锂电池材料主要由有哪些你知道吗?介绍锂电池材料组成
锂离子电池:是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。
锂电池材料主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液四大材料组成,此外还有电池外壳。
锂电池产业链经过二十年的发展已经形成了一个专业化程度高、分工明晰的产业链体系。
正负极材料、电解液和隔膜等材料厂商为锂离子电池产业链的上游企业,为锂离子电芯厂商提供原材料。
电芯厂商使用上游电芯材料厂商提供的正负极材料、电解液和隔膜生产出不同规格、不同容量的锂离子电芯产品;模组厂商根据下游客户产品的不同性能、使用要求选择不同的锂离子电芯、不同的电源管理系统方案、不同的精密结构件、不同的制造工艺等进行锂离子电池模组的设计与生产。
锂离子电池产业链的下游应用包括消费电子产品、电动交通工具和工业储能等。
二、锂电池行业生命周期
锂电池的容量比高,重量轻,循环次数多,材料环保,被广泛应用在消费电子、动力和储能市场。近年来,随着智能手机的普及以及新能源汽车的兴起,锂电池市场需求快速增长,从业企业、电池产能产量持续增加,从行业生命周期的阶段来看,锂电池行业目前正处于快速成长期。
1、正极材料
2012-2014年,锂电池正极材料增长主要由手机、平板、移动电源等带动,但历年增速呈下滑态势,由此说明数码市场增速开始趋于饱和。2015年,受新能源汽车动力电池爆发带动,正极材料市场增长强劲,2015年,中国正极材料产量达11.3万吨,同比增长49%。
随着新能源汽车需求量的不断快速增加,锂电池需求亦将快速增长,然消费电子领域饱和度提高,锂电池需求增速放缓。整体来看,2016年,中国正极材料产量增速将有所放缓,全年产量将达15万吨。
核心收益标的:
天齐锂业(002466):中国最大的电池级碳酸锂供应商,全球最大的矿石提锂企业;
赣锋锂业(002460):国内锂系列产品品种最齐全、产品加工链最长、工艺技术最全面的生产商;
华友钴业(603799): 公司主要生产四氧化三钴、氢氧化钴、硫酸钴等各类钴产品及电积铜、粗铜等铜产品。钴广泛应用于锂离子电池正极材料、航空航天高温合金、硬质合金、色釉料、磁性材料、橡胶粘合剂和石化催化剂等领域。
寒锐钴业 (300618) :公司主要从事金属钴粉及其他钴产品的研发,生产和销售,是具有自主研发和创新能力的高新技术企业,主营产品包含钴粉,电解铜和钴精矿。公司钴粉产品除了国内销售外,还出口国外市场,公司已成为中国和世界钴粉产品的主要供应商之一。
2、负极材料
负极材料技术相对比较成熟,且其集中度较高,产能由日本向中国转移比较明显。目前负极材料以碳素材料为主,占锂电池成本较低,在国内基本全面实现产业化。从区域看,中国和日本是全球主要的产销国,动力电池企业采购负极主要来自于日本企业。
2015年,全球负极材料总体出货量为11.08万吨,同比增长29.59%。其中中国负极材料的出货量达到7.28万吨,同比增长41.1%,占比高达66%。近几年,随着中国生产技术的不断提高,中国又是负极材料原料的主要产地,锂电负极产业不断向中国转移,市场占有率不断提高。
核心收益标的:
方大炭素(600516):2017年8月17日晚间公告,根据公司经营发展需要,拟增加公司经营范围。其中新增碳纤维、特种炭制品、高纯石墨制品、炭炭复合材料、锂离子电池负极材料的研制、科技研发、技术推广、生产加工、批发零售等。
宝泰隆(601011):2017年4月28日晚间公告,公司拟建设5万吨/年锂电负极材料石墨化项目,以及2万吨/年锂电负极材料中间相炭微球前驱体项目。合计总投资额6.8亿元。上述项目均为锂离子电池负极材料加工项目。
3、隔膜材料
从全球锂离子电池隔膜市场来看,目前世界上只有美国、日本、韩国等少数几个国家拥有行业领先的生产技术和相应的规模化产业。2015年,全球隔膜出货量为15.5亿平米,同比增长42.67%,其中湿法隔膜为9.06亿平,占比58.53%;中国隔膜出货量6.28亿平米,同比增长49.5%,其中,湿法隔膜产量仅为2.38亿平米,同比增长90.5%。中国国产隔膜仍以干法为主,但是湿法出货量增速正在加快。
核心收益标的:
沧州明珠(002108):锂电池隔膜总产能将达到3000万平米/年。
佛塑科技(000973):锂电隔膜湿法龙头,产能将超过1亿平方米/年。
大东南(002263):生产耐高温超薄电容膜、锂电池隔膜和太阳能电池背膜。
4、电解液
2015年,全球电解液整体产量为11.1万吨,同比增长34.3%;中国电解液产量为6.9万吨,同比增长52.7%;从增长速度来看,中国电解液产量的增长速度明显高于全球。
钴主要用于三元锂电池的正极材料,可以明显提升锂电池的能量密集度。可能一般投资人认为一个小小的正极材料,而且所谓的三元材料(镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2),是镍锂锰三种物质的化合物,能比生产锂电池的天齐锂业更赚钱吗?
这要看钴的成本占锂电池价格中的比例和中国的钴资源储量及消耗量。中国的钴的探明储量大概是8万吨,占全世界探明储量的1.8%,而且矿山分布极其分散。我国消耗了全世界钴的30%以上。全世界钴储量最多的就是洛阳钼业收购的刚果金,占全世界储量的48%,每年刚果金生产钴金属量是6万吨,占全球钴产量的60%左右,接近中国的总储量。
三元材料占锂电池的成本是多少呢?根据估算,1吨钴酸锂中,锂的含量只有0.07吨,但钴的含量要达到0.61吨,是锂的8倍以上。然而,钴在地壳中的含量仅有锂的六分之一,年钴矿开采量仅有锂矿的一半。参考比亚迪e5舒适型,43kWh的电容量,售价23万元,可以对40kWh容量的电动车取售价20万元,参考30kWh的新能源汽车耗钴7.54kg,40kWh的车钴需求可以达到每辆10.05kg。当前新能源汽车行业的毛利率大致为25%,可估算出成本大约有15万元。当前电池成本大约为1400元/kWh,总计56000元,占到整个成本的37%,其他成本为94000元。 今年,3月底,四氧化三钴每吨39万元,4.35V钴酸锂每吨价格41.5万元;三元材料(523)每吨价格19.50万元。大家大致可以估算出锂电池中,钴的成本比例。