%。因此,可以說正極材料的成本直接決定鋰電池成本的高低。

    鋰電池負極材料深度研究負極材料的分類與發展趨勢

      在鋰電池四大材料中,負極材料的技術相對最成熟。通常將鋰電池負極材料分為兩大類:碳材料和非碳材料。其中碳材料又分為石墨和無定形碳,如天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、軟炭(如焦炭)和一些硬炭等;其他非碳負極材料有氮化物、硅基材料、錫基材料、鈦基材料、合金材料等。

    鋰電池負極材料深度研究

      鋰電池負極材料處于鋰電池產業中游的最核心的環節,按電池成本分布,鋰電池負極材料及其他占比鋰離子電池總成本的28%左右。好的負極材料應該滿足如下要求:比能量高、相對鋰電極的電極電勢低;充放電反應可逆性好;與電解液和粘結劑的兼容性好;比表面積小(<10m2/g);振實密度高(>2.0g/cm3);嵌鋰過程中尺寸和機械穩定性好;資源豐富、價格低廉;在空氣中穩定、無毒副作用。目前主要是中間相碳微球(MCMB)、天然石墨(NGR)和硬碳(HC)。

      負極材料在國內已幾乎全部實現產業化。目前,國內負極材料產能也較大,基本能滿足國內市場的需求。高工產研鋰電研究所(GGII)調研顯示,2015年我國負極材料產量7.28萬噸,同比增長42.7%;國內負極材料產值為38.8億元,同比2014年增長35.2%。2015年負極材料均價保持下滑,幅度在5%~10%。雖價格整體下降,但負極材料產值增速接近產量增速,因為負極材料的結構在發生變化。受動力電池帶動,2015年國內負極材料的需求增長最快的是人造石墨,而人造石墨的均價高于天然石墨。

      全球負極材料總出貨量中天然石墨占比55%,人造石墨占比35%,中間相炭微球占比7.4%,鈦酸鋰、鋅、硅合計占比約1%。綜合而看石墨類負極材料占總出貨量的90%。全球來看,目前鋰電池負極材料生產企業主要在中國和日本,中國的優勢是石墨資源,日本優勢是技術。負極材料產品市場呈現出明顯的寡頭壟斷格局,負極材料市場集中度高決定了行業盈利的相對穩定,但是國內產能的集中建成,預計產品價格會小幅走低。

    硅合金和鈦酸鋰等負極新材料有望大幅提高產品性能。隨著鋰電池交通工具以及儲能領域的快速增長,由于石墨類負極的高性價比,未來2~3年石墨類負極材料仍會作為主流,我們預計產量將保持年20%左右的增長。天然石墨主要用在數碼產品及筆記本電腦上,人造石墨多用于交通工具領域,其增長速度會高于負極材料的增長速度。而天然石墨的增長會低于負極材料的增長速度。從技術來講,石墨負極材料的性能逐漸趨于理論值,如石墨的克容量為372mAh/g,目前部分廠家產品可以達到365mAh/g,由于生產工藝和固有缺陷,這已經基本達到極限值。

    鋰電池負極材料深度研究

      鋰電池下游需求分析  

      全球鋰電池產業呈現在東亞地區集聚的現象,中、日、韓三國幾乎占據了全球鋰電池市場所有的份額,但各國的產業重點并不相同。日本鋰離子電池產業的發展偏重于動力電池,其國內動力型鋰離子電池份額已經超過消費型鋰離子電池,占據了優勢地位。與日本相反的是,韓國鋰離子電池產業與其本國三星、LG等消費類電子產品制造廠商緊密聯系,其更偏重于消費型鋰電池的發展,消費類電子產品類鋰電池仍占據其產量的較高份額。在中國市場,鋰離子電池產業一直保持穩健的增長勢頭,我國鋰電池市場規模在全球市場的份額呈現逐年穩步上升的態勢,年均增長率為2%,由2011年的21%逐步增長至2014年的27%,僅次于韓日兩國,為世界第三大鋰離子電池生產國。

    鋰電池材料下游需求主要在小型電池(消費電子)、動力電池(新能源汽車)、儲能等領域。根據統計,2015年全球鋰離子電池總產量達到了100.75Gwh,其中小型電池占比66.28%、動力電池占比28.26%、儲能電池占比5.46%,動力電池領域的占比對比2014年增長接近一倍:

    鋰電池負極材料深度分析

      1、小型電池方面:由于消費電子滲透率較高,消費電子領域對于鋰離子電池的需求趨穩,基本保持10%左右的增長率。

      2、動力電池方面:新能源汽車領域的高速增長將帶動動力電池產業高速增長。

      2015年新能源汽車出現井噴態勢,2015年我國累計生產新能源汽車37.90萬輛,同比增長400%。2016年,中汽協預測預測新能源車銷量為70萬輛,對比2015年將增長一倍,在這種增速下,由于消費電子需求趨穩,動力電池占比將繼續提高,我們預計2016年動力電池占比將超過50%。

      3、儲能領域的發展對于鋰離子電池的需求巨大

      到目前為止,針對不同的領域、不同的需求,人們已提出和開發了多種儲能技術來滿足應用。全球儲能技術主要有物理儲能、化學儲能(如鈉硫電池、全釩液流電池、鉛酸電池、鋰離子電池等)、電磁儲能和相變儲能等幾類。鋰離子電池儲能則是目前儲能產品開發中最可行的技術路線。

    由上面分析可以得知,未來對電池消費增長拉動最大的將是動力電池方面和儲能方面。根據預測,2016年動力及儲能鋰電池總需求約3420萬KWh。動力電池需求中還包括了電動自行車、代步車等,其中鋰電自行車近兩年增長迅速,占整個動力電池的份額約10%。此外,儲能及工業方面,鋰電池也正在快速發展,通信后備電源中已經開始廣泛使用磷酸鐵鋰電池來替代鉛酸電池,整個市場正在快速起量,微電網儲能也進入了比較大規模的實驗階段。綜合來看,預計2016年國內動力電池總需求在3420萬KWh,同比增長30%。

    鋰電池負極材料深度分析

    鋰電池負極材料深度分析

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