鋰離子電池材料市場分析及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
來源:寶鄂實業(yè)
2019-05-05 15:48
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一、全球鋰離子電池材料市場分析
化石能源短缺、環(huán)境污染、氣候變暖已成為全人類共同面臨的課題。
我國70%的石油用于汽車,城市空氣污染物50%來自汽車, 原油對外依存度已超過50%。而發(fā)展新能源汽車,是擺脫對石油等化石能源的依賴、保護生態(tài)環(huán)境和保障國家能源安全的戰(zhàn)略需要。
電動汽車是新能源汽車發(fā)展的重點,動力電池又是電動汽車的核心部件。新能源汽車的發(fā)展為我國動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展開辟了更加廣闊的空間,鋰離子電池又是最具發(fā)展?jié)摿Φ碾妱悠囓囕d電源,是今后各國發(fā)展的重中之重,鋰離子電池材料產(chǎn)業(yè)由此將在近些年里取得突飛猛進地發(fā)展。
(一)全球鋰離子電池及材料需求分析
鋰離子電池材料的需求量可通過鋰離子電池的生產(chǎn)和消費情況進行分析。
自上世紀九十年代以來,鋰離子電池的應用范圍越來越廣,如手機、筆記本電腦等便攜式電子產(chǎn)品,電動自行車及電動汽車等領域。而在未來幾年,鋰離子電池必將以其自身優(yōu)異的特性逐步占領整個電池市場。
如圖1所示,鋰離子電池在各個應用領域的應用將迅猛增長,其中全球鋰離子電池的總需求規(guī)模在2009年已達到13.08GWh,2015年預計將達到60.83GWh,是2009年的4.65倍。
1、便攜設備用小型鋰離子電池需求分析
鋰電池在便攜式電子產(chǎn)品領域,如筆記本電腦、手機、數(shù)碼相機和數(shù)碼攝像機等產(chǎn)品中得到廣泛應用,其中在筆記本電腦和手機中的使用量最大。
據(jù)電池人才網(wǎng)《鋰離子電池產(chǎn)業(yè)運行動態(tài)及投資前景指引報告》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,全球手機用戶數(shù)量以15%-25%左右的速度在增加,從而帶動全球手機用鋰離子電池的需求逐年增加(圖2),鋰離子電池相關材料的需求也將隨著手機市場的擴張而擴張。
同樣,50%-70%的電池都采用鋰電的筆記本電腦的發(fā)展,也將帶動鋰離子電池材料市場的擴張,其2006年到2015年的增長趨勢如圖3所示。
2、電動自行車用鋰離子電池需求分析
目前,我國電動自行車的數(shù)量占全球電動自行車總量的95%以上。2008年前,我國電動自行車產(chǎn)量增長較快,復合增長率為84%,并仍將以每年15%-25%的速度增長,以滿足不斷增長的市場需求。
資料來源:鋰離子電池產(chǎn)業(yè)運行動態(tài)及投資前景指引報告
由于價格因素,國內(nèi)電動自行車90%采用鉛酸電池,8%采用鎳氫電池,鋰離子及其它電池只有2%左右。但基于鋰離子電池質(zhì)量輕、能量大、電壓高、循環(huán)穩(wěn)定性好等各種優(yōu)點,并考慮到電池的壽命長短、行駛距離和美觀性等因素以及規(guī)?;瘧脮е鲁杀静粩嘞陆档氖聦?,鋰離子電池在上述電動自行車領域的用量定將會大幅度增長,下圖為電動自行車領域?qū)︿囯x子電池的需求預測。
3、新能源汽車鋰離子電池需求分析
目前,電動汽車主要采用鎳氫電池作為動力源,而鋰離子電池電動汽車的份額仍然較小(表1)。但隨著政策的推進,從2010年開始汽車制造商就已開始大幅提高鋰離子電池作為動力源的比例。2010到2013年為鋰離子電池電動汽車的快速成長期,電池人才網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,電動汽車將于2013年達到226萬輛,2013 之后將進入穩(wěn)步發(fā)展階段,2015 年達到近371 萬輛。其中,鋰離子電池電動汽車的發(fā)展也將穩(wěn)步向前,進而帶動鋰離子電池材料的穩(wěn)步發(fā)展。如圖6所示,新能源汽車領域鋰離子電池需求量將由2009年的0.25GWh爆發(fā)式增長至2015年的35.73GWh 。而新能源汽車領域鋰離子電池占整個鋰離子電池領域也由2009年的1.88%快速躍升至2015年的58.74%?! ?/div>
資料來源:電池人才網(wǎng)
4、鋰離子電池材料需求分析
鋰離子電池材料主要包括鋰正極材料、負極材料、電解液及隔膜。而鋰離子電池的鋰源主要分為碳酸鋰和六氟磷酸鋰電解質(zhì)。據(jù)電池人才網(wǎng)預測,每GWh容量的鋰離子電池將需要1000噸碳酸鋰、2000噸正極材料、300噸六氟磷酸鋰、3000噸電解液及50萬平方米隔膜。因此在2015年,碳酸鋰的市場需求將達到6.08萬噸,正極材料達到12.17萬噸,六氟磷酸鋰達到1.82萬噸,電解液達到18.25萬噸及隔膜達到30.41百萬平方米??梢婋姵夭牧系男枨罅枯^大。其中,新能源汽車用鋰離子電池材料為主要需求點(圖7)。
(二)鋰離子電池材料銷售現(xiàn)狀
從電池人才網(wǎng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知,在2009年全球鋰離子電池材料銷售值較2008年增長了16%,達到了33.9億美元。其中正極材料達18.1億美元,負極材料達2.66億美元,電解液達4.79億美元,隔膜達6.24億美元(圖8)。這表明正極材料的產(chǎn)業(yè)規(guī)模是電池材料中規(guī)模最大的一部分,因此鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將受制于正極材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度。
(三)鋰離子電池材料成本效益分析
鋰離子電池的制造成本中,正極材料占比最高,將近一半(40%-46%)。其次為隔膜,占比10%-14%,負極材料占整個生產(chǎn)成本的5-15%,電解液占5%-11%。因此,正極材料是影響鋰離子電池性能好壞的關鍵,其價格的降低直接決定鋰離子電池價格的降低,其種類和質(zhì)量直接決定鋰離子電池的性能與價格,因此廉價、高性能正極材料的研究一直是鋰電池行業(yè)發(fā)展的重點。
另外,各組成部分的投資回報率也高低不一,其中正極材料的投資回報率最低,維持在17%的水平,而隔膜制造的投資回報率最高,將近70%。這表明正極材料的市場競爭最大,因此大力改善產(chǎn)業(yè)化技術,降低生產(chǎn)成本是正極材料發(fā)展的必然選擇,而隔膜領域受到技術難題的約束使得隔膜企業(yè)競爭力相對較小,毛利率較高,且在近幾年呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(圖9)。
二、鋰離子電池材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
全球鋰離子電池市場呈現(xiàn)中、日、韓三足鼎立的局面。日本是最早實現(xiàn)鋰電池商用化的國家,在2000年以前,全球鋰電的生產(chǎn)基本被日本壟斷。但隨著中國、韓國鋰電池制造技術的開發(fā)和提升,日本鋰電池出貨量的比例在逐漸降低,而中國和韓國鋰電池出貨量的比例在逐漸增加。如下表統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,從2002年到2008年中國和韓國的鋰離子電池市場占有率逐年增加,而日本的市場份額也因此逐年減少(表2)?! ?/div>
在電池材料方面,生產(chǎn)和銷售在2009年仍然集中在亞洲,其中日本為最主要的鋰離子電池材料生產(chǎn)與銷售大國,雖然日本國內(nèi)因生產(chǎn)成本高漲之故,鋰離子電池的制造出口處于逐年下降的狀態(tài),但至今全球仍有近67%的鋰電池材料在日本生產(chǎn),中國與其他亞洲地區(qū)占19%與14%。至于在銷售區(qū)域分布上,由于下游的電池大廠仍以日本企業(yè)為多,日本在銷售區(qū)域的占比仍較高,中國由于近年來鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,銷售比率逐年上升。中國企業(yè)發(fā)展迅速,但從綜合技術實力來看,日、韓企業(yè)仍處于領先地位,中國落后日本大約2-3 年時間,大而不強,具有較大提升空間。
(一)正極材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
從全球范圍看,雖然近年韓國與中國大陸廠商積極投入正極材料的制造,但其材料品質(zhì)仍未普遍獲得業(yè)界電池廠商的信賴,因而日商仍是全球鋰離子電池正極材料的主要供應來源,短期內(nèi)其領導地位不易被撼動。
當前市場主流正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料(鎳鈷錳酸鋰)和磷酸鐵鋰。在動力電池領域,錳酸鋰和磷酸鐵鋰是最有前途的正極材料。二者相對鈷酸鋰具有更強的價格優(yōu)勢,且有著優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性和安全性。但在不同國家仍各有側(cè)重,如日本以錳酸鋰為主,日商的錳酸鋰具有高安全性、低制造成本的特點,在車載環(huán)境下壽命高達12 年、10 萬公里,與純電動汽車的整車壽命相當,日產(chǎn)聆風(Leaf)、三菱i-MiEV 都使用錳酸鋰電池;美國則同時發(fā)展錳酸鋰和磷酸鐵鋰,通用沃藍達(volt) 就采用LG 提供的錳酸鋰電池,而fisker 公司的產(chǎn)品則使用A123 的高性能磷酸鐵鋰電池;我國目前以比亞迪為首的企業(yè)主推磷酸鐵鋰電池,其技術處于國際先進水平,安全性、一致性、電池壽命等問題基本解決,應用新能源車型包括F3、e6 等。在通訊電池領域,三元素復合材料最有可能成為替代鈷酸鋰的正極材料。三元素相對鈷酸鋰具有價格優(yōu)勢和更高的安全性,且容量更高。因此,各類正極材料的市場占有率隨著發(fā)展趨勢的變化而變化,其中錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰正極材料的市場份額在逐漸增加,而鈷酸鋰則逐漸被以上三種材料替代,
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