鋰電池材料主要由有哪些你知道嗎?介紹鋰電池材料組成
鋰離子電池:是一種二次電池(充電電池),它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時,Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極,負極處于富鋰狀態(tài);放電時則相反。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極,是現(xiàn)代高性能電池的代表。
鋰電池材料主要由正極材料、負極材料、隔膜和電解液四大材料組成,此外還有電池外殼。
鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)過二十年的發(fā)展已經(jīng)形成了一個專業(yè)化程度高、分工明晰的產(chǎn)業(yè)鏈體系。
正負極材料、電解液和隔膜等材料廠商為鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的上游企業(yè),為鋰離子電芯廠商提供原材料。
電芯廠商使用上游電芯材料廠商提供的正負極材料、電解液和隔膜生產(chǎn)出不同規(guī)格、不同容量的鋰離子電芯產(chǎn)品;模組廠商根據(jù)下游客戶產(chǎn)品的不同性能、使用要求選擇不同的鋰離子電芯、不同的電源管理系統(tǒng)方案、不同的精密結(jié)構(gòu)件、不同的制造工藝等進行鋰離子電池模組的設(shè)計與生產(chǎn)。
鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的下游應(yīng)用包括消費電子產(chǎn)品、電動交通工具和工業(yè)儲能等。
二、鋰電池行業(yè)生命周期
鋰電池的容量比高,重量輕,循環(huán)次數(shù)多,材料環(huán)保,被廣泛應(yīng)用在消費電子、動力和儲能市場。近年來,隨著智能手機的普及以及新能源汽車的興起,鋰電池市場需求快速增長,從業(yè)企業(yè)、電池產(chǎn)能產(chǎn)量持續(xù)增加,從行業(yè)生命周期的階段來看,鋰電池行業(yè)目前正處于快速成長期。
1、正極材料
2012-2014年,鋰電池正極材料增長主要由手機、平板、移動電源等帶動,但歷年增速呈下滑態(tài)勢,由此說明數(shù)碼市場增速開始趨于飽和。2015年,受新能源汽車動力電池爆發(fā)帶動,正極材料市場增長強勁,2015年,中國正極材料產(chǎn)量達11.3萬噸,同比增長49%。
隨著新能源汽車需求量的不斷快速增加,鋰電池需求亦將快速增長,然消費電子領(lǐng)域飽和度提高,鋰電池需求增速放緩。整體來看,2016年,中國正極材料產(chǎn)量增速將有所放緩,全年產(chǎn)量將達15萬噸。
核心收益標(biāo)的:
天齊鋰業(yè)(002466):中國最大的電池級碳酸鋰供應(yīng)商,全球最大的礦石提鋰企業(yè);
贛鋒鋰業(yè)(002460):國內(nèi)鋰系列產(chǎn)品品種最齊全、產(chǎn)品加工鏈最長、工藝技術(shù)最全面的生產(chǎn)商;
華友鈷業(yè)(603799): 公司主要生產(chǎn)四氧化三鈷、氫氧化鈷、硫酸鈷等各類鈷產(chǎn)品及電積銅、粗銅等銅產(chǎn)品。鈷廣泛應(yīng)用于鋰離子電池正極材料、航空航天高溫合金、硬質(zhì)合金、色釉料、磁性材料、橡膠粘合劑和石化催化劑等領(lǐng)域。
寒銳鈷業(yè) (300618) :公司主要從事金屬鈷粉及其他鈷產(chǎn)品的研發(fā),生產(chǎn)和銷售,是具有自主研發(fā)和創(chuàng)新能力的高新技術(shù)企業(yè),主營產(chǎn)品包含鈷粉,電解銅和鈷精礦。公司鈷粉產(chǎn)品除了國內(nèi)銷售外,還出口國外市場,公司已成為中國和世界鈷粉產(chǎn)品的主要供應(yīng)商之一。
2、負極材料
負極材料技術(shù)相對比較成熟,且其集中度較高,產(chǎn)能由日本向中國轉(zhuǎn)移比較明顯。目前負極材料以碳素材料為主,占鋰電池成本較低,在國內(nèi)基本全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。從區(qū)域看,中國和日本是全球主要的產(chǎn)銷國,動力電池企業(yè)采購負極主要來自于日本企業(yè)。
2015年,全球負極材料總體出貨量為11.08萬噸,同比增長29.59%。其中中國負極材料的出貨量達到7.28萬噸,同比增長41.1%,占比高達66%。近幾年,隨著中國生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高,中國又是負極材料原料的主要產(chǎn)地,鋰電負極產(chǎn)業(yè)不斷向中國轉(zhuǎn)移,市場占有率不斷提高。
核心收益標(biāo)的:
方大炭素(600516):2017年8月17日晚間公告,根據(jù)公司經(jīng)營發(fā)展需要,擬增加公司經(jīng)營范圍。其中新增碳纖維、特種炭制品、高純石墨制品、炭炭復(fù)合材料、鋰離子電池負極材料的研制、科技研發(fā)、技術(shù)推廣、生產(chǎn)加工、批發(fā)零售等。
寶泰?。?01011):2017年4月28日晚間公告,公司擬建設(shè)5萬噸/年鋰電負極材料石墨化項目,以及2萬噸/年鋰電負極材料中間相炭微球前驅(qū)體項目。合計總投資額6.8億元。上述項目均為鋰離子電池負極材料加工項目。
3、隔膜材料
從全球鋰離子電池隔膜市場來看,目前世界上只有美國、日本、韓國等少數(shù)幾個國家擁有行業(yè)領(lǐng)先的生產(chǎn)技術(shù)和相應(yīng)的規(guī)模化產(chǎn)業(yè)。2015年,全球隔膜出貨量為15.5億平米,同比增長42.67%,其中濕法隔膜為9.06億平,占比58.53%;中國隔膜出貨量6.28億平米,同比增長49.5%,其中,濕法隔膜產(chǎn)量僅為2.38億平米,同比增長90.5%。中國國產(chǎn)隔膜仍以干法為主,但是濕法出貨量增速正在加快。
核心收益標(biāo)的:
滄州明珠(002108):鋰電池隔膜總產(chǎn)能將達到3000萬平米/年。
佛塑科技(000973):鋰電隔膜濕法龍頭,產(chǎn)能將超過1億平方米/年。
大東南(002263):生產(chǎn)耐高溫超薄電容膜、鋰電池隔膜和太陽能電池背膜。
4、電解液
2015年,全球電解液整體產(chǎn)量為11.1萬噸,同比增長34.3%;中國電解液產(chǎn)量為6.9萬噸,同比增長52.7%;從增長速度來看,中國電解液產(chǎn)量的增長速度明顯高于全球。
鈷主要用于三元鋰電池的正極材料,可以明顯提升鋰電池的能量密集度。可能一般投資人認為一個小小的正極材料,而且所謂的三元材料(鎳鈷錳酸鋰Li(NiCoMn)O2),是鎳鋰錳三種物質(zhì)的化合物,能比生產(chǎn)鋰電池的天齊鋰業(yè)更賺錢嗎?
這要看鈷的成本占鋰電池價格中的比例和中國的鈷資源儲量及消耗量。中國的鈷的探明儲量大概是8萬噸,占全世界探明儲量的1.8%,而且礦山分布極其分散。我國消耗了全世界鈷的30%以上。全世界鈷儲量最多的就是洛陽鉬業(yè)收購的剛果金,占全世界儲量的48%,每年剛果金生產(chǎn)鈷金屬量是6萬噸,占全球鈷產(chǎn)量的60%左右,接近中國的總儲量。
三元材料占鋰電池的成本是多少呢?根據(jù)估算,1噸鈷酸鋰中,鋰的含量只有0.07噸,但鈷的含量要達到0.61噸,是鋰的8倍以上。然而,鈷在地殼中的含量僅有鋰的六分之一,年鈷礦開采量僅有鋰礦的一半。參考比亞迪e5舒適型,43kWh的電容量,售價23萬元,可以對40kWh容量的電動車取售價20萬元,參考30kWh的新能源汽車耗鈷7.54kg,40kWh的車鈷需求可以達到每輛10.05kg。當(dāng)前新能源汽車行業(yè)的毛利率大致為25%,可估算出成本大約有15萬元。當(dāng)前電池成本大約為1400元/kWh,總計56000元,占到整個成本的37%,其他成本為94000元。 今年,3月底,四氧化三鈷每噸39萬元,4.35V鈷酸鋰每噸價格41.5萬元;三元材料(523)每噸價格19.50萬元。大家大致可以估算出鋰電池中,鈷的成本比例。
















