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乞耿
7 years ago
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1 锂电池行业分析研究报告新材料在线产业研究院

2 01 目录 1. 锂电池概况 2. 锂原材料 3. 正极材料 4. 负极材料 5. 电解液 6. 隔膜

3 04 锂电池概况

4 02 锂电池概况锂离子电池是一种二次电池 ( 充电电池 ), 它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作在充放电过程中,Li + 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌 : 充电时,Li + 从正极脱嵌, 经过电解质嵌入负极, 负极处于富锂状态 ; 放电时则相反电池一般采用含有锂元素的材料作为电极钴酸锂三元材料锰酸锂或磷酸铁锂锂离子自由通过, 电子不能通过石墨或其他负极材料优点 : 输出电压高 (3.6V) 能量密度大自放电小, 循环寿命长无记忆效应, 可快速充放电无有毒有害物质缺点 : 温度影响电池容量安全性能不好应用领域 : 消费电子电动交通工具大型动力电源二次充电及储能领域

5 03 锂电池产业链分析上游原材料钴矿锂矿石墨矿中游电池材料及电芯正极电解液负极隔膜电芯制造与 pack 封装下游应用领域消费电子动力电池

6 05 锂离子电池的应用锂离子电池应用领域下游应用产品手机笔记本现有应用领域相机电动工具电动自行车新兴应用领域储能领域新能源汽车

7 06 锂电池市场份额 2014 全球锂电池市场份额情况 4.0% 34.0% 27.0% 35.0% Source: 赛迪智库中国日本韩国其他 2014 全球锂离子电池主要企业市场份额 20.9% 21.0% 1.8% 1.9% 2.8% 3.0% 15.9% 5.5% 6.0% 7.5% 14.3% 三星 SDI LG 化学松下索尼 ATL 力神比亚迪光宇 Maxell BAK 其他 Source:SNE

8 中国前五家锂电池企业 2014 年我国锂离子电池产业格局排名前两位的仍然是比亚迪和天津力神,2014 年营业收入均突破 40 亿元, 同比增长超过 20%; 光宇国际和海特电子分别位居三四名, 2014 年应用收入在 20 亿元附近, 与前两位的差距十分明显 ; 深圳比克 2014 年营业收入大幅下降至 7.5 亿元序号公司名称销售收入 ( 亿元 ) 产量 ( 亿只 ) 1 ATL 比亚迪天津力神光宇深圳比克 Source: 赛迪智库, 中国化学与物理电源行业协会

9 08 锂原材料

10 09 锂电池上游原材料上游原材料钴矿锂矿石墨矿中游电池材料及电芯正极电解液负极隔膜电芯制造与 pack 封装下游应用领域消费电子动力电池

11 % 万吨 10 锂电池上游原材料 60 一辆新能源电动车电池原材料消费量碳酸锂钴石墨 Source:i 投资一辆电动车的三种原料消费量 :45 千克碳酸锂 11 千克钴 50 千克石墨我们以特斯拉 ModelS 为例, 测算了电动车中三种主要金属元素的含量同时按电动车年销量增长 100 万辆为基准, 做原材料的消费增量敏感性分析, 可得出碳酸锂消费增量 4.5 万吨, 现消费量 14 万吨 / 年 ; 钴消费增量 1.1 万吨, 现消费量 8 万吨 / 年 ; 石墨消费增量 5 万吨, 现消费量巨大但无准确数字 15 锂电池原材料全球消费增量敏感性分析碳酸锂钴石墨年全球消费量 100 万辆电动车带动的消费增量消费增量 / 全球消费增量 Source:i 投资

12 11 全球锂电池及原材料需求便携式设备用锂电池 ( 亿 Wh) 电动汽车用锂电池 ( 亿 Wh) 储能用锂电池 ( 亿 Wh) 锂电池总产量 ( 亿 Wh) 正极材料 ( 万吨 ) 负极材料 ( 万吨 ) 隔膜 ( 亿平方米 ) 电解液 ( 万吨 ) Source:SNE

13 12 锂行业产业链锂矿石盐湖锂卤水焙烧法加压法硫酸法蒸发法吸附法煅烧法工业级碳酸锂氢氧化锂电池级碳酸锂氟化锂高纯度碳酸锂锂基酯正极六氟磷酸锂金属锂丁基锂润滑剂电池锂电池电解液锂合金机械行业消费电子电动汽车航天航空汽车军工有机物合成化工制药科研全球锂资源储量约为 1300 万吨, 年开采量为 3.5 万吨, 预计可开采 371 年世界主要锂资源国家产量和储量

13 锂行业产业链全球锂生产概况三大盐湖锂厂商盐湖储量 ( 碳酸锂当量 ) 品味镁锂比年产量 ( 碳酸锂 ) 美国 Rockwoo d 智利阿卡塔 3168 万吨 0.15% 6.4 3 万吨美国银峰 21.12 万吨 0.02% 1.2 智利 SQM 智利阿卡塔 3168 万吨 0.15% 6.4 4.

14 13 锂行业产业链全球锂生产概况三大盐湖锂厂商盐湖储量 ( 碳酸锂当量 ) 品味镁锂比年产量 ( 碳酸锂 ) 美国 Rockwoo d 智利阿卡塔 3168 万吨 0.15% 万吨美国银峰万吨 0.02% 1.2 智利 SQM 智利阿卡塔 3168 万吨 0.15% 万吨美国 FMC 合计产量全球产能阿根廷 Salardehombre Meurto 万吨 0.07% 万吨 9.77 万吨 20 万吨在锂的下游用途中, 锂总比例的 29% 主要应用于电池 Source:USGS 图 : 锂下游用途占比其他原铝生产聚合物生产空气净化 5% 5% 10% 1% 陶瓷和玻璃 35% 连铸结晶器保护渣粉 6% 润滑脂 9% 电池 29% Source:USGS

14 锂行业产业链目前全球 1 年锂的消费量大约是 16 万吨碳酸锂当量, 其中有 5 万吨应用于电池领域按照 60KWH 车型计算, 如果产量达到 50 万辆的水平, 那么相当于电池级碳酸锂 / 氢氧化锂需求增加 50% 而 2013 年全球新能源汽车 (PHEV+EV) 销量已达到 18 万辆 Source: 海通证券研究所价格分析工业级碳酸锂含量低于 99%, 技术级碳酸锂纯度

15 14 锂行业产业链目前全球 1 年锂的消费量大约是 16 万吨碳酸锂当量, 其中有 5 万吨应用于电池领域按照 60KWH 车型计算, 如果产量达到 50 万辆的水平, 那么相当于电池级碳酸锂 / 氢氧化锂需求增加 50% 而 2013 年全球新能源汽车 (PHEV+EV) 销量已达到 18 万辆 Source: 海通证券研究所价格分析工业级碳酸锂含量低于 99%, 技术级碳酸锂纯度 99%, 而电池级碳酸锂纯度 99.5%, 涵盖了 75% 的锂电市场, 售价在 6500 美金 / 吨纯电动车级碳酸锂纯度 99.9%, 覆盖了 15% 的锂电市场, 售价 8500 美金 / 吨 EV Plus 级碳酸锂纯度则达到了 99.99%, 占据 10% 锂电市场, 售价美元 / 吨电动汽车中, 锂电成本占比最大, 接近一半, 而锂电成本中, 又以正极材料的价值量占比最大, 一般占比 30-40% 新能源汽车成本分析动力电池, 50% 负极材料, 其他, 18% 10% 电解液, 17% 正极材料, 30% 隔膜, 25% Source:IIT

16 15 国内锂行业重点企业国内锂行业重点企业天齐锂业赣锋锂业西藏矿业兴晟锂业西部矿业江特电机

17 16 钴全球钴资源储量分布 3% 3% 2%1% 4% 4% 14% 48% 21% 刚果澳大利亚古巴赞比亚俄罗斯新喀里尼里亚加拿大中国其他 Source:USGS 中国钴矿储量分布 30.00% 30.50% 6% 10.40% 7.10% 7.30% 8.50% 甘肃山东云南河北青海山西 Source: 千讯咨询

18 17 钴在钴的下游消费结构中, 锂电池的份额最大, 约占 42% 但由于钴价格高, 所以锂电池正极材料发展方向是尽可能减少钴的使用全球钴下游消费结构 4% 3% 7% 7% 42% 9% 9% 19% 化学电池高温合金硬质合金催化物陶瓷色釉料磁性材料粘结剂, 干燥剂其他世界主要钴供应商 Source:USGS 主要地点矿产名称产量 ( 吨 ) Glencore XStrata 同比增加 (%) 总和 % 非洲 Katanga Mutanda Mopani % 加拿大 Sudbury Raglan Nikkelverk % 澳大利亚 Murrin Murrin XNA % 淡水河谷公司 % 自由港公司刚果 Tenke Fungurume % Sherritt 其他产量企业总和 % 古巴 Moa % 马达加斯加 Ambatovy % 2013 年 1-11 月赞比亚钴产量同比增加 17%, 达到 5857 吨中国主要钴相关企业海亮股份格林美中国中冶金岭矿业 Source: 安泰科

19 18 石墨中国石墨矿资源相当丰富全国 20 个省 ( 区 ) 有石墨矿产出探明储量的矿区有 91 处, 总保有储量矿物 1.73 亿吨, 居世界第 1 位从地区分布看, 以黑龙江省为最多, 储量占全国 64.1%, 四川和山东石墨矿也较丰富锂电池和核能对原材料方面的需求占了石墨下游消费的 9% 石墨下游消费占比 3% 2% 14% 26% 化工半导体光伏金属冶炼 5% 锂电池和核能模具 6% 高温合金汽车工业 9% 15% 玻璃陶瓷其他 10% 10% Source:i 投资

20 19 正极材料

21 20 正极材料上游原材料钴矿锂矿石墨矿 2 中游电池材料及电芯正极电解液负极隔膜电芯制造与 pack 封装下游应用领域消费电子动力电池

22 21 正极材料钴酸锂 (LCO) 镍钴锰酸锂 (NCM) 锰酸锂 (LMO) 磷酸铁锂 (LFP) 镍钴铝酸锂 (NCA) 分子式 LiCoO 2 LiNixCoyMn1 -x-yo 2 LiMn 2 O 4 LiFePO 电压平台比容量振实密度优点缺点主要正极材料性能对比及主要车企材料选择充放电稳定, 生产工艺简单钴价格昂贵, 循环寿命较低电化学性能稳定, 循环性能好用到一部分金属钴价格昂贵锰资源丰富, 价格较低, 安全性能好能量密度低, 电解质相容性差高安全性, 环保长寿低温性能较差, 放电电压低高能量密度, 低温性能好高温性能差, 安全性能差, 生产技术门槛高 Source: 动力锂离子电池及其正极材料的研究进展车企特斯拉宝马通用丰田日产比亚迪车名 Model S I3 雪佛兰 Volt Prius 锂电版 Leaf E6 电动车辆种类纯电动纯电动增程式混动混动纯电动纯电动电池供应商松下三星 SDI LG 松下自主研发自主研发电池配备容量 (kwh) 40,60, 能量密度 170wh/ kg 130wh/ kg 81wh/kg 30-80wh/g 140wh/k g 100wh/g 续航 ( 公里 ) > ( 电动 ) 24( 电动 ) 正极材料酸锂当量需估算 ( 公斤 ) 2014 全球销量 NCA( 镍钴铝锂 ) 改性锰酸锂锰酸锂镍钴锰酸锂锰酸锂磷酸铁锂万 1.6 万 2.1 万 6.1 万 3611 Source: 海通证券研究所

23 22 正极材料能量密度成本安全性热稳定性循环寿命是动力锂电池的 5 个关键指标, 三元材料锰酸锂与磷酸铁锂任何一个在这 5 个方面都不具有绝对优势, 导致动力锂电池极材料技术路线的差异三种动力用正极性能比较正极材料能量密度安全循环寿命成本高低温性能锰酸锂居中较好一般最低高温下最稳定三元材料最高一般一般最高容易热分解磷酸铁锂最低最好好居中低温性能差目前镍钴锰三元材料主要仍是和钴酸锂锰酸锂等掺杂使用于手机平板电脑及小型动力电池领域, 未来的市场份额预计将进一步提高, 新能源汽车领域将成为其主要市场之一, 而钴酸锂的市场份额将减少 2020 年电池正极材料 ( 消费品 ) 所占比例 2020 年电池正极材料 ( 电动车 ) 所占比例 8% 6% 10% 16% 42% 15% 37% 28% 38% NMC LCO LMO LNO LFP NMC LMO LNO LFP Source: 三井株式

24 23 正极材料或受益于动力电池的爆发, 三元材料在正极材料市场中的份额不断提升三元材料在正极材料市场中的份额 2013 年中国主要正极材料市场份额销售额 Source:IIT 钴酸锂三元材料锰酸锂磷酸铁锂 Source: 中国化学与物理电源行业协会

25 24 我国主要正极材料企业产能序号单位产能 1 湖南杉杉新材料股份有限公司 9000 吨 /a 2 北大先行科技产业有限公司吨 /a 3 北京当升材料科技股份有限公司吨 /a 4 天津巴莫科技股份有限公司 7000 吨 /a 5 湖南瑞翔新材料股份有限公司吨 /a 6 宁波金和新材料股份有限公司吨 /a 7 深圳市天骄科技开发有限公司吨 /a 8 厦门钨业股份有限公司 5000 吨 /a 9 深圳市振华新材料股份有限公司 7000 吨 /a 10 青岛乾运高科新材料股份有限公司 5500 吨 /a Source: 中国电池网

26 25 负极材料

27 26 负极材料上游原材料钴矿锂矿石墨矿 3 中游电池材料及电芯正极电解液负极隔膜电芯制造与 pack 封装下游应用领域消费电子动力电池

28 27 负极材料天然石墨石墨类碳材料人造石墨改性石墨焦炭碳材料易石墨化碳材料 ( 软碳 ) 碳纤维无定形碳材料中间相碳微球 PAS 负极材料锡基材料难石墨化碳材料 ( 硬碳 ) 环氧树脂非碳材料硅基材料氮化物酚醛树脂钛基材料负极材料性能对比负极材料负极材料细分比容量 (mah/ g) 首次效率循环寿命 / 次安全性快充特征天然石墨 % 1000 一般一般人造石墨 % 1000 一般一般碳系负极中间相炭微球 % 1000 一般一般石墨烯 % 10 一般差钛酸锂钛酸锂 % 最高最好合金系负极硅 % 200 差差锡 % 200 差差 Source: 长江证券研究所

29 28 负极材料全球负极材料总出货量中天然石墨占比 55%, 人造石墨占比 35%, 中间相炭微球占比 7.4%, 钛酸锂锌硅合计占比约 1% 综合而看石墨类负极材料占总出货量的 90% 全球锂电池负极材料消费结构 1.71% 0.76% 7.41% 35% 55% 天然石墨人造石墨中间相碳和钛酸锂 HC/SC Si/Sn/STL Source:IIT

30 29 我国主要负极材料企业产能序号单位产能 / 吨 1 深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司上海杉杉科技有限公司江西紫宸科技有限公司深圳斯诺实业有限公司湖南星源石墨江西正拓新能源材料有限公司湖州创亚动力电池材料有限公司天津锦美碳材科技发展有限公司湖南摩根海容新材料有限责任公司成都兴能新材料有限公司钛酸锂 5000 Source: 中国电池网 ( 数据统计截止到 2014 年 9 月 )

31 30 电解液

32 31 电解液上游原材料钴矿锂矿石墨矿 4 中游电池材料及电芯正极电解液负极隔膜电芯制造与 pack 封装下游应用领域消费电子动力电池

33 32 电解液锂电池电解液, 是锂离子电池中是作为带动锂离子流动的载体, 对锂电池的运行和安全性具有举足轻重的作用锂离子电池的工作原理也就是其充放电的过程, 就是锂离子在正负极之间的穿梭, 而电解液正是锂离子流动的介质电解液溶剂溶质添加剂碳酸丙烯脂 PC 碳酸乙烯脂 EC 碳酸二甲脂 DEC 甲脂 1,4- 丁丙脂 GBL LiPF 6 LiBF 4 LiClO 4 LiAsF 6 LiCF 3 SO 3 几种电解质性能对比阻燃剂导电添加剂成膜添加剂耐过充过放添加剂耐高低温添加剂锂盐优点缺点 LiClO 4 LiAsF 6 LiBF 6 LiCFSO 3 /LiN(CF 3 SO 2 ) 2 / LiC(CF 3 SO 2 ) 离子导电率较高纯化且稳定性较好因具有较高的氧化性, 容易出现爆炸等安全性问题, 一般只局限在实验研究中含有有毒的 As, 使用受到限制化学及热稳定性不好且导电率不高制备成本相对较高且不易纯化 LiN(CF 3 SO 2 ) 2 LiPF 6 具有极高的导电性及优异的热稳定性具有较高的离子导电率它在 4v 左右就开始对铝箔产生很强的腐蚀作用热稳定性不好, 而且对水非常敏感导电率大小依次是 :LiAsF 6 >LiPF 6 >LiClO 4 >LiBF 6 >LiOSO 2 CF 3 Source:IEK

34 33 原料 : 六氟磷酸锂电解液约占电芯成本的 15% 15% 15% 30% 25% 15% 正极负极隔膜电解液其他六氟磷酸锂约占电解液成本的 43% 6% 11% 10% 43% 30% 六氟磷酸锂溶剂添加剂人力其他 Source : IIT

35 34 电解液 3% 2% 2% 1% 4% 16% 5% 7% 16% 7% 11% 12% 12% 国泰华荣 Panax-Etec LG 化学 In-house Mitubushi 大陆其他 Tomipure Soulbrain 新宙邦 Ube 东莞杉杉力神自制 Novolyte Kishida Source : IIT 锂离子电池主要电解液企业产能厂商产能 / 吨 1 张家港市国泰华荣化工新材料有限公司深圳新宙邦科技股份有限公司天津金牛电源材料有限责任公司东莞市杉杉电池材料有限公司广州市天赐高新材料科技有限公司东莞凯欣电池材料有限公司珠海市赛纬电子材料有限公司北京化学试剂研究所汕头市金光高科有限公司湖州创亚动力电池材料有限公司 1500 Source: 中国电池网 ( 数据统计截止到 2014 年 9 月 )

36 35 隔膜

37 36 隔膜上游原材料钴矿锂矿石墨矿 5 中游电池材料及电芯正极电解液负极隔膜电芯制造与 pack 封装下游应用领域消费电子动力电池

对锂离子有很好的透过性, 保证低电阻和高离子传导率具有足够的力学性能, 包括穿刺强度拉伸强度等,

38 37 隔膜隔膜的主要作用是使电池的正负极分隔开来, 防止两极接触而短路, 此外还具有能使电解质离子通过的功能锂电池隔膜要求具有电子绝缘性, 保证正负极的机械隔离热稳定性自动关断保护性能好锂电池隔膜有一定的孔径, 对锂离子有很好的透过性, 保证低电阻和高离子传导率具有足够的力学性能, 包括穿刺强度拉伸强度等, 但厚度尽可能小对电解液的浸润性好, 有足够的吸液保湿能力和离子导电性有足够的化学稳定性和电化学稳定性, 有一定的耐湿性和耐腐蚀性

39 38 隔膜的市场需求全球锂电池隔膜需求量全球锂电池隔膜需求规模 Source:IEK

40 39 隔膜企业情况和趋势锂离子电池主要隔膜企业产能序号单位产能 / 万平方米 1 深圳市星源材质科技股份有限公司干法 :5000, 湿法 : 新乡市中科科技有限公司佛山市金辉高科光电材料有限公司湿法 : 沧州明珠塑料股份有限公司干法 :5000, 湿法 : 河南义腾新能源科技有限公司干法 : 南通天丰电子新材料有限公司干法 : 佛山市东航光电科技有限公司干法 : 河北金力新能源科技股份有限公司湿法 : 天津东皋膜技术有限公司湿法 : 山东正华隔膜技术有限公司干法 :2000 隔膜的发展趋势提高容量和便携性更轻薄 Source: 中国电池网 ( 数据统计截止到 2014 年 9 月 ) 手机和笔电等消费类锂电池第一类 : 功能性复合薄膜聚烯烃微孔膜 : 聚乙烯 (PE), 聚丙烯 (PP) 传统隔膜物联网应用等分布便携终端在 PE,PP 膜基地上添加的功能性涂层 : 陶瓷隔膜等 : Source: 新材料在线整理兼顾容量和安全性电动汽车和电动自行车动力锂电池储能电站等分布式供电系统第二类 : 新材料隔膜 PE,PP 膜以外的新材料 : 聚酰亚胺隔膜 (PI), 凝胶聚合物电解质膜等

41 40 其他事宜免费加入锂电池专家库微信后台留言 : 锂电池专家 + 姓名 + 单位 + 职位 + 电话 + 免费获取锂电池 PDF 报告微信后台留言 : 锂电池 + 姓名 + 单位 + 职位 + 电话 + 免费加入锂电池企业导航微信后台留言 : 锂电池导航 + 姓名 + 单位 + 职位 + 电话 + 如果贵司需要寻找锂电池供应商或者需求光锂电池材料微信后台留言 : 锂电池需求 + 姓名 + 单位 + 职位 + 电话 + 所有加入供应商导航的企业将自动免费加入中国好材料评选活动

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