鋰電池正極材料深度分析及前景
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-01 21:02
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一、正極材料產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)介
1.行業(yè)簡(jiǎn)介
鋰離子電池分布在我們生活中的每一個(gè)角落，其應(yīng)用領(lǐng)域包括手機(jī)、平板電腦、智能手表、電動(dòng)汽車、無(wú)人機(jī)以及各類其他電動(dòng)工具。作為電能的載體和眾多設(shè)備的動(dòng)力來(lái)源，可以說(shuō)，離開了鋰離子電池，當(dāng)今的物質(zhì)世界就玩不轉(zhuǎn)了。
正極材料作為目前鋰離子電池里面主要的儲(chǔ)存鋰離子的地方，其性能直接影響鋰離子電池的性能(正極材料的質(zhì)量比一般為3:1-4:1，因此正極材料起到?jīng)Q定性影響)，其成本的高低也決定鋰電池成本的高低。
2.技術(shù)路線
常見的鋰電池正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰，其性能差異如下圖：
3.正極材料展望
以上比較常見的鋰離子電池正極材料，并不代表所有的技術(shù)路線。實(shí)際上目前很多科研機(jī)構(gòu)，都在努力研究新型的鋰離子電池正極材料，希望能把能量密度、倍率和壽命等關(guān)鍵指標(biāo)提升到更高的量級(jí)。
按照目前國(guó)家的規(guī)劃，如果到2020年正極材料的能量密度達(dá)到250mAh/g，甚至到300mAh/g的能量密度指標(biāo)，那么現(xiàn)在商業(yè)化應(yīng)用的正極材料都無(wú)法實(shí)現(xiàn)，那么正極材料就需要較大的技術(shù)改革，比如改變層狀結(jié)構(gòu)為尖晶石結(jié)構(gòu)的固體類材料，以及有機(jī)化合物正極材料等，都是目前比較熱門的研究方面。
因此，隨著鋰電池行業(yè)的發(fā)展，在正極材料行業(yè)未來(lái)能夠發(fā)明符合行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)所需材料的企業(yè)，將有希望成為材料行業(yè)的新星。
4.行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
二、正極材料產(chǎn)業(yè)全球現(xiàn)狀分析
1.全球產(chǎn)銷分析
在2014年之前，全球正極材料的主要產(chǎn)品是鈷酸鋰，其主要應(yīng)用于3C消費(fèi)領(lǐng)域，在2013年全球正極材料的產(chǎn)量占比約為42.11%。
但是隨著新能源汽車行業(yè)額的發(fā)展，車用動(dòng)力鋰電池的需求量迅速增加，而車用鋰電池目前主要使用的正極材料為磷酸鐵鋰(中國(guó)新能源汽車主流用正極材料)和三元材料(以特斯拉為代表的新能源汽車企業(yè)主流用正極材料)。
因此，從2014年開始三元材料和磷酸鐵鋰正極材料的產(chǎn)量開始暴增，其中磷酸鐵鋰從2013年的0.8萬(wàn)噸，增長(zhǎng)到2016年的7.48萬(wàn)噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率為110.67%。三元材料的產(chǎn)量從2013年的3.9萬(wàn)噸，增長(zhǎng)到2016年的12.90萬(wàn)噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率49%。
數(shù)據(jù)來(lái)源：EVTank、中國(guó)電池網(wǎng)
截止2016年，全球正極材料產(chǎn)量達(dá)到31.35萬(wàn)噸，其中磷酸鐵鋰和三元材料占比分別為23.84%，41.15%。我們可以發(fā)現(xiàn)，三元材料已然成為正極材料行業(yè)的主流趨勢(shì)。
受到鋰離子電池行業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)，正極材料使用量一直處于穩(wěn)步提升的趨勢(shì)，對(duì)于正極材料需求方面的分析，我們根據(jù)全球鋰電池出貨量，再按照每KWH鋰電池平均用正極材料2.4KG這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行歷年正極材料需求量測(cè)算：
數(shù)據(jù)來(lái)源：真鋰研究
然后再進(jìn)行全球產(chǎn)銷情況分析：
數(shù)據(jù)來(lái)源：EVTank、中國(guó)電池網(wǎng)、真鋰研究
從全球正極材料歷年產(chǎn)量和需求量情況來(lái)看，近幾年整體一直處于供給略大于需求的局面。在產(chǎn)量方面，全球正極材料產(chǎn)量從2011年的8.36萬(wàn)噸，增加到2016年的31.35萬(wàn)噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率30.26%，需求方面，全球正極材料從2011年的6.39萬(wàn)噸，增長(zhǎng)到2016年的28.49萬(wàn)噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率34.85%，明顯高于產(chǎn)量的增速，因此預(yù)計(jì)未來(lái)全球正極材料產(chǎn)業(yè)的供給關(guān)系逐步趨于平衡。
由于3C消費(fèi)領(lǐng)域?qū)τ阡囯姵氐男枨髤^(qū)域平穩(wěn)，因此主要應(yīng)用于3C鋰電池的正極材料(主要為鈷酸鋰)也跟隨其下游發(fā)展區(qū)域穩(wěn)定。但隨著新能源汽車行業(yè)以及儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展，預(yù)計(jì)未來(lái)正極材料行業(yè)在細(xì)分的磷酸鐵鋰以及三元材料方面將成為正極材料產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。
2.全球產(chǎn)量分布情況
鋰電正極材料的生產(chǎn)地主要集中于中國(guó)、日本和韓國(guó)，截止2016年數(shù)據(jù)，中國(guó)產(chǎn)量占比68%，日本15%，韓國(guó)16%，其他國(guó)家1%。
在2015年之前，我國(guó)正極材料產(chǎn)量全球占比一直穩(wěn)定在45%左右，但隨著2014國(guó)內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了正極材料這一細(xì)分產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能快速提升，這兩年國(guó)內(nèi)產(chǎn)量在全球的占比逐漸加大，目前來(lái)看，我國(guó)在產(chǎn)量方面是世界鋰電池正極材料的龍頭國(guó)家。
數(shù)據(jù)來(lái)源：EVTank
3.全球主要國(guó)家正極材料競(jìng)爭(zhēng)力分析
國(guó)際上有一定產(chǎn)能和知名度的正極材料公司主要集中在日本、中國(guó)和韓國(guó)，國(guó)際上其他國(guó)家的正極材料企業(yè)規(guī)模普遍偏小，產(chǎn)品也較為單一，因此上述三國(guó)全球正極材料行業(yè)公認(rèn)的三大巨頭國(guó)家。
日韓兩國(guó)在正極材料行業(yè)發(fā)展較早，近幾年來(lái)一直致力于三元材料等高端正極材料產(chǎn)品，而國(guó)內(nèi)方面，由于多方面的原因，鋰電正極材料產(chǎn)業(yè)在過(guò)去的發(fā)展中心集中在磷酸鐵鋰，近兩年來(lái)隨著新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，國(guó)家和企業(yè)逐步重視三元材料行業(yè)的發(fā)展，但在技術(shù)方面仍然和日韓先進(jìn)企業(yè)有一定的差距。
三、正極材料產(chǎn)業(yè)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀分析
1.國(guó)內(nèi)產(chǎn)銷分析
中國(guó)在正極材料發(fā)展前進(jìn)的道路上，技術(shù)路線之爭(zhēng)一直不斷。目前，主流的正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及三元材料。在2014年之前，我國(guó)鋰離子電池發(fā)展的重心主要為消費(fèi)類鋰電池產(chǎn)品，因此隨著2014年新能源汽車行業(yè)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，鋰離子電池的發(fā)展重心已由3C類變成車用動(dòng)力電池，因此正極材料的行業(yè)發(fā)展，也更加偏向于磷酸鐵鋰和三元材料。
數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)有色金屬業(yè)協(xié)會(huì),鋰業(yè)分會(huì)
從我國(guó)歷年來(lái)各類正極材料的產(chǎn)量情況來(lái)看，鈷酸鋰產(chǎn)量從2011年的1.88萬(wàn)噸，增長(zhǎng)到2016年的5.1萬(wàn)噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率22.09%，其主要增長(zhǎng)期在2011-2014年期間，在2015-2106年開始穩(wěn)步發(fā)展，雖然鈷酸鋰的產(chǎn)量一直處于增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但是隨著國(guó)內(nèi)正極材料產(chǎn)量的逐年快速增長(zhǎng)，鈷酸鋰產(chǎn)量在正極材料中的占比逐年降低，從2011年的58.02%,降低到2016年的23.61%。
磷酸鐵鋰產(chǎn)量從2011年的0.23萬(wàn)噸，增長(zhǎng)到2016年的7.4萬(wàn)噸，5年間整整增加了30多倍，可謂是發(fā)展迅速，當(dāng)然這也和國(guó)內(nèi)新能源汽車動(dòng)力電池近幾年主要使用磷酸鐵鋰正極材料有關(guān)。三元材料方面，其產(chǎn)量從2011年的0.63萬(wàn)噸，增長(zhǎng)到2016年的6.5萬(wàn)噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率59.48%，遠(yuǎn)高于整體正極材料行業(yè)46.14%的年復(fù)合增長(zhǎng)。
