锂离子电池正极材料行业简析
主要应用 于动力电 池产品, 逐渐成为 电动汽车 的应用主 流。
新能源电池5个关键性能指标要求
热稳 定性
安全 性
能量 密度
成本
循环 寿命
不同正极材料性能对比
每种正极材料都有自己的优势和缺陷, 有自身的应用领域和市场需求,从未来发展 看,能量密度的提升将是锂离子电池正极材 料的主要发展方向。
动力电池领域正极材料应用
3C电子产品产量增长乏力
3C电子产品领域锂电池正极材料需求趋缓
未来的 3C 电子产品销售市场更多的会来自新产品的更新换代智能穿戴的发展, 但是整体增速已经在逐渐放缓,预计未来 3 年的需求增速将保持在 8%左右的水平 。
新能源汽车市场增量明显
2011-2016 年我国新能源车产量(万辆)
中汽协数据显示,2016 年 我国新能源汽车生产51.7 万辆 ,同比增长51.7%。考虑到我 国到2020 年实现500 万辆新能 源车保有量的目标,预计2017 年我国新能源车总产量有望达 到68 万辆,同比增长30.78% ; 2018 年产量有望达100 万 辆,同比增长47.05%。动力力 锂电需求有望随新能车快速增 长而快速提升。
锂离子电池正极材料行业简析
2017年6月
一、锂电池正极材料概况 二、正极材料市场发展现状 三、正极材料下游市场分析及展望 四、我国锂电池正极材料企业竞争格局 五、技术发展趋势和国家产业政策简析
六、正极材料行业发展中的问题与风险揭示
一、锂电池正极材料概况
锂离子电池工作原理
充电时,Li离子从正极 脱嵌,通过电解质和隔 膜,嵌入负极,使负极 处于富Li离子态,正极 处于贫Li态; 放电时,Li离子从负极 脱嵌进入正极。
我国动力锂电池领域对正极材料需求量测算 (万吨)
按照目前的锂电池生产 工艺,每 Ah 锂电池消耗正 极材料约 7.0g,预计到 2020年,汽车动力锂电池领 域将带来超 14 万吨正极材 料的年需求量。
储能锂电池领域发展潜力巨大
2015 年全球储能各种技术类型累计运行的项目装机量结构图
2015 年,全球储能装机量已 近 150GW,电化学储能由于技术 、政策等原因仍然处于市场导入 阶段,规模为0.75GW,仅占储能 总装机量的 0.51%,市场空间巨 大。中国储能市场的累计装机量 为21.9GW,其中抽水蓄能为 21.8GW,电化学储能项目装机 106MW,占全球电化学储能项目装 机总容量的12%,与2012年的4%相 比,有大幅提升。未来随着技术 成熟和政策开放,储能市场也将 成为拉动锂电池消费的另一极。
三元材料 三元材料〔LiNixCoyM1-x-yO2,M为锰(Mn)或铝(Al),简称“NCM”或 “NCA”〕是目前认为较前途的动力锂电正极材料之一。工业和信息化部等部 门提出到2015年要把动力电池单体的比能量提高到180Wh/kg,模块比能量达 到150Wh/kg以上,这些条件磷酸铁锂和锰酸锂目前均无法满足,而三元材料 可以达到要求。与锰酸锂及磷酸铁锂材料相比,三元材料的性能更为平衡, 能量密度也更高,其容量高于锰酸锂、同时电压平台高于磷酸铁锂。更重要 的是三元材料有丰富的体系组成,可以根据性能需求对材料体系进行调制及 选择。
据统计预测,2016 年我国储能市 场锂离子电池的需求量约为 3.79 Gwh ,到 2018年,我国储能市场锂离子电 池的需求量将达到 8.21 Gwh。未来两 年,储能锂离子电池累计需求将达到 13.66Gwh。
2016 年我国储能领域锂离子电 池正极材料市场需求约为 8,292.52 吨,预计到 2018 年将达到 17,963.48 吨,2015 年-2018 年储 能领域锂电池正极材料的市场需求量 年复合增速超过了 40%。
锂电池的基本构成及材料成本比例
锂电池主要由正极材料、负极材料、 隔膜和电解液等构成
锂离子电池产业链简析
锂电池行业全产业链上游为原材料资源 的开采、加工,主要有锂资源、钴资源 和石墨等
中游为电池县官材料的制造和封装,主 要包括正极、负极、电解液和隔膜等
下游主要是锂电池的应用领域
主要正极材料分类及应用领域
锰酸锂 锰酸锂材料具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点 ,是理想的动力电池材料,在产业化的进程中需要改善其较差的循环性能及电 化学稳定性。 近年来锰酸锂的研究方向主要是改性锰酸锂,通过表面修饰和掺杂改善其性 能。锰酸锂材料的技术开发以日韩两国的技术成熟度最高,其锰酸锂产品已达 到现阶段电动汽车动力锂电池的使用要求。日产的Leaf纯电动轿车采用了日本 AESC公司的锰酸锂离子电池,早期的雪弗兰Volt也采用韩国LG化学的锰酸锂离 子电池。
磷酸铁锂 磷酸铁锂(LiFePO4)材料具有原材料丰富、循环寿命长、安全性能好等诸多
优点。但是由于磷酸铁锂电池一致性和能量密度较低,制约了其在乘用电动汽 车领域的发展。目前,业界一般认为磷酸铁锂比较适于储能系统,主要应用于 基站和数据中心储能、家庭储能、风光电储能等领域。
磷酸铁锂的改进主要集中在表面包覆、离子掺杂和材料纳米化3个方面。随 着研究工作的深入,当前磷酸铁锂材料的实际容量已经达到160mAh/g,十分接 近170mAh/g的理论容量。如果材料的批次稳定性和制备成本能够进一步降低的 话,该材料在储能系统等领域将有广阔的应用空间。
从产量增幅看,磷酸铁锂和三元材料是我国 近年来增长速度最快的正极材料。
钴酸锂的市场规模增长有限,是增长最慢的 正极材料,其市场份额正在受到其他正极材料的 挑战。
三、正极材料下游市场分析及展望
锂离子电池主要三大下游市场领域
动力领域
3C领域
储能领域
从我国锂电池应用领域看,动力、储能以及 3C 等产业快速发展已成为驱动锂离子电池产 业发展的主要驱动力。16 年上半年,我国锂电池产量位 28.15Gwh,同比增长 30.5%,预计 全年锂电池产量将达到 62.34 Gwh,其中,动力锂电池产量为 30.8 Gwh,占比超过 3C消费电 子用锂电池,成为最大的应用端,而 3C 消费电子类锂电池 16 年全年产业预计为 29.17 Gwh ,同比增长 14.98%,而储能电池 16 年预计生产 3.49 Gwh。
2009-2014 年全球正极材料产量
2014年全球锂电池正极材料总产 量为12.7万吨。从市场份额看,全球 锂离子电池正极材料的主流产品是钴 酸锂和三元材料,其中,三元材料在 全球正极材料份额中从2007年的8.9% 迅速增加到2014年的37.9%,是近些 年增长最快的正极材料。
其 磷酸 他 铁锂 7% 8%
钴酸锂
锰酸锂
锰酸锂的研究方向主要是改性锰酸锂,通 过表面修饰和掺杂改善其性能,已达到现 阶段电动汽车动力锂电池的使用要求.
二、正极材料市场发展现状
全球锂电池市场容量
2015 年,全球锂离子电池总体产量达到 100.75Gwh,同比增长 39.45%。得益于新能源 汽车产业,动力电池占比已经上升到 2015 年的 28.26%,成为锂电池重要组成部分。
锰酸锂
8%
全球锂电池正极材料总产量各类占比
三元材料 38%
钴酸锂 39%
钴酸锂 三元材料 锰酸锂 磷酸铁锂 其他
全球锂电池正极材料市场份额
锂电池正极材料市场呈现中、日、韩“寡头 聚集”的格局。
日韩的锂电正极材料产业起步早,整体技术 水平和质量优于我国锂电正极材料产业,占据锂 电正极材料市场高端领域。
杉杉能源是杉杉集团锂电池正极材料的产业平台,与其集团内的电 解液、负极材料等业务形成了有效的协同和互补效应。尤其是杉杉股份 在新能源汽车产业链的布局更是为杉杉能源的发展奠定了基础。2016年 杉杉能源新三板上市后,成为新三板规模和利润都非常靠前的投资潜力 企业
2、北大先行科技产业有限公司 竞争力排名:NO2 企业简介: 北大先行由东圣投资和北京大学合作于1999年创建成立,目前拥有西宁磷 酸铁锂生产基地、泰安正极材料生产基地,产能15000吨,主要客户有力 神电池、CATL、ATL、哈光宇、维科精华等。公司依托青海盐湖资源开发 出了钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料多种正极材料,同时公司在电动汽车及 储能电池组研发方向也有发展。2015年收入7.17亿,净利润16万元,2016 年上半年收入5.4亿,预计全年销售额将达11亿。 上榜理由:北大先行不仅仅布局电池正极材料,还涉足了电动汽车及储能 电池组的研发、生产、销售和服务。通过与宁德时代、普莱德等下游客户 的战略合作,加快了力神电池、哈光宇、维科精华等客户的布局。随着新 能源汽车市场崛起,北大先行不断扩大自身产能,在正极材料钴酸锂、磷 酸铁锂、三元材料甚至隔膜等皆有布局,整体呈现多点发展的局面。
主流的正极材料包括钴酸 锂(LCO)、锰酸锂(LMO) 、磷酸铁锂(LFP)和三元材料 (NCM/NCA)等四大类。
LCO
主要用于 小电池领 域及手机 和平板电 脑等IT 产 品中,是 消费电子 产品领域 的主流正 极材料
LMO
主要应用 于小型锂 电和动力 电池产 品。
LFP NCM/NCA
主要应用 于动力电 池和储能 电池。
目前在动力领域已大规模市场化应用的主要包括磷酸铁锂(LFP)、锰酸锂(LMO) 和三元材料镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)三种类型,其特点如下:
正极材料 能量密度
三元材料
最高
锰酸锂
居中
磷酸铁锂
最低
安全性 一般 较好 最好
循环寿命 一般 一般 好
成本 较高 较低 剧中
高低温性能 容易热分解 高温不稳定 低温性能差
三大领域对锂电池需求量预测
动力和储能领域 对锂电池的需求 增速在不断加快 !
锂离子电池及相关产品正 迎来黄金发展期,预计年复合 增长率将达到20%。其中,最大 动力将来自电动汽车市场。工 业和储能市场也将快速增长, 而消费类电子产品市场增速将 有所放缓
四、我国锂电池正极材料企业竞争格局