充满生机的现代农业投资

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恋许
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1 锂电池正极材料蓄势待发上海胜道投资管理有限公司邱红光宋榕电池工业的飞速发展与人类利用和改造能源的技术和需求密切相关, 就可循环使用的二次电池产业发展来看, 其经历了一个由最早的铅酸电池到镍镉电池镍氢电池, 再到锂电池的历程锂电池具有能量密度高循环寿命长自放电率小无记忆效应和绿色环保等突出优势因此, 自索尼公司于 1992 年首次开发出锂离子电池后, 近十几年来发展迅猛, 在小型二次电池市场中占据了最大的市场份额, 已成为化学电源应用领域中最具竞争力的电池而随着各国新能源汽车政策的推行, 未来新能源汽车领域动力锂电池需求有望迎来爆发式增长正极材料作为锂电池的关键材料, 蕴含着巨大的发展机会小型锂电池是目前锂电最重要的应用领域, 增长稳定运用在信息通讯办公数字娱乐等小型电器上的锂电主要特点是所用电芯数目少, 对电池倍率性能工作温度成本要求不高, 产业发展成熟锂电池高能量循环性能好环保的特点得以充分发挥这类市场将伴随笔记本和手机市场的成长而稳定增长根据 IIT 的预测, 这类电池未来三年的复合增长率在 8% 左右, 预计 2013 年将达到 110 亿美元的规模动力锂电池有望迎来爆发增长 1 小型动力锂电池: 电动自行车将是需求亮点小型动力锂电主要运用在电动工具电动自行车等领域这类锂电的特点主要是所用电芯数目上升, 对电源功率密度安全性温度特性自放电率有较高要求据 Avicenne 统计数据,2011 年锂电池在电动工具电池市场的渗透率将达到 69%, 已取代了镍氢和铅酸电池, 并将保持 8% 左右的增长而国内电动自行车市场由于较高的价格敏感性,90% 采用铅酸电池,8% 采用镍氢电池, 锂离子及其它电池只有 2% 左右随着锂电池价格不断下降及铅酸电池行业整顿引起的供应不足和价格上升, 在电动自行车市场, 锂电池对铅酸电池的取代速度将加快预测到 2015 年, 锂电池在电动自行车领域的渗透率将达到 20% 至 30%, 形成 60 至 90 亿元的市场规模, 对整个锂电池市场规模的提升幅度达到 15% 以上 1

2 汽车动力锂电池, 推动锂电池市场呈级数增长表 1: 不同产品锂电池需求量表产品名称所需容量折合 18650 标准电芯当量 ( 单个 18650 电芯按 8Wh 计算 ) 手机 4Wh 0.5 笔记本电脑 70Wh 8.

2 2 汽车动力锂电池, 推动锂电池市场呈级数增长表 1: 不同产品锂电池需求量表产品名称所需容量折合标准电芯当量 ( 单个电芯按 8Wh 计算 ) 手机 4Wh 0.5 笔记本电脑 70Wh 8.8 混合动力车 1,000Wh 125 插电式混合动力车 8,000Wh 1,000 纯电动车 20,000Wh 2,500 目前, 发展节约能源与无废物排放的新能源汽车已受到各国政府的高度重视, 为了加速本国电动汽车产业发展, 占领未来行业竞争的制高点, 西方各国纷纷推出电动汽车产业扶持政策, 加大在相关领域的研发投入, 加大购车补贴力度, 实行税收优惠政策从全球市场来看, 电动汽车 2011 年出货量远高于预期根据 JATO 咨询公司数据,2011 年上半年欧洲 24 个国家电动汽车销售量达到 5222 辆, 是 2010 年同期销量 (507 辆 ) 的 10 倍世界首款面向全球市场的量产纯电动车日产 Leaf, 全球销量已经达到两万辆, 远超年度产销计划据 IIT 预测, 动力锂电池汽车 2012 将增加至 93.1 万辆,2018 年达到万辆全球汽车锂电市场规模在 2012 年将达到 5500 亿日元, 约合 450 亿元人民币, 同比增长 237% 图 1: 电动汽车锂电池市场规模 ( 单位 : 亿日元 ) 数据来源 :IIT 第一创业证券研究所正极材料是锂电池的关键材料锂电池主要由正极材料负极材料隔膜和电解液等构成, 锂电池正极材料是其核心关键材料 2

图 2: 电池成本构成示意图数据来源 : 当升科技招股说明书在锂电池原材料构成成本中, 正极材料占制造成本的 40% 以上, 并且正极材料是电池中锂离子之源, 其性能直接影响了锂电池的各项性能指标, 所以锂电正极材料在锂电池中占据核心地位, 是锂电池中最关键的功能材料正极材料的选择和质量直接决定锂电池的性能与价格, 因此廉价高性能的正极材料的研究一直是锂电池行业发展的重点

3 图 2: 电池成本构成示意图数据来源 : 当升科技招股说明书在锂电池原材料构成成本中, 正极材料占制造成本的 40% 以上, 并且正极材料是电池中锂离子之源, 其性能直接影响了锂电池的各项性能指标, 所以锂电正极材料在锂电池中占据核心地位, 是锂电池中最关键的功能材料正极材料的选择和质量直接决定锂电池的性能与价格, 因此廉价高性能的正极材料的研究一直是锂电池行业发展的重点正极材料是锂的过渡金属化合物, 目前已经市场化的锂电正极材料包括钴酸锂三元材料 ( 锰钴镍系锂电池正极材料的统称 ) 锰酸锂和磷酸铁锂等产品正极材料的性能指标主要包括能量密度电导率振实密度循环寿命安全性能等表 2: 几种正极材料所生产的电池性能比较表技术指标钴酸锂三元材料 ( 钴镍锰酸锂 ) 锰酸锂磷酸铁锂工作电压 /V 材料电容量 /(mah/g) ~ 质量比能量 /(wh/kg) 电导率较高尚可低很低振实密度 (g/cm3) 2.8~ ~ ~ ~1.4 循环寿命 / 次 >500 >1000 >500 >1000 安全性差较好较好好成本高偏高低较低优点工作电压较高, 充放电价格低廉安全性高温稳定性好, 抗电高稳定性, 安平稳, 能量密度高, 填高, 耐过充性好, 解质腐蚀性好全可靠充性好, 工艺成熟比较容易制备 3

4 缺点抗过充电性较差, 价格昂贵 ( 钴 ), 循环性能有待提高, 热稳定性差振实密度低于锰酸锂 ; 含钴镍, 对环境有影响高温性差 ; 材料抗溶解性低, 深度充放电过程易发生晶格畸变, 造成电池容量的迅速衰竭振实密度低 ; 低温性差 ; 导电性一般, 电极材料利用率低适用范围小型电池小型电池, 动力电池动力电池动力电池下游需求及应用领域决定正极材料发展方向 1 小型锂电领域钴酸锂优势渐失, 三元材料快速增长钴酸锂是最早商品化技术最成熟的正极材料, 具有能量密度高放电电压高填充性好和循环寿命长等优点, 广泛应用于小型锂电领域, 十几年来其市场需求表现为上升趋势但随着三元材料的出现, 以其在高电压下凸显出的优于钴酸锂的能量密度优势, 以及比钴酸锂高 10% 至 15% 的克容量, 能明显提高电池的续航能力等优势, 使得钴酸锂在新兴的智能手机和平板电脑电池市场失去了大部分阵地, 市场需求逆转而下, 而三元材料在小型锂电中逐步占据了一定市场份额 2 动力电池领域多头并进根据动力锂电要求高功率较长寿命高安全性等特点, 全球目前动力电池正极材料的选择主要是锰酸锂三元材料和磷酸铁锂结合各国实际国情以及目前的经济性, 各个国家动力电池正极材料各有侧重美国同时发展锰酸锂和磷酸铁锂, 通用的 volt 就采用 LG 提供的锰酸锂电池, 而 fisker 公司的产品则使用 A123 的高性能磷酸铁锂电池日本采用锰酸锂和镍钴锰三元材料较多, 以锰酸锂为主, 主要考虑是锰酸锂的不存在专利之争的问题, 加上日本在锰系材料上积累了丰富的经验, 通过掺杂和烧结造粒, 锰酸锂高温性能和循环引得到了很大的提高, 能够满足实际使用日本厂商的锰酸锂具有高安全性低制造成本特点, 在车载环境下寿命高达 12 年 10 万公里, 与纯电动汽车的整车寿命相当, 日产 Leaf 三菱 I-MIEV 都使用我国目前汽车企业主推磷酸铁锂电池, 应用新能源车型包括比亚迪纯电动轿车混合动力轿车, 安凯客车纯电动客车, 上海申沃电动客车等但对于我国生产企业来说, 硫酸铁锂两大核心技术专利, 包敷碳技术专利碳热还原技术专利是无法绕行的, 前者已经在华申请, 加拿大 Phostech 公司拥有独家使用权 ; 后者归美国威能公司所有, 目前尚未到中国申请专利但是, 威能公司现已在苏州成立了两家公司威能科技有限公司威泰能源有限公司, 分别负责磷酸铁锂材料的生产和电池制作为抢占中国市场, 威能公司不排除会在专利上做文章 4

5 表 3: 国外部分电动汽车动力电池采用正极材料类型企业丰田日产通用 Fisker 戴姆勒宝马 THINK 现代汽车电动车种类 PHEV EV PHEV PHEV HEV HEV EV HEV 车名普锐斯 Leaf Volt Karma S400HYBRI 7 系 THINKCity Sonata 电池供应商 PEVE AESC LG 化学 A123 JCS JCS EnerDel LG 化学正极材料镍氢锰酸锂锰酸锂磷酸铁锂锰酸锂锰酸锂锰酸锂锰酸锂备注 1997 年 2010 年正式投放市 2010 年 2010 年 2009 年夏 2010 年底 2012 年春季在 2010 年在场, 是世界上 12 月上 12 月上季在欧洲在美国上上市欧洲上美国上市首款量产的市市上市市市混合动力车表 4: 中国部分电动汽车动力电池采用正极材料类型企业产品电池正极材料上海申沃纯电动城市客车磷酸铁锂上海申沃混合动力城市客车磷酸铁锂一汽海马汽车纯电动轿车磷酸铁锂郑州宇通客车混合动力电动城市客车磷酸铁锂奇瑞汽车纯电动轿车磷酸铁锂上海申沃纯电动城市客车锰酸锂北汽福田汽车混合动力城市客车锰酸锂北汽福田汽车纯电动城市客车锰酸锂中通客车混合动力城市客车锰酸锂江苏常隆客车纯电动城市客车磷酸铁锂厦门金龙纯电动客车磷酸铁锂江淮汽车纯电动电力工程车磷酸铁锂安凯汽车纯电动客车磷酸铁锂广州汽车混合动力城市客车磷酸铁锂哈飞汽车纯电动轿车磷酸铁锂比亚迪汽车纯电动轿车磷酸铁锂比亚迪汽车混合动力轿车磷酸铁锂 3 正极材料性能改进是关键各种正极材料的原始性能难以满足动力电池应用的要求, 仅仅依赖其原始性能, 该种材料的优点有可能不能被利用, 因而需要通过材料工程学技术在一定范围内通过改变材料的成分结构颗粒的尺寸形貌, 从而改变该材料的各项性能性能改变后的材料已不是纯相, 而是经过材料工程后的复合材料由于现阶段电池材料制造工艺参数的不成熟, 锰酸锂三元材料硫酸铁锂的技术线路还在不断更新和完善的过程, 最终谁能胜出并占领锂电池最具发展前景的动力电池领域, 还要 5

6 看哪种技术升级之后能满足大型动力电池对安全性高容量高功率的要求这正是研发和生产先进正极材料应用的关键, 是在正极材料市场竞争中获得优势的关键表 5: 磷酸铁锂和锰酸锂存在问题及改进方法磷酸铁锂动力电池锰酸锂动力电池导电性问题低温性能差一致性差容量衰减 ( 锰的溶解 ) 高温性能差问题描述磷酸铁锂空间结构的稳定性导致了其锂离子扩散速度慢, 高倍率充放电时, 实际的比容量低磷酸铁锂低温性能劣于锰酸锂材料, 对于单只电芯, 其 0 时的容量保持率约 60~70%,-10 时为 40~ 55%,-20 时为 20~40% 单体磷酸铁锂电池寿命目前能超过 2000 次, 但电池组的寿命会大打折扣, 有可能是 500 次因为电池组是由大量单体电池串并而成, 只有在电池性能高度一致时, 寿命发挥才能接近单体电池的水平而在现有的条件下, 由于种种原因, 制作出来的电池一致性不佳, 进而影响到电池的使用性能和整体寿命电极上的固态锰会发生歧化反应, 造成锰的溶解在较高温度下, 锰酸锂的循环性能变差主要原因是锰的溶解问题此外, 温度越高, 循环次数越多, 晶格会畸变, 造成锂离子脱嵌困难改进方法包裹碳或金属, 掺杂金属离子或粒子, 有效控制磷酸铁锂的粒子尺寸改进电解液体系正极配方电芯结构设计作为电池组使用时, 调控其工作环境温度把握原材料品质 ; 有精密的电池生产设备 ; 对工艺制作及流程的关键位有精细的控制模式优化合成工艺条件, 改进晶体形态和晶粒大小通过掺杂, 引入 Cr Ni Co Al 等低价金属元素离子部分替代 Mn, 减少 Mn3+ 的含量, 从而减少充放电过程中的结构变化, 降低锰的溶解三元材料降低了钴在正极材料中的比重, 因为钴价格高昂, 并且通过锰钴镍互相掺杂结构互补, 发挥三元协同效应, 得到性能更优异的嵌锂氧化物正极材料制备方法对于三元材料的性能影响很大目前的工业合成工艺较为繁复, 前驱体制备重复性差, 粉体的填充性不理想, 昂贵的钴镍元素比例较高未来的研究重点可以放在降低钴镍元素比例, 合成方法的创新和改进, 优化掺杂包覆的改进手段等方向上目的在于降低产业化成本, 提高三元材料的振实密度改善高低温和高截止电压下的循环稳定性能和倍率性能锂电池正极材料, 中国有机会弯道超车全球锂电池产业目前主要集中在日本中国和韩国由于日本是最早实现锂电池商用化的国家, 在 2000 年以前全球锂电的生产基本被日本垄断随着中国韩国锂电池制造技术的开发和提升, 日本锂电池出货量的比例在逐渐降低, 中国和韩国锂电池出货量的比例在逐渐增加 2010 年, 中日韩三国在全球锂电池市场出现三足鼎立的状态而随着中国作为电子消费大国的地位日趋强化, 并且锂电池的下游电子产品制造集中于中国, 锂电池制造产能还将继续向中国转移图 3: 全球锂离子电池市场份额图 6

数据来源 :IIT 国家统计局第一创业证券研究所在国际市场, 锂电正极材料行业已经逐渐形成了寡头竞争的局面在国内市场, 目前仍有较多的企业在参与市场竞争, 由于锂电正极材料行业技术集成度高下游客户对产品质量要求严格等原因, 一些不具备核心竞争力的企业将会逐步退出, 行业内的优势企业将占据越来越多的市场份额表 6: 国内外主要锂电池正极材料生产厂商厂商名称产品类型主要市场产能 ( 吨 )

7 数据来源 :IIT 国家统计局第一创业证券研究所在国际市场, 锂电正极材料行业已经逐渐形成了寡头竞争的局面在国内市场, 目前仍有较多的企业在参与市场竞争, 由于锂电正极材料行业技术集成度高下游客户对产品质量要求严格等原因, 一些不具备核心竞争力的企业将会逐步退出, 行业内的优势企业将占据越来越多的市场份额表 6: 国内外主要锂电池正极材料生产厂商厂商名称产品类型主要市场产能 ( 吨 ) 备注日本日亚化锰酸锂 + 钴酸锂日本 6,000 学 + 三元材料锰酸锂 + 钴酸锂日本户田日本 1,500 + 三元材料韩国 Umicore 钴酸锂 + 三元材料韩国 3,500 韩国 L&F 钴酸锂 + 三元材料韩国 1,600 美国 A123 磷酸铁锂 4,000 加拿大 phostech 锂磷酸铁锂 2,500 业锂电池正极材料龙头企业, 中国第一世界第三大锂电池正极材料专业供应商, 也是国内率先出口锂电正极材料的供应商公司现有产能 4400 吨, 预计首发募资和超募资金项目钴酸锂为主 + 锰酸锂中国日本 2012 年建成投产后分别能增加产能 3900 吨,2700 吨, 总产当升科技 4,400 + 三元材料韩国能将增至吨, 钴酸锂锰酸锂三元材料产能分别达到 6950 吨 2580 吨 1470 吨公司在国际前 6 大锂电巨头中拥有 5 家客户, 包括三星 SDI LG 化学三洋能源深圳比克和比亚迪等公司杉杉股份的控股子公司现有年产能为钴酸锂 4000 吨三元材料 200 吨锰酸锂 500 吨磷酸铁锂 300 吨公司生产钴酸锂 + 锰酸锂湖南杉杉中国 5,000 和研发历史较长, 技术研发与中南大学合作公司已与户田 + 磷酸铁锂工业株式会社及伊藤忠商事株式会社签署了正极材料业务合作备忘录, 进军正极材料高端市场 7

8 中信国安控股 90% 的子公司盟固利是最先打破国外钴酸锂中信国安盟固利钴酸锂 + 镍酸锂 + 锰酸锂 + 三元材料中国 5,000 产品对中国市场长期垄断的企业, 目前占据钴酸锂产品国内市场份额的 40% 2008 北京奥运纯电动公交车所使用的锰酸锂动力电池正极材料均来自于盟固利同时还是国内外首家向市场推出新一代正极材料锰酸锂和镍酸锂的企业中国宝安参股公司该公司是一家在国内较早实现三元材料深圳天骄锰酸锂 + 磷酸铁锂 + 三元材料中国 7,850 大规模工业化的企业, 是目前产销规模领先的专业三元材料龙头企业, 公司现有年产能为三元材料 4200 吨, 锰酸锂 3150 吨, 磷酸铁锂 500 吨湖南瑞翔钴酸锂为主 + 锰酸锂 + 三元材料中国韩国日本 5,000 具备铜钴合金分离四氧化三钴制作, 以及正极材料生产的能力, 技术方面主要与中南大学合作产品以钴酸锂为主宁波金和三元材料为主 + 锰酸中国韩国锂 + 磷酸铁锂日本 8,000 北大先行磷酸铁锂 + 钴酸锂 + 三元材料中国 6,000 天津斯特兰磷酸铁锂中国韩国 2,000 天津巴莫钴酸锂 + 三元材料中国 6, 年成立, 是专业生产销售锂电池正极材料的创新型企业, 三元材料国内市场占有率超过 50%, 出口市场份额超过 80%; 钴酸锂的前驱材料, 四氧化三钴国内市场占有率第 1 位, 出口市场占有率第 1 位下游客户包括韩国三星 LG, 日本索尼, 比亚迪力神 ATL 等公司 1999 年由东圣投资有限公司和北京大学合作创建,2010 年在青海省西宁市建立新能源材料产业园, 成立青海泰丰先行锂能科技有限公司, 万吨级磷酸铁锂产业基地正式落成 2010 年实现钴酸锂和三元材料年产能 4000 吨, 磷酸铁锂年产能 2000 吨 2007 年成立, 专业生产磷酸盐系列锂电正极材料的公司, 现阶段年产能达到 2000 吨, 并计划在未来两年达到年产 4000 吨的规模 2008 年获得上海联和投资有限公司深圳市招商局科技投资有限公司 4000 万投资 2010 年 10 月与天津创业投资发展有限公司签订了 8000 万元股权融资合作协议 2002 年成立, 第一和第二大股东分别为盈富泰克创业投资有限公司和天津市津能投资公司, 公司 2010 年曾提出过 IPO 申请, 但未通过公司主要产品有锂电池用正负极材料, 现正极材料年生产能力为钴酸锂 4500 吨, 三元材料及前驱体 2000 吨, 同时具备四氧化三钴年产能力 4500 吨在传统的钴酸锂市场, 海外竞争对手技术优势已不明显, 国内产品显现出较高性价比 ; 而新型正极材料方面, 我国领先的正极材料企业进入日本及韩国电池制造巨头的供应商名单, 也足以说明我国技术并不落后并且, 由于国内正极材料的研发已紧跟日美等国多年, 新型正极材料的不断出现, 以及正极材料性能改良的不断摸索, 也给予技术积累深厚的正极材料领先企业超越的机会同时, 我国在能源价格生产人员和研发人员成本, 以及部分原材料价格方面均具有优势, 结合核心优势的积累以及前瞻的产能储备, 我国锂电池正极材料产业有可能借动力锂电发展的契机弯道超车 8

Management2.0: Competitive Advantage through Business Model Design and Innovation

Management2.0: Competitive Advantage through Business Model Design and Innovation 2014-2016 年全球和中国动力锂电池行业研究报告 2013 年, 全球电动汽车销量达到 22.8 万辆, 其中插电式混动动力 (PHEV) 汽车销量 9.5 万辆, 纯电动 (EV) 汽车销量 13.3 万辆, 随着全球范围内电动汽车推广力度加大, 预计到 2016 年, 电动汽车销量将增长至 70 万辆 2013 年全球电动汽车动力电池需求达到 5,662MWh, 随着电动汽车销量的攀升,