北歐某電動汽車公司生產(chǎn)的最新電動汽車 資料圖片/中國電池網(wǎng)-中國電池網(wǎng)雜志 攝影/楊志彪
一、鋰電進入動力電池時代
1.1環(huán)保+性能優(yōu)異,鋰電孕育一場能源應(yīng)用“革命”
鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池所使用的材料里不含有污染性金屬,鋰電池在生產(chǎn)及使用過程中沒有污染物產(chǎn)生。相比較鉛酸蓄電池而言,鋰電池在環(huán)保上有著天然的優(yōu)勢。
此外,鋰電池還具有比能量大,循環(huán)壽命長,自放電率低,無記憶效應(yīng)等優(yōu)勢。鋰電池完全能夠滿足車用動力的需求,在加上其綠色、環(huán)保的特點。鋰電池借助其優(yōu)異性能和節(jié)能環(huán)保的特性,其應(yīng)用從智能手機、數(shù)碼相機等消費電子,到電動自行車、電動汽車乃至儲能,可以說鋰電孕育著一場能源應(yīng)用“革命”。
鋰電池作為新能源、新材料和新能源汽車三大新興產(chǎn)業(yè)的交叉點,2012年國內(nèi)鋰電池產(chǎn)量為35.5億自然只(折合成18650規(guī)格統(tǒng)計),同比增長19.5%;市場規(guī)模已達(dá)到640億元,同比增長14.3%。
1.2電動汽車推動動力電池時代發(fā)展
鋰電池的下游應(yīng)用主要包括消費電子、動力電池、儲能電池三大領(lǐng)域。消費電子目前是主流,儲能市場技術(shù)上仍不成熟,未來鋰電主要增長在動力電池。
隨著智能手機、數(shù)碼相機的普及,當(dāng)前鋰電池80%產(chǎn)量應(yīng)用于消費電子,鋰離子電池數(shù)碼產(chǎn)品主要包括手機、筆記本電腦、IPAD、電動工具、數(shù)碼相機、便攜影音設(shè)備、游戲機等產(chǎn)品。新增長點主要看:智能手機、IPAD、以及電動工具。據(jù)高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所(GBII)預(yù)計,2012年鋰離子電池在傳統(tǒng)3C領(lǐng)域的市場規(guī)模為523億元,預(yù)計2013年的增長速度為15%。
儲能市場當(dāng)前規(guī)模較小,且技術(shù)上仍不成熟。2012年中國電網(wǎng)儲能的市場規(guī)模為6億元。且和光伏產(chǎn)品一樣,市場不是在國內(nèi),而是在發(fā)達(dá)國家。分布式儲能市場,將會遵循光伏逆變器的市場發(fā)展路線,先走歐洲、日本、美國,最后才到中國。國內(nèi)分布式儲能,2~3年內(nèi)還只能是試驗階段,市場需求要快速放量幾乎不可能,過高的系統(tǒng)成本以及繁瑣的審批流程,將成為兩大關(guān)鍵制約因素。
鋰電池當(dāng)前主要的增長點在動力電池市場,鋰電池在中小系統(tǒng)動力市場(電動自行車)將打敗鉛酸電池,鋰電池替換鉛酸電池的速度取決于鋰電池成本的下降速度,最近10年有望將完成這過程。這些市場敏感的不是技術(shù),而是成本。
電動自行車是短期內(nèi)最有可能成為鋰電大面積應(yīng)用的新領(lǐng)域。中國自行車協(xié)會當(dāng)前大力推動鋰電電動自行車的發(fā)展,期望3-5年內(nèi)用鋰電作為動力電池的比例從現(xiàn)在2%提高到20%。
去年4月,四部委發(fā)文將“時速不超過20公里、整車質(zhì)量(重量)不大于40公斤”作為電動自行車的及格線。同年5月18日,環(huán)保部又掀起了全國性的鉛酸蓄電池環(huán)保大整頓。經(jīng)過嚴(yán)格準(zhǔn)入后,全國鉛酸蓄電池企業(yè)將減少三分之二,甚至五分之四,而時速和重量的限制更將引導(dǎo)電動自行車的電池選擇,這為鋰電自行車帶來難得的機遇。
而在電動自行車之后,電動汽車與儲能又會帶動鋰電需求的新一輪井噴。出于擺脫石油依賴、加強環(huán)保等方面的原因,中國對電動車的支持力度會不斷加大,和動力應(yīng)用相比,消費類鋰電只可算小打小鬧。動力電池的崛起才真正打開了人們對鋰電無限的想象空間,目前鋰電池已成為電動汽車應(yīng)用的理想產(chǎn)品。
目前國內(nèi)鋰電池產(chǎn)量仍不算高,僅相當(dāng)于鉛酸蓄電池產(chǎn)量的十二分之一,替代空間巨大,其中動力鋰電又只占到所有產(chǎn)量的5%,國外機構(gòu)預(yù)計,到2016-2017年,動力鋰電市場或許可以和當(dāng)前手機、平板電腦用的鋰電市場相提并論。
動力電池最大的市場空間在電動汽車,但現(xiàn)階段動力電池廠商很難保證盈利,僅政策補貼明確的電動大巴、出租車等部分市場尚可維持,部分實力電池廠商有望獲得市場蛋糕。2012年全球電動汽車用動力鋰電池市場規(guī)模約為18億美元,高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所預(yù)計,2020年其市場規(guī)模有望擴增至150億美元,未來7年復(fù)合增長率為35%。
除了政策扶持,電動汽車發(fā)展關(guān)鍵還要靠技術(shù)改進的推動,降低成本,提高電動汽車的安全性及經(jīng)濟性,目前特斯拉電動汽車的性能突破,已取得良好的效果,給行業(yè)帶來了曙光。
二、鋰電技術(shù)改良提高安全性和經(jīng)濟性
電動汽車無法成為主流汽車的原因主要有以下幾個方面:安全性、經(jīng)濟性、基礎(chǔ)設(shè)施裝備。其中安全性及經(jīng)濟性主要和鋰電池相關(guān)。
鋰離子電池自問世以來,以其獨特的高能量密度、高輸出電壓、長循環(huán)壽命、環(huán)境污染小等優(yōu)點受到了人們的廣泛青睞,已在消費電子市場占據(jù)主導(dǎo)地位,并力爭在未來電動汽車和可再生能源儲存等大規(guī)模儲能領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,但其安全性和價格問題必須妥善解決。
2.1安全性
2013年1月6日,日本航空公司的一架波音787客機在飛抵美國機場后,出現(xiàn)輔助動力裝置鋰電池起火,客艙冒煙。一時間,全世界關(guān)于鋰電池安全性的質(zhì)疑聲再次集中爆發(fā)。
在美國,隨著波音公司事故的廣泛傳播,已經(jīng)開始對鋰電池驅(qū)動的電動汽車推廣產(chǎn)生了影響。
作為車用動力儲能設(shè)備,安全性能尤其需要重視。由于鋰電池能量高,材料穩(wěn)定性差,鋰電容易出現(xiàn)安全問題。
鋰離子電池的安全問題主要源于熱失控的發(fā)生,電極/液態(tài)有機電解液相互作用的熱穩(wěn)定性是制約鋰離子電池安全性的首要因素。因此,探索高安全和可靠性新型電解質(zhì)以替代有機電解液是解決鋰離子電池安全性問題的有效途徑之一。聚合物電解質(zhì)應(yīng)運而生,其可有效緩解甚至消除電解質(zhì)與電池材料之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),避免電解質(zhì)滲漏,可望提高鋰離子電池的安全性和能量密度等。更重要的是,機械強度高和柔韌性好的聚合物電解質(zhì)的運用將使得“印刷”鋰離子電池成為可能,不僅可拓展鋰離子電池在“柔性”電子器件上的應(yīng)用,更可望降低鋰離子電池的制造成本。
2.2經(jīng)濟性
美國能源部最近估計,電動汽車和混合動力汽車若想和燃?xì)怛?qū)動汽車競爭,那么電池的價格要降低50%-80%。要達(dá)到這個數(shù)字,可能需要發(fā)明全新品種的電池,不過,通過改進驅(qū)動當(dāng)前電動汽車的鋰離子電池,從而來實現(xiàn)這一目標(biāo)的可能性也很大。
這類方法有很多,包括鋰-硫,鋰-空氣,鋅-空氣以及鎂離子。然而,每個方法好像都有自己獨特的問題。例如,鋰-空氣電池可以到達(dá)10倍傳統(tǒng)鋰離子電池的能量(可達(dá)到汽油的能量密度),然而使用金屬鋰會非常危險,而且也不能對它們多次反復(fù)充電。
即使新技術(shù)的諸多問題可以在實驗室里解決,但是要實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn),可靠的電動汽車供電可能還需要幾十年的時間。在解決這些挑戰(zhàn)的過程將為傳統(tǒng)的鋰離子電池技術(shù)提供很長的改進時間。
此外,規(guī)模經(jīng)濟角度看,目前造成我國鋰離子動力電池成本高的主要原因是尚未形成大規(guī)模生產(chǎn),達(dá)到一定規(guī)模后,規(guī)模經(jīng)濟性將得到體現(xiàn)。例如,上世紀(jì)90年代初手機剛進入中國市場時,售價曾一度超過2萬元人民幣,一塊電池的價格需要1000多元。而隨著技術(shù)的進步,電池大規(guī)模生產(chǎn)后價格急劇下降,手機實現(xiàn)了大規(guī)模普及,目前普通手機電池的生產(chǎn)成本僅需10元左右。
因而,隨著技術(shù)進步推動鋰電性能提高,加上大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟性,未來我國新能源汽車鋰離子電池能夠?qū)崿F(xiàn)成本的經(jīng)濟性。
2.3技術(shù)改良需要關(guān)鍵材料的突破
鋰離子電池技術(shù)發(fā)展方向主要包括兩方面,即技術(shù)改良及新一代鋰電池的開發(fā)。技術(shù)改良階段,主要是正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜四大材料,從而提高電池的容量與安全性。首先打算在2015~2020年前后實現(xiàn)目前約2倍能量密度、即200~300Wh/kg的改良型鋰離子充電電池,改良型鋰離子充電電池打算將正負(fù)極換成更高容量的材料來實現(xiàn),改進隔膜與電解液提高安全性。
到20-30年代鋰電池技術(shù)進入一個新領(lǐng)域,實現(xiàn)具備500Wh/kg能量密度的新一代電池。在電池的性能中最為重要的大容量化指標(biāo),被稱為“后鋰離子充電電池”的全固體電池和鋰空氣電池。
三、探索鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈投資機會
鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈看,包括上游的資源、中游的的關(guān)鍵材料、下游的電池組裝三大領(lǐng)域。
相對全球豐富的鋰資源,鋰電對碳酸鋰的用量并不大,而全球能提供碳酸鋰的廠家非常多,且國內(nèi)多家公司介入鋰資源的開發(fā),碳酸鋰出現(xiàn)供應(yīng)嚴(yán)重短缺的概率較小。
鋰電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵還在于材料和裝備技術(shù)。從整個材料和裝備領(lǐng)域來看,鋰電池產(chǎn)品技術(shù)仍相對滯后,但嘗試新技術(shù)、走精品路線的企業(yè)在不斷增多。此外,工信部擬推出鋰電池行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn),由此將加速鋰電池行業(yè)的整合,動力電池行業(yè)的集中度將提高,有利于上游走精細(xì)化高端路線的設(shè)備和材料公司發(fā)展。
3.1上游資源
鋰資源主要包括兩個部分:一是鹽湖鹵水鋰,從鹽湖鹵水提取生產(chǎn)的鋰化學(xué)產(chǎn)品主要是碳酸鋰和氯化鋰;二是礦石鋰,從礦石中分選的鋰礦產(chǎn)品主要是鋰輝石、鋰云母等。鹽湖資源大部分在南美(玻利維亞,智利高海拔地區(qū))和中國(青藏高原),其中南美的鹽湖資源基本上掌握在國際鋰行業(yè)三強:SQM、FMC、Rockwood手中,三家鹽湖提鋰巨頭占據(jù)了全球鋰市場供應(yīng)62%的份額。礦石資源主要分布在澳大利亞、北美和中國,其中澳大利亞鋰輝石礦品位最高、儲量最大。泰利森掌握了全球最大的鋰輝石在產(chǎn)礦山。
根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)數(shù)據(jù),2012年全球鋰資源儲量1300萬噸,其中,智利750萬噸、占比57.7%,中國350萬噸、占比26.9%,澳大利亞100萬噸、占比7.7%,阿根廷85萬噸、占比6.5%。
隨著鋰電行業(yè)的發(fā)展,目前多家公司投資鋰資源開發(fā),主要包括西藏礦業(yè)、中信國安、路翔股份、西部礦業(yè)、鹽湖集團等。
1。西藏礦業(yè):公司開采的扎布耶鹽湖是世界三大鋰鹽湖之一,品位世界第二,資源潛在價值達(dá)1500億元;西藏礦業(yè)爭取在5年內(nèi)實現(xiàn)年產(chǎn)25000噸碳酸鋰系列產(chǎn)品的遠(yuǎn)景目標(biāo)。
2。中信國安:青海國安擁有3000噸碳酸鋰產(chǎn)能,規(guī)劃建設(shè)為3.5萬噸;其控股子公司盟固利(90%)擁有1500噸鈷酸鋰和500噸錳酸鋰產(chǎn)能;公司開發(fā)的青海鹽資源綜合項目,其總計氯化鋰資源儲量763.85萬噸,氯化鋰品味在2.2~3.89克/升之間;中信國安目前共計投資建設(shè)了2萬噸碳酸鋰項目。
3。路翔股份:公司收購的甘孜州融達(dá)鋰業(yè)擁有“亞洲第一鋰礦”呷基卡鋰礦134號礦脈511.4萬噸鋰礦石的開采權(quán),也控制了地下將近3000萬噸鋰輝石礦,礦石鋰儲量居全國之首,并居亞洲第一、世界第二。
4。斯米克:與宜豐縣合作開發(fā)含鋰瓷土礦,項目投資規(guī)模約10.5億元。5。西部礦業(yè):公司控股的青海鋰業(yè)有限公司,擁有的中國第二大鹽鋰資源——東臺吉乃爾鹽鋰礦,資源潛在開發(fā)價值約1000億元,年產(chǎn)碳酸鋰1萬噸。
6。鹽湖集團:察爾汗鹽湖氯化鉀表內(nèi)儲量為5.4億噸,占全國已探明儲量的97%;氯化鎂儲量為16.5億噸,氯化鋰儲量800萬噸;集團投資5.33億元建設(shè)年產(chǎn)1萬噸碳酸鋰項目,鋰回收率達(dá)到70%以上,產(chǎn)品純度達(dá)到99%。
7。佛山照明:公司與青海鹽湖集團合作的碳酸鋰項目將在7月初步投產(chǎn);公司規(guī)劃了碳酸鋰材料-->正極材料-->鋰電池-->電動車動力的新能源車核心產(chǎn)業(yè)鏈;公司與合肥鋰鑫能源材料、青海威力新能源材料、鋰能源控股、江蘇國崗交通工程聯(lián)合發(fā)起青海佛照鋰電正極材料股份公司,主營鋰電池正極材料,設(shè)計產(chǎn)能2000噸/年。
8。江特電機:公司與宜春市簽訂了《鋰礦資源戰(zhàn)略合作意向書》,擬以“江西江特鋰電池材料有限公司”為平臺,向鋰電產(chǎn)業(yè)上下游(鋰礦、鋰電池、汽車電機、電動汽車驅(qū)動總成、特種電動車等)方向發(fā)展。
9。西部資源:公司設(shè)立江西贛州西部資源鋰業(yè)收購了贛州晶泰鋰業(yè)100%股權(quán)以及寧都泰昱鋰業(yè)鋰輝石采礦權(quán)及其他經(jīng)營性資產(chǎn),從泰昱鋰業(yè)受讓的河源鋰輝石礦礦石儲量424萬噸,Li2O金屬量43341.06噸,平均品位1.04%,采選規(guī)模6.6萬噸/年;晶泰鋰業(yè)今年1月受讓了廣昌縣頭陂里坑鋰輝石礦采礦權(quán),礦石儲量16.31萬噸,平均品位0.99%;晶泰鋰業(yè)目前正在進行2500噸工業(yè)級碳酸鋰生產(chǎn)線項目的試生產(chǎn)。
10。西藏城投:公司有意采取增資擴股或股權(quán)購買等方式取得金泰工貿(mào)、孫建義所有的西藏阿里圣拓礦業(yè)有限責(zé)任公司部分股權(quán)。而西藏阿里圣拓礦業(yè)公司持有阿里地區(qū)龍木錯等鹽湖資源,該鹽湖鹵水富含硼、鈉、鎂、鉀、鋰和溴等液體礦產(chǎn)資源,具有一定投資價值。
3.2中游關(guān)鍵材料的突破
要讓電池性能提高一倍、成本下降一倍,主要就是靠材料。電池成本70%以上是由材料構(gòu)成的,電池性能也是由材料決定的。
鋰電池主要由五部分構(gòu)成,即正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜和包裝材料。其中,包裝材料和石墨負(fù)極技術(shù)相對成熟,成本占比不高。鋰離子電池的核心材料主要是正極材料、電解液和隔膜。其中,正極材料是鋰離子電池電化學(xué)性能的決定性因素。正極材料占鋰電池成本的比例超過40%,是最主要的構(gòu)成部分,電解液和隔膜,成本占比分別為10%和20%。
目前中國在四大關(guān)鍵材料領(lǐng)域中,正極材料、負(fù)極材料和電解液都已逐步自給,只有隔膜材料還高度依賴進口,但是發(fā)展速度也非常快。
正極材料
鋰電池正極材料市場主要由鈷酸鋰、三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰幾種產(chǎn)品占據(jù)。日本鋰電行業(yè)研究機構(gòu)IIT公司統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,中國鋰電池正極材料中,鈷酸鋰占49%,三元材料占22%,錳酸鋰占16%,磷酸鐵鋰占6%,其他材料占7%。
目前市場上商業(yè)化的正極材料只有鈷酸鋰。但從性能方面看,鈷酸鋰循環(huán)次數(shù)較低,且晶體結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性差,存在較大的安全隱患,只適宜做小型電池。而磷酸鐵鋰循環(huán)次數(shù)達(dá)到2000次以上、價格低廉、無毒環(huán)保,三元材料和錳酸鋰各方面性能也優(yōu)于鈷酸鋰,故錳酸鋰+三元材料、磷酸鐵鋰是動力電池領(lǐng)域和超大容量電源的兩種主流技術(shù)方向。
在兩種主流方向中,磷酸鐵鋰是中國主推的技術(shù),市場熱度很高。該產(chǎn)品于1997年引起國內(nèi)關(guān)注,國家“863”計劃于次年投入20億元對其進行研究。但截至目前,產(chǎn)業(yè)化尚處于剛起步階段。國內(nèi)有60~70家企業(yè)完成了磷酸鐵鋰生產(chǎn)線的購置,總產(chǎn)能近2萬噸/年。但工業(yè)化批量生產(chǎn)的只有十幾家,且生產(chǎn)規(guī)模較小,其余的都在中試或試生產(chǎn)階段。
錳酸鋰+三元材料復(fù)合材料是日本、韓國主推的技術(shù),因其具有明顯的成本優(yōu)勢,國際國內(nèi)市場份額近年來都在不斷增長,但在我國同樣存在開工不足現(xiàn)象。與日韓鋰電企業(yè)側(cè)重于開發(fā)錳酸鋰及三元材料為正極的動力電池不同的是,美國主要開發(fā)以磷酸鐵鋰為正極材料的動力電池。美國磷酸鐵鋰電池的制造企業(yè)中,又以A123Systems(NASDAQ:AONE)和Valence(NASDAQ:VLNC)為代表性企業(yè)。而這些企業(yè)都于近年內(nèi)相繼在中國投資建廠,節(jié)省成本的同時,也在積極開拓中國下游市場。
鈷酸鋰的新建、擬建項目已經(jīng)很少,市場占有率有所下滑,產(chǎn)業(yè)進入萎縮期。鋰電池在電動汽車和儲能領(lǐng)域的推廣,將為磷酸鐵鋰、錳酸鋰+三元材料兩種主流產(chǎn)品帶來快速的市場需求增長。但未來動力電池正極材料究竟由誰主導(dǎo),還有待時間的檢驗。
根據(jù)高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所(GBII)調(diào)研結(jié)果表明,2012年中國內(nèi)資鋰電池正極材料企業(yè)銷售產(chǎn)值達(dá)到58億元,同比增長9.43%;總產(chǎn)量為4.3萬噸,同比增長24%。鋰電池正極材料企業(yè)2012年達(dá)到195家,相比于2011年189家,增長6家;但是其中有近30多家磷酸鐵鋰材料企業(yè)處于停產(chǎn)狀態(tài)。
負(fù)極材料
全球鋰電負(fù)極材料產(chǎn)能主要集中于中日兩國,呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域集中和企業(yè)集中兩大發(fā)展趨勢。日本以三菱化學(xué)、日立化成(HitachiChemical)、吳羽化工(Kureha)等企業(yè)承擔(dān)了該國主要負(fù)極材料的產(chǎn)能。出于為接近資源、降低制造成本的考慮,日本的主要負(fù)極材料企業(yè)也紛紛將產(chǎn)能轉(zhuǎn)移到石墨資源豐富的中國。
2012年中國負(fù)極材料總體市場規(guī)模為20.08億人民幣,同比上升15.3%。其中,天然石墨貢獻(xiàn)7.26億元,人造石墨(不包含MCMB)貢獻(xiàn)10.61億元,中間相碳微球和鈦酸鋰等其它負(fù)極材料貢獻(xiàn)2.21億元。
規(guī)模增長的同時,負(fù)極材料供應(yīng)逐步過剩,價格呈下滑趨勢。負(fù)極材料廠家逐步增多,新進的負(fù)極材料企業(yè)為了獲得市場份額,往往采取低價策略,行業(yè)供給過剩,且下游客戶電芯廠商的市場份額趨于集中,小電芯廠的市場份額萎縮,負(fù)極材料企業(yè)下游買家的議價能力進一步加強。
深圳貝特瑞、上海杉杉和湖南摩根海容三家企業(yè)在負(fù)極材料市場占有率在60%以上。隨著石墨資源瓜分完畢,企業(yè)間的競爭焦點將重新回到技術(shù)方面。其研究重點將朝著高比容量、高充放電效率、高循環(huán)性能和較低成本的方向發(fā)展。其中碳材料的研究開發(fā)相當(dāng)活躍并在石墨改性、軟硬碳和碳納米材料方面取得了很大的進展,錫基材料作為鋰離子電池負(fù)極材料具有很大的潛力,其他材料的研究也為鋰離子電池負(fù)極材料提供了更多的選擇。
電解液
電解液主要原材料為六氟磷酸鋰,占電解液成本的50%左右。目前市場主要被關(guān)東電化學(xué)工業(yè)、STELLA、森田化學(xué)等幾家日本企業(yè)壟斷,占全球產(chǎn)能的85%左右。
近年我國六氟磷酸鋰生產(chǎn)技術(shù)取得突破,目前已經(jīng)量產(chǎn)的內(nèi)地企業(yè)有天津金牛、多氟多、九九久、廣州天賜、成都黃銘能源、湖北宏源藥業(yè)等。大部分下游電解液企業(yè)對于多氟多、九九久等企業(yè)的六氟磷酸鋰?yán)砘笜?biāo)評價均認(rèn)為與日韓企業(yè)接近。
國產(chǎn)六氟磷酸鋰的品質(zhì)與進口產(chǎn)品接近,國產(chǎn)六氟磷酸鋰價格優(yōu)勢明顯。國產(chǎn)六氟磷酸鋰的價格比進口便宜15%。六氟磷酸鋰作為電解液主要成本來源,電解液廠家為了降低成本必然會選取性價比合適的供應(yīng)商,中國企業(yè)無疑具有一定優(yōu)勢。
我國前5大鋰電池電解液生產(chǎn)商張家港國泰華榮、東莞杉杉、深圳新宙邦、天津金牛、廣州天賜,其中天津金牛、廣州天賜基本上使用自產(chǎn)六氟磷酸鋰,另外3家已經(jīng)開始小批量使用國產(chǎn)六氟磷酸鋰。預(yù)計2015年我國六氟磷酸鋰國產(chǎn)化率將達(dá)到90%以上。
中國具有豐富的螢石資源,是全球最大的氟化工生產(chǎn)基地,為我國發(fā)展六氟磷酸鋰提供了良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。國泰華榮、東莞杉杉、新宙邦等中國電解液企業(yè)的全球市場份額提升,為國產(chǎn)六氟磷酸鋰奠定了市場基礎(chǔ)。更為重要的是,多氟多、九九久、湖北宏源已經(jīng)掌握了六氟磷酸鋰的關(guān)鍵制造技術(shù),其生產(chǎn)出來的產(chǎn)品獲得了國內(nèi)電解液廠商的認(rèn)同。
中國企業(yè)在六氟磷酸鋰領(lǐng)域擴張的同時,日韓企業(yè)也積極在中國布局,如:森田在江蘇常熟新建5000噸產(chǎn)能,美國諾萊特與韓國厚成共同在江蘇南通新建400噸的產(chǎn)能??梢灶A(yù)見到2015年我國將成為全球重要的六氟磷酸鋰生產(chǎn)基地,不僅不需要進口六氟磷酸鋰,而且將批量向日韓電解液廠家出口。
隔膜
隔膜生產(chǎn)難度最高,盈利最豐厚。在鋰電池中主要作用是防止正負(fù)極短路,同時在充放電過程中提供離子運輸?shù)碾娡ǖ?。目前一般采用聚丙烯、聚乙烯單層微孔膜,以及由兩者?fù)合制成多層微孔膜作為隔膜。未來發(fā)展方向是更薄、更安全。
鋰電池隔膜供給高度集中,嚴(yán)重依賴進口。隔膜的主要技術(shù)掌握在少數(shù)企業(yè)手中,集中度很高。國外的隔膜生產(chǎn)主要集中在美國的celgard公司和日本的旭化成、東燃和宇部。由于技術(shù)壁壘較高,投資風(fēng)險大,國內(nèi)企業(yè)的投資熱情并不高。
國內(nèi)能夠生產(chǎn)鋰電池隔膜的,僅有佛山金輝高科(佛塑股份的子公司)、新鄉(xiāng)格瑞恩、和深圳星源材質(zhì)等公司,產(chǎn)品質(zhì)量與國外同類相比,仍存在較大差距。其中,佛山金輝的產(chǎn)品質(zhì)量相對較好,供應(yīng)中低端市場。國內(nèi)中高端市場,主要由東燃、旭化成和celgard公司壟斷。佛山金輝的產(chǎn)品雖然主要用于中低端市場,毛利率仍然高達(dá)60%以上。
2012年中國內(nèi)資鋰電池隔膜企業(yè)銷售產(chǎn)值達(dá)到10.10億元,同比增長53%;總產(chǎn)量為1.8億平米,同比增長84%。作為最遲國產(chǎn)化的鋰電池關(guān)鍵材料,是近三年來中國資本最為關(guān)注的領(lǐng)域之一。新進隔膜企業(yè)質(zhì)量參差不齊,根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)值進行排名,我國動力鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)前十名企業(yè)。
由于目前鋰電池核心材料仍處于研發(fā)階段,離大規(guī)模成熟應(yīng)用于電動汽車仍有一定距離,國內(nèi)企業(yè)仍需要持續(xù)研發(fā),改進工藝,以滿足電動汽車對材料的更高要求。綜合技術(shù)、產(chǎn)品盈利能力和需求增長幅度,對各子行業(yè)排序如下:
從技術(shù)成熟度考慮,負(fù)極材料>電解液>正極材料>隔膜。電解液主要是復(fù)配技術(shù),技術(shù)最為成熟,不存在新產(chǎn)品替代的風(fēng)險,風(fēng)險因而最低;與之相對,磷酸鐵鋰的技術(shù)路線風(fēng)險最高,日韓企業(yè)基本采取三元材料和高端錳酸鋰的技術(shù)路線。另一方面,國內(nèi)磷酸鐵鋰的生產(chǎn)取得一定突破,但一致性目前仍未得到有效解決,國內(nèi)絕大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)都還處于小量送樣階段,未實現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn);六氟磷酸鋰的技術(shù)路線風(fēng)險相對較低,但產(chǎn)品要求嚴(yán)格,工業(yè)化生產(chǎn)難度很高;隔膜的難點不在合成而在于工藝,國內(nèi)相對落后的應(yīng)用研究,導(dǎo)致隔膜成為鋰電池核心材料中,國產(chǎn)化率最低,也是生產(chǎn)難度最大的材料。
從產(chǎn)品收益率考慮,隔膜>正極材料>電解液>負(fù)極材料。技術(shù)門檻的高低,決定了產(chǎn)品盈利的高低。因此,佛塑股份的隔膜雖然質(zhì)量落后于國際巨頭,定位中端,仍然具有60%以上的毛利率。而江蘇國泰的電解液,定位高端,毛利率預(yù)計在30%-40%左右。六氟磷酸鋰和磷酸鐵鋰,預(yù)計盈利能力介于兩者之間。
從動力電池帶來的需求增長幅度考慮,磷酸鐵鋰>隔膜>電解液。由于磷酸鐵鋰不能用于傳統(tǒng)小型鋰電池,因此動力電池對其的需求拉動最為顯著;動力電池對隔膜安全性要求很高,目前主要使用3層復(fù)合隔膜,因此大大提升了隔膜的需求量。而傳統(tǒng)鋰電池領(lǐng)域的約1.5億平米左右的需求量,決定了其需求彈性略低于磷酸鐵鋰;六氟磷酸鋰與電解液基本保持1:10的比例,因此兩者的需求彈性相同。
3.3下游動力電池生產(chǎn)
2012年新能源汽車、電網(wǎng)儲能、特種車、通信基站等領(lǐng)域的成品鋰電池組市場規(guī)模為35億元,比2011年的26億元增長34.6%。
PM2.5催生了環(huán)保熱潮,促使我國加大發(fā)展新能源汽車的力度。但新能源汽車的推廣集中在城市的公交車以及出租車。由于價格居高不下,鋰電池私家車以及電動摩托車銷量相對小,還沒有能夠為市場所接受。
根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》到2015年,純電動汽車和插電式混合動力汽車?yán)塾嫯a(chǎn)銷量達(dá)到50萬輛,到2020年超過500萬輛。巨大的市場前景促使相關(guān)企業(yè)產(chǎn)能不斷擴張,作為核心部件的動力電池,成為外資、國企和民企搶占新能源汽車市場的核心。
四、鋰電池產(chǎn)業(yè)投資建議
鋰電池作為新能源、新材料和新能源汽車三大新興產(chǎn)業(yè)的交叉點,借助其優(yōu)異性能和節(jié)能環(huán)保的特性,其應(yīng)用從智能手機、數(shù)碼相機等消費電子,到電動自行車、電動汽車乃至儲能,可以說鋰電孕育著一場能源應(yīng)用“革命”。目前處于從消費電子向動力電池時代邁進的階段。未來的增長前景較為確定,但鋰電仍存在著安全性及成本高兩大問題,而關(guān)鍵新材料的改良是提高安全性及降低成本的關(guān)鍵。而且從規(guī)模經(jīng)濟的角度看,隨著行業(yè)規(guī)模的擴張,規(guī)模經(jīng)濟性將逐步體現(xiàn)。我們從技術(shù)、資本實力、市場前景、商業(yè)環(huán)境幾個角度探尋鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的投資機會。
上游鋰原料方面,相對全球豐富的鋰資源,鋰電對碳酸鋰的用量并不大,而全球能提供碳酸鋰的廠家非常多,且國內(nèi)多家公司介入鋰資源的開發(fā),碳酸鋰出現(xiàn)供應(yīng)嚴(yán)重短缺的概率較小。主營鋰資源的公司有天齊鋰業(yè)、贛鋒鋰業(yè),技術(shù)相對成熟。
中游材料方面,鋰電池性能的改進關(guān)鍵還要依賴材料上的突破。目前主要包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜和包裝材料五大領(lǐng)域。其中,包裝材料和石墨負(fù)極技術(shù)相對成熟,成本占比不高。鋰離子電池的核心材料主要是正極材料、電解液和隔膜。從國內(nèi)技術(shù)成熟度看,電解液技術(shù)目前已達(dá)到國際水平,正極材料也逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化,隔膜高度依賴進口。從產(chǎn)品收益率上,隔膜利潤最高,正極材料次之,電解液相對較低。市場前景上,電動汽車的發(fā)展將帶動隔膜及正極材料加倍成長。但實際上,在材料領(lǐng)域,隔膜、正極材料等關(guān)鍵材料定價權(quán)仍掌握在技術(shù)領(lǐng)先的日、韓企業(yè)手中,中國市場規(guī)模不斷擴大,出口量大幅增長。然而,電池材料企業(yè)的盈利能力卻呈現(xiàn)下滑態(tài)勢。
在關(guān)鍵材料上,我們看好正極材料及隔膜的前景,電解液的行業(yè)集中優(yōu)勢。建議正極材料關(guān)注中信國安、杉杉股份、中國寶安、金瑞科技、當(dāng)升科技;隔膜關(guān)注佛塑科技;電解液關(guān)注江蘇國泰、多氟多、新宙邦。
動力電池方面,在節(jié)能環(huán)保及新能源汽車政策推動下,新能源汽車的巨大市場逐漸明朗,巨大的市場前景促使相關(guān)企業(yè)產(chǎn)能不斷擴張,作為核心部件的動力電池,成為外資、國企和民企搶占新能源汽車市場的核心。動力鋰電池建議關(guān)注的公司有德賽電池、億緯鋰能、成飛集成、南都電源。