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火狐直播:【招银研讨|职业深度】动力电池之电池资料篇——辩趋势谈供需论格式
来源:火狐app下载 作者:火狐体育在线 更新于:2024-05-19 10:48:57 阅读: 105

  正极方面,磷酸铁锂继续回暖,2021全年装机占比超50%,比较上一年进步17 pct;高镍三元渐成干流,2021年12月浸透率超40%。负极方面,人工石墨凭仗首效和倍率功能方面的优势成为干流,2020年市占率84%,硅/碳复合负极加快浸透;隔阂方面,湿法隔阂是当时干流技能方向,安全要求趋严,涂覆隔阂是未来的技能趋势;电解液方面,是锂电池的“血液”,添加剂配方是电解液的中心技能地点,重视新式锂盐LiFSI的运用开展。

  ■ 谈供需:供需联络呈现结构化差异。需求端:获益于下流动力和储能的需求高添加,上游锂电池原资料景气量继续。供给端:受锂盐资源紧缺影响,正极短期内处于紧平衡态势;长时间看,新搅局者纷繁出场,低端供给或过剩,高端供给仍紧缺;负极的石墨化环节受能耗双控方针影响,现有产能开工率缺少,新增产能批阅趋严,负极未来或处于供需紧平衡;隔阂的要害设备厂商产能有限,交给周期长导致隔阂扩产受限,未来两年或处于紧平衡态势;六氟磷酸锂供给康复正常,电解液龙头继续扩产,电解液未来或供给过剩。

  ■ 论格式:职业特性决议竞赛格式。正极资料方面,磷酸铁锂商场会集度较高,龙头规划优势显着,新搅局者的冲击有待进一步调查;三元正极资料的格式较为涣散,高镍三元具有必定的进入壁垒,未来跟着高镍三元的规划运用,商场比例有望向具有高镍三元技能优势的企业会集。负极资料方面,头部厂商与下流头部动力电池厂商根本建立了较为深沉的事务合作联络,短期内职业竞赛格式将坚持相对安稳。隔阂方面,是四大主材中竞赛格式最优的环节,头部企业因为规划优势,设备优势和良率优势有望坚持强者恒强的局势。电解液方面,会集度不断进步,龙头企业凭仗一体化降本,客户优势以及技能先发优势不断抢占商场比例。

  ■ 危险提示:重视相关范畴方针改动危险、技能革新的危险、原资料价格动摇危险、新技能开发不达预期的危险和结构性产能过剩的危险等。(本部分有删减,招商银行各部如需陈述原文,请参照文末方法联络研讨院)

  锂电池的工业链首要由上游原资料,中游电芯模组厂商和下流运用范畴组成。上游原资料首要包含根底原资料(包含锂矿,镍矿,钴矿,锰矿,铁矿等金属资源以及石墨矿、硅、磷酸盐等非金属原资料)和电池原资料(首要包含正极,负极,隔阂以及电解液等,被称为锂电的“四大原资料”);中游为电芯模组厂商,运用上游电池资料厂商供给的正负极资料、电解液和隔阂出产出不同标准、不同容量的锂离子电芯产品,然后依据终端客户要求挑选不同的锂离子电芯、模组和电池办理系核算划;锂电池下流首要运用于动力范畴(电动工具、电动自行车和新动力轿车等)、消费电子产品(手机、笔记本电脑等电子数码产品)和储能范畴等。本篇陈述的研讨目标为工业链上游环节的电池原资料,即正极资料、负极资料、隔阂和电解液。

  电池原资料直接决议动力电池的功能和本钱。功能方面,车用动力范畴的要害功能触及续航路程、循环寿数、功率及安全等,锂离子电池系统因其运用潜力及适配性而不断晋级,能量密度已由1991年的80 Wh/kg进步至现在的300 Wh/kg,其开展的根本是建立在不断优化电池资料系统并寻觅新资料组合的根底上。本钱方面,动力电池四大主材的本钱占电芯本钱的70%左右,细分来看,正极资料、负极资料、隔阂及电解液别离占电池本钱的40%、10%、12%和8%。

  咱们本篇陈述首要剖析了锂电池四大资料的干流技能趋势、供需联络和职业竞赛格式以及关于未来格式的研判,从锂电四大资料范畴筛选出紧跟干流技能道路,供需联络较平衡,在工业链上下流进行一体化布局,一起在干流技能范畴具有较高商场占有率的优质标的。

  依据国家信息中心2021年的问卷调查数据(N=1825),续航路程和安全性是下流用户购买新动力轿车时最看中的要素,别离为38.5%和30.2%,购车价格也占到26.2%,与续航路程、安全性和购车价格等下流需求严密相关的便是动力电池。而电池资料又决议了动力电池的能量密度、安全性和本钱,因而咱们以为下流需求是驱动电池资料技能革新的要害要素。

  在动力电池范畴,三元资料和磷酸铁锂是当时两种干流运用的正极资料。因两种资料自身物理及化学结构的差异带来了资料功能差异,然后决议了三元电池和磷酸铁锂电池的功能差异和不同的运用范畴。

  正极资料对动力电池的功能至关重要。锂离子电池的实质是运用锂离子的脱嵌和过渡金属的氧化复原完成化学能和电能的彼此转化。正极资料的品种和功能直接联络到动力电池的额外电压、能量密度、循环寿数和倍率功能等。磷酸铁锂为典型的橄榄石结构,在充放电进程中阅历一个二相反响,即LiFePO4和FePO4两相之间的彼此转化,这两相的晶格结构十分类似,且这两种物质的结构和热安稳性都十分优异,因而呈现出高安全和长寿数特性。而三元资料归于典型的α-NaFeO2层状结构,在充放电进程中,Li+在MO6(Mn=Ni、Mn、Co)层间脱嵌,跟着镍含量进步,可脱嵌Li+添加,三元资料的理论容量和电池能量密度随之进步,可是脱锂态的三元资料会与电解液产出发生副反响,因而其比能量高而安全功能略显缺少。

  铁锂三元各有所长,别离适配不同运用场景。磷酸铁锂的中心优势是低本钱、高安全和长寿数,开端首要运用于对能量密度要求不高,而对安全和寿数要求较高的场景,如商用车和储能范畴。近年来跟着电池成组技能进步,磷酸铁锂能量密度较低的缺点有所改进,叠加安全与本钱优势,其在乘用车范畴的运用比例逐年进步;三元资料的中心优势是高比能,首要适配空间有限、需求高能量密度、高客户体会感的场景,如乘用车范畴。三元依据镍含量的不同又分为低镍三元(NCM333)、中镍三元(NCM523和NCM622)和高镍三元(NCM811、NCA)三个细分品类。跟着镍含量的进步,三元资料的能量密度显着进步。高镍三元首要运用于长续航的高端新动力乘用车,如Model 3长续航版、蔚来ES6、小鹏P7等,中镍三元电池首要运用于中低端新动力乘用车。

  磷酸铁锂强势逆袭。新动力车从方针驱意向商场化驱动的转型中,我国动力电池装机量稳步上升,三元和铁锂占比也在继续改动。咱们将动力电池的开展分为两个阶段,1)2016-2019:补助朝高能量密度歪斜,三元占比敏捷进步。在此期间,三元资料在高比能方面显着占优,市占率从2016年22.9%的进步到2019年的65.3%。2)2020-至今:补助退坡,磷酸铁锂凭仗性价比优势开端逆袭,并于2021年7月正式反超三元资料。

  磷酸铁锂逆袭的原因首要有三方面:方针方面:补助退坡,动力电池企业降本压力增大,磷酸铁锂电池具有更低的本钱,性价比优势显着;新国标安全要求加码,磷酸铁锂天然的安全优势逐渐凸显;供给方面:新式成组技能(刀片、CTP和JTM等)带动磷酸铁锂能量密度进步,拉动铁锂出货量添加;需求方面:以比亚迪汉EV、铁锂版Model 3/Y以及宏光Mini EV等为代表的爆款车型带动磷酸铁锂电池出货量迸发式添加。

  磷酸锰铁锂是磷酸铁锂的晋级方向,短期内作为正极资料主材还不可见。磷酸锰铁锂(LMFP)是磷酸铁锂(LFP)和磷酸锰锂(LMP)相结合的产品,因而承继了磷酸铁锂的高安全和安稳性。磷酸锰铁锂的理论容量与磷酸铁锂相同,但它相关于Li/Li+的电极电势为4.1 V,远高于磷酸铁锂的3.4 V,且坐落有机电解液系统的安稳电化学窗口以内,这使得磷酸锰铁锂的能量密度可进步约10~15%,这是它相关于磷酸铁锂最大优势。因为磷酸锰铁锂自身电导率较低,电化学反响进程中锰元素溶出会导致充放电才干差,循环寿数差等现象,短期内其作为正极主材运用还不可见,但现在有研讨将磷酸锰铁锂与高镍三元复配,改进了三元资料的安全功能。

  未来高镍三元在乘用车范畴仍是干流。尽管磷酸铁锂占比有所回暖,但在乘用车范畴三元仍占主导位置,从三元产品结构来看,高镍化趋势显着。当时国内三元商场以中镍三元为主,其间商场比例最大的NCM523呈现下滑的趋势。而低镍三元因为能量密度较低,本钱优势下降,商场比例逐年被紧缩。相反,高镍NCM811占比继续添加,2020年占比超过了20%,2021年12月占比高达44.1%,增幅显着。NCM622因为与NCM523差异较小,部分企业会跳过NCM622,直接晋级至NCM811,其占比呈逐渐下降的趋势,2021年12月份占比仅为16.3%。部分龙头企业会沿着9系高镍、NCMA乃至无钴高镍不断进行技能晋级来进步电池功能,但这仍归于在高镍系统内的迭代。关于NCA,因为国内企业一向无法打破其较高的技能壁垒,在国内商场的比例占比较低(小于2%)。

  从本钱层面看,高镍三元中钴元素含量较低,能量密度较高,关于电解液、隔阂、负极等其他资料的用量也会相应削减,跟着上游产能进步和技能进步,电芯本钱有望进一步下探;从安全层面看,经过体相掺杂、外表包覆、资料复配、调配固态电解质等本征安全策略,高镍三元资料的安全下风有望得到改进;从下流需求看,800V高压快充渠道的导入,4680大圆柱电芯的量产,各车企长续航版车型的推出,最佳的处理计划是选用高镍三元电池。

  综上,咱们估计未来两年磷酸铁锂将连续回暖趋势,占比有望企稳于50%~60%之间,但整个动力电池格式中,尤其是乘用车范畴,高镍三元仍将占有重要比例。跟着需求侧产品晋级,低镍三元会逐渐被撤销,中镍三元商场比例进一步缩短,而高镍三元比例有望继续进步。咱们以为三元和磷酸铁锂将长时间处于共存状况,磷酸铁锂将凭仗其性价比和安全优势在储能,商用车和中低续航乘用车中勃发生机,而高镍三元将凭仗其高能量密度优势在中高续航乘用车中扩展比例。在新动力车方面,高中低端乘用车关于各项目标的灵敏度纷歧,高镍三元和磷酸铁锂将完成分级消费:高续航版(≥600km)搭载高镍三元,中续航版别(400<x<600km)搭载中镍三元,入门级/低续航版(≤500km)搭载磷酸铁锂(上述仅仅大约状况,每种车型因为车型定位、动力功能、快充功能、风阻系数等或许会有必定的差异,其间高镍三元和中镍三元,中镍三元和磷酸铁锂之间均有必定的堆叠)。

  锂电池负极资料在锂电池中起贮存和开释能量的效果,首要影响锂电池的初次库仑功率、循环功能以及倍率功能等。负极资料首要分为碳资料与非碳资料两大类。碳资料是指碳基系统,首要包含天然石墨、人工石墨、复合石墨、中心相碳微球、硬碳、软碳等。非碳资料首要包含硅基资料、锡基资料、钛酸锂等。石墨类负极的价格低廉、比容量(LiC6理论比容为372 mAh/g)较高、循环功能及安全功能较好,各方面功能较为均衡,是现在最干流的锂电池负极资料。

  人工石墨是锂电负极的干流技能道路。天然石墨由天然鳞片晶质石墨经过损坏、球化、分级、纯化、外表处理等工序制作而成,尽管本钱低、技能老练度高,但首效较低、倍率功能较差,首要用于消费类电池。而人工石墨则一般选用细密的石油焦或针状焦作前驱体制成,防止了天然石墨的外表缺点,初次功率与倍率功能得以进步,因而在动力范畴的比例不断扩展。依据高工锂电数据核算,2020年我国负极资料出货量为36.5万吨,其间人工石墨出货量29.7万吨,占比高达81.3%。

  高比容硅基负极是最具潜力的技能方向。现在商场上的高端石墨比容量可达360-365 mAh/g,已接十分近理论上限(372 mAh/g),进一步进步的或许性不大。高比能诉求下,现有商用负极难以满意需求,需求以更高比容的资料代替。而在很多可选的新式高比容负极资料(锡基、硅基、氧化物、过渡金属氮化物以及金属锂负极等)中,硅基资料是较具开发潜力的类型,首要依据以下理由:(1)理论比容量极高。硅在室温下能与锂构成Li15Si4合金,据此核算硅具有3580 mAh/g的理论比容量,大约是石墨负极的十倍。(2)安全功能优。因为锂硅合金构成的电位在0.4 V(vs Li/Li+),因而硅负极外表不会呈现锂金属分出。(3)原资料丰厚。从出产本钱来说,硅元素在地壳中的含量仅次于氧,具有低本钱大规划出产的潜力。

  硅基负极独自运用存在问题。尽管硅基负极潜力巨大,但咱们以为纯硅负极独自运用存在如下问题:(1)体积胀大大。硅与锂的电化学反响使硅发生1~3倍的体积胀大,巨大的体积改动带来资料的损坏与电极的损坏;(2)初次功率较差。体积的改动使SEI膜呈现决裂与生成的替换,耗费很多锂离子与电解液,导致电池的初次库仑功率较差、内阻添加和容量的敏捷衰减;(3)硅的导电性差。硅归于半导体,导电性较差,在高倍率下晦气于电池容量的有用开释。(4)工艺杂乱。现在可经过制备纳米硅、多孔硅或合金硅的方法改进硅基负极的电化学功能,但一起也会面临工艺的杂乱性等问题。

  硅/碳复合负极运用继续落地,产品功能不断晋级。当时针对硅基负极的改性研讨会集在处理体积效应、坚持SEI膜安稳和进步首效三个方面。优化的方向包含:(1)微观结构规划。即经过制备纳米硅、多孔硅或合金硅的方法改进电化学功能。(2)制备复合资料。如制备结构安稳的硅/碳负极,硅氧/碳负极进步导电性,增强机械强度。(3)预锂化。预锂化技能经过补偿初次锂损耗,可以推迟容量衰减,进步硅基负极功能。现在,特斯拉已将硅碳负极运用于Model 3,在人工石墨中参加10%的硅,负极容量进步至550mAh/g,单体能量密度达300 Wh/kg;广汽宣告选用新式硅负极资料的方壳电芯能量密度到达275 Wh/kg,将使电动车续航打破1000km;宁德年代的高镍三元+硅碳负极电芯比能量打破300 Wh/kg。

  隔阂是动力电池的安全屏障,归纳功能要求较高。在锂离子电池中,隔阂吸收电解液并坐落正极与负极之间,其首要效果为:(1)供给锂离子通道。在正常充放电进程中,Li+需求经过隔阂微孔在正负极发生搬迁而导电,一起将正负极离隔,防止正负极直触摸摸削减内短路发生。(2)电芯安全屏障。当电芯内部温度到达隔阂的闭孔温度时,隔阂的微孔将封闭,构成断路以防止电池温度进一步升高然后防止爆破。隔阂功能直接影响锂电池安全性,一起决议着锂电池的能量密度、循环功能、充放电电流密度等要害特性,因而锂电池对隔阂的安稳性、一致性与安全性提出较高要求。

  湿法隔阂归纳功能优异,是干流技能道路。依据出产工艺的不同,隔阂可分为干法隔阂和湿法隔阂。干法隔阂的质料首要为PP(聚丙烯),该类隔阂的热安稳性好,出产工艺简略,但其一致性和力学功能比湿法隔阂差,厚度也更厚,因而一般运用于对本钱要求更高的储能、低端新动力轿车和低端消费电子产品范畴。湿法隔阂的质料首要为PE(聚乙烯),该类隔阂的一致性,力学功能更好,产品厚度更薄,但热安稳性比干法隔阂差,一般需求经过涂覆进步热安稳性,使其归纳功能全面优于干法隔阂。但湿法隔阂的出产工艺较杂乱,本钱较高,因而一般用于中高端新动力轿车和中高端消费电子范畴。现在,三元电池根本运用湿法隔阂,部分磷酸铁锂电池也逐渐从干法转向湿法。长时间来看,湿法隔阂的归纳功能优于干法,叠加湿法隔阂的本钱逐渐与干法趋近,未来湿法隔阂仍是干流技能道路。

  安全性需求日益进步,涂覆隔阂是未来趋势。当时隔阂的首要原资料为PP和PE,这两种资料的热变形温度较低,当温度过高时,隔阂简单发生热缩短,导致电芯内部正负极触摸,然后发生起火爆破等安全事故。电池厂及隔阂出产企业遍及选用隔阂外表改性及涂覆(如勃姆石和PVDF)处理,一是可进步隔阂的热安稳性、改进其机械强度;二是增强隔阂的保液性,然后延伸电池循环寿数;三是进步隔阂的潮湿性。在电池安全功能要求日益进步的布景下,涂覆隔阂是未来的技能趋势。

  电解液是锂电池的“血液”。电解液在正负极之间起到传导锂离子的效果,并为锂离子供给一个自在脱嵌的环境。电解液对锂电池的能量密度以及循环、倍率、贮存、安全等功能影响极大。电解液由电解质锂盐、高纯度有机溶剂、各类添加剂等质料按必定比例制作而成。从质量层面看,电解质锂盐占电解液的比例约10~12%,有机溶剂占比约80~85%,添加剂占比约3~5%,具体的配比要依据下流动力电池厂商的需求来定制。从本钱层面看,电解质锂盐占比约40~50%,有机溶剂占比约30%,添加剂占比约10~30%。

  添加剂配方是电解液的中心技能地点。跟着新动力轿车对动力电池能量密度、安全功能等要求的不断进步以及正极资料高镍化开展的趋势,需求更高功能的电解液与之相匹配。在电解液三大组分中,溶剂的改动不大,进步功能的要害在于锂盐和添加剂。电解质锂盐决议了电解液的根本理化功能,是电解液成分中对锂电池特性影响最重要的成分,电解质锂盐、添加剂,以及电解液的配方是电解液的中心技能地点。电解液厂商首要经过探究新式电解质锂盐、添加剂或调整电解质锂盐、添加剂、溶剂的配比,然后使动力电池电解液具有更高的比能量、功率、安全性,以及更宽的作业温度。

  添加剂是电解液的调味料,用料少效果大。在电解液的出产中,添加剂的运用量不到悉数资料质量的5%,但缺少添加剂将会对电解液的功能带来严峻的影响。从功能上看,添加剂可完成均匀成膜、阻燃、过充维护、安稳性进步、导电性进步等。其间成膜添加剂经过构成安稳均匀的SEI膜,进步电极循环功能及运用寿数;阻燃添加剂经过防止电解液焚烧,进步安全功能;过充维护添加剂可以防止电池过充然后防止电解液焚烧爆破。未来,各类型新式添加剂的开发运用有望成为改细分职业的开展趋势。

  新式锂盐LiFSI有望成为LiPF6的最佳代替品。LiPF6凭仗其较高的电化学可靠性、室温规划作业要求以及工业化规划效应带来的价格优势,成为现在最为常用的电解质锂盐。可是LiPF6存在如下显着的缺点:对水分灵敏、热安稳性差;现有技能和出产工艺下,终究产品不可防止的含有氟化氢,影响高温下电池功能;在低温环境中,LiPF6在电解液中易结晶,导致电导率下降,使得电池内阻添加,影响电池的低温功能。LiFSI与LiPF6比较,具有更好的热安稳性、电化学安稳性,以及更高的电导率,可以显着改进新动力电池的运用寿数,进步新动力轿车在夏日和冬天的续航路程与充放电功率,并改进新动力轿车在极点条件下的安全性。在三元正极高镍化,电池安全功能要求日益进步的趋势下,LiFSI有望成为LiPF6的最佳代替品。

  固态电解质是电解液的终极方法,短期量产迷茫,长时间值得重视。现在锂离子电池所用的电解质为有机电解液,因其热分化度温度低、易燃以及电化学窗口低,导致动力电池安全功能和能量密度的进步存在必定的局限性。相较电解液,固态电解质具有热安稳性高和电化学安稳性好,可以同步进步锂电池的能量密度和安全性而遭到工业界的广泛重视。可是,现阶段固态电池仍存在以下三方面问题:(1)电化学系统:电极与固态电解质之间固-固界面阻抗较大,叠加固态电解质自身离子电导率较电解液有必定的间隔,致使固态电池的倍率功能较差,与动力电池范畴的功能需求仍有必定的间隔。(2)电极资料:固态电解质资料以及适配的高活性正负极资料尚不老练,尚无安稳完善的供给系统,本钱较高;(3)工艺设备:固态电池部分出产工艺不同于液态电池,现在尚无安稳供给固态电池出产线的设备厂商。考虑到出产线的建造和动力电池的开发周期,咱们估计固态电池全面量产仍需5~10年的时间,短期量产期望迷茫。但固态电池技能是锂电技能进步的重要趋势,是下一代锂电技能制高点,长时间值得重视。

  2021年全球锂电池出货量为464GWh,同比添加73.2%,估计2023年将到达1200GWh,两年复合添加率在60%以上,其间动力和储能是最首要的驱动要素。锂电池商场的添加将带动上游正极、负极、隔阂和电解液等锂电池原资料需求继续高添加,2023年对应正极、负极、隔阂和电解液的需求将别离到达160万吨、90万吨、160亿平米和120万吨。需求端高添加确定性强,因而,咱们以为中心仍是重视供给端。

  正极职业的特点是原资料本钱占比高,总产值最高而盈余才干较弱。从本钱结构看,正极原资料本钱占比在90%左右,远高于负极(40%)和隔阂(57%)。锂、钴、镍等上游原资料各家收买价格差异小,一起较低的制作和人工本钱占比导致各家难以经过规划效应和工艺差异在制作及人工本钱方面摆开间隔。从产值规划看,正极资料单价高于负极、电解液等其他环节,一起正极单耗在锂电四大主材中最高,1 GWh锂电池约耗费1700吨三元资料,约是负极和电解液的2倍。在高单价和高单耗的一起效果下,正极资料成为产值最大的锂电池资料。从盈余才干看,正极资料职业全体毛利率坚持在18%以下,显着低于负极资料和电解液(30%左右)、隔阂(45%左右)的毛利率。

  因为磷酸铁锂自身技能壁垒不高,传统资料厂和磷化工企业纷繁转型出场,很多产能或于2022年末开释。磷酸铁新建产能使得质料端压力得到必定缓解,可是锂盐资源在短期内仍然处于供需严重的状况。咱们估计在锂资源的约束下,磷酸铁锂新增产能在短期内还无法落地,2022年上半年仍旧供需偏紧;长时间来看,磷酸铁和磷酸铁锂环节都存在显着的产能过剩。因而,需求亲近重视上游锂资源的供需状况。

  全球三元资料厂商名义产能继续多于需求,高端产能仍旧稀缺,落后产能将加快出清。估计2022年末全球三元正极资料算计产能140.4万吨,同比添加26.8%,考虑到干流厂商和二线厂商产能运用率不同,一起2022年上半年锂盐资源连续严重态势,约束三元正极产能开释,估计全球三元正极资料的有用总供给约92.6万吨,2022年全年呈现紧平衡的态势。长时间来看,低端落后产能(如一般低镍、中镍三元)将加快出清,高端产能(如单晶、高镍三元)仍然较为稀缺。

  石墨化是人工石墨负极资料加工出产的高耗能环节。依据璞泰来2020年年报数据,人工石墨负极的本钱首要由加工费、直接资料、直接人工和制作费用等四部分构成,其间加工费占比达51.2%,直接资料占比39.6%,两者算计占比在90%以上。人工石墨所需的原资料首要为石油焦、针状焦等焦类质料,首要来历于石油化工和煤化工的副产品,商场供给足够,职业竞赛充沛,供给价格首要遭到石油价格的动摇影响,因而石墨化是人工石墨负极降本的要害环节。石墨化的首要效果为改动人工石墨中碳原子的摆放结构,完成由乱层结构向石墨晶体结构的有序转化,然后进步人工石墨的体积密度、导电率、导热率、抗腐蚀功能及机械加工功能。在石墨化进程中,要运用高温热处理对原子重排及结构改变供给能量。电力是石墨化出产耗费的首要动力,一般状况下,选用电加热方法将半成品加热至2800 ℃以上,电力耗费规划大、时间长。

  石墨化环节受能耗双控方针影响,人工石墨负极供需偏紧。依据各公司揭露发表状况,2021年末全球负极资料产能算计96.5万吨,估计到2022年末负极资料产能算计137.7万吨,同比添加23%和122%,2022年负极环节产能过剩仍旧。可是,关于人工石墨负极而言,其制备进程规划石墨化工序,对整个出产流程至关重要,首要体现在流程上的不可或缺和本钱上的较高占比。因为石墨化是高耗能环节,受国家能耗双控方针影响,部分地区存量石墨化产能受制,新增石墨化产能批阅趋严难以落地,成为人工石墨负极产能的约束环节。咱们估计2022年负极环节供需仍旧紧平衡,价格有望持稳,长时间需求点重视石墨化产能开工状况以及限电、限产状况。

  从财物结构看,隔阂是典型的重财物职业。隔阂企业固定财物占比在40%以上,显着高于其他资料企业,重财物特点显着。隔阂厂商构成规划经济需求投入巨额资金在投料和配料设备、挤出混合设备、流延设备、拉伸设备、分切设备及检测设备等固定财物置办和建造上。

  从技能工艺看,隔阂的技能、工艺壁垒较高,首要体现为均匀良率较低。因为锂离子电池隔阂制备工艺集原资料配方规划、微孔制备工艺、配套设备、出产进程精密操控、自动化制作及产品检测技能于一体,工艺杂乱,进程操控严厉,系统和谐标准高,任何一个环节的技能规划呈现误差,都会影响到隔阂的一致性、安稳性和安全性等要害参数,导致隔阂企业的均匀良品率显着较低,仅为70~80%,而一般电动轿车工业链其他环节良率均在90%乃至更高水平。

  隔阂典型的重财物,高设备壁垒特点很大程度上约束了隔阂产线的扩张速度。因为全球干流设备商日本制钢所(主供恩捷股份)、东芝(供给湖南中锂)和德国布鲁克纳(供给星源质料)等全体产能有限,而且设备交给+建造周期一般为1~2年,再加上1年客户认证时间和1年产能爬坡时间,新建产能共需至少3年时间。依照现在的扩产节奏,再叠加隔阂设备厂商产能约束,咱们估计全球隔阂在未来2年坚持紧平衡的态势。

  电解液职业具有显着轻财物特征。从产线投资额来看,锂电工业链中电解液单位GWh固定投资额仅为171万元,而正极、负极、隔阂(基膜)别离为6033、2029、5625万元。较低的工艺要求和资金需求导致电解液职业进入壁垒不高,低端产能过剩的局势长时间存在。

  六氟磷酸锂的供给状况直接决议电解液供需状况。归纳考虑溶剂和锂盐两者的功能与本钱,碳酸酯+六氟磷酸锂成为动力电池电解液的首要组成部分,而六氟磷酸锂作为最首要的成分,其供需直接决议电解液供需状况。2022年,天赐资料、多氟多和天边股份都有新的六氟磷酸锂产能开释,产能的严重态势鄙人半年有望缓解。咱们测算2022年六氟磷酸锂有用供给为13.8万吨,需求为12.6万吨,六氟磷酸锂不再是瓶颈。在电解液环节,随同天赐资料新建产能继续爬坡,电解液环节很简单呈现过剩的状况,其价格有望随六氟磷酸锂供给上量而回落。咱们测算2022年电解液有用产能为145万吨,需求为92万吨。

  磷酸铁锂商场会集度较高,新搅局者的冲击有待调查。铁锂正极职业中龙头优势显着,其间德方纳米2021产值占全年国内产值比重为22.8%,龙头规划优势抢先,较2020全年占比上升2.3 pct;2021全年国内磷酸铁锂前五大产值占比71.1%,较2020年占比下降6.7 pct。跟着新动力轿车和储能的景气量不断攀升,下流对磷酸铁锂的需求不断攀升,又有新的搅局者进入磷酸铁锂正极职业。首要分为两类企业,一类是三元正极资料企业,如厦钨新能、久远锂科、中伟股份等,这类企业有较丰厚的正极资料开发经历和客户资源,但产能开释需求时间;另一类是大化工企业,这类企业有制备磷酸铁锂所需的磷源和铁源,具有资源优势,但技能储备、客户拓宽及产能开释还需求时间。

  三元正极资料商场竞赛格式相对涣散。现在,国内三元正极资料商场会集度相对涣散,依据2021年三元正极资料的出货数据,我国三元资料出货量商场比例的CR3为37.4%、CR5为56.3%,且容百、巴莫、当升和久远锂科等前几名公司市占率间隔不大。与锂电其他资料比较,三元正极资料无论是CR3仍是CR5均远低于负极,隔阂以及电解液。

  三元格式涣散的首要原因如下:(1)原资料本钱占比高,各家难以在本钱上构成差异。三元正极原资料本钱占比挨近90%,且各家锂盐,钴盐,镍盐以及锰盐等上游原资料的收买价格差异较小,一起制作本钱和直接人工本钱占比很小,因而头部公司难以经过规划化和工艺优化在本钱方面摆开间隔。(2)正极资料产值规划大,是地方政府招商引资的要点。正极资料占锂电池总本钱达40%,锂,钴,镍等稀有金属元素导致正极资料的单价远高于其他环节。一起,1 GWh锂电池大约耗费1700吨三元资料,是四大主材中单耗最高的质料。在单价和单耗共振下,正极资料成为产值规划最大的锂电资料。近年来各地方政府呼应“双碳”方针召唤,经过招商引资兴修各类锂电工业基地,作为锂电资料中产值规划最大的正极资料自然是招商引资的要点。(3)正极资料对电池功能的影响大,头部电池厂一般向上一体化布局。正极资料是锂电池中锂离子的来历,对锂电池能量密度、循环寿数、安全功能和本钱等影响严重。头部电池厂有志愿向上游进行一体化布局,一方面可以加深对正极资料的机理研讨,开宣布功能更优的产品;另一方面,可以确保自己正极资料一致性和供给,下降原资料本钱。

  高镍三元浸透率有望继续进步。依据鑫椤锂电的数据,2021年国内高镍三元出货占三元资料出货量的39.8%,与2020年比较,进步了近16.5 pct,特别在2021年9月,高镍三元的浸透率到达46.6%。一起,高镍三元的会集度CR3为88.7%,CR5为96.4%,远高于其他环节。从各国动力电池长时间技能途径规划来看,动力电池电芯能量密度遍及将到达300 Wh/kg以上,高镍三元电池是现有技能系统中必然挑选,高镍三元资料的商场占比将有进一步进步的空间。

  高镍化有望进步三元资料的会集度。高镍三元因高克容量及对电池能量密度的进步效果遭到工业喜爱,而如安在进步镍含量下降钴含量的一起确保资料结构安稳及电池的安全功能和循环寿数成为职业壁垒。首要体现在两个方面:(1)技能壁垒。相较于惯例三元资料,出产NCM811、NCA等高镍三元正极资料的技能壁垒更高。技能壁垒不只指较高的研制技能门槛,还包含更精密的出产办理以及更低本钱大规划量产的水平。高镍不只需求掺杂包覆等技能改性,还需求在氧气气氛下烧结,关于出产环境的湿度操控、设备的耐腐蚀和自动化水平提出了更严苛的要求。因而,以较低的归纳本钱完成高镍大规划量产也是职业壁垒之一。(2)质量认证壁垒。因为高镍资料是动力电池中最重要的质料之一,对动力电池各项中心功能及安全功能都有较大的影响,依据产品安稳性及安全性视点考虑,车企和动力电池企业关于NCM811、NCA产品的认证测验程序更为杂乱,不光需求进行长时间产品功能测验,还需求对出产厂商的归纳供货才干进行具体评价,全体认证周期时间会到达2年以上。咱们以为,高镍三元具有必定的进入壁垒,未来跟着高镍三元的规划运用,商场比例有望向具有高镍三元技能优势的企业会集。

  负极职业格式安稳,二线厂商比例进步。国内负极职业会集度较高,整体呈现“四大三小”的格式,“四大”为贝特瑞,上海杉杉,江西紫宸(璞泰来)和广东凯金,“三小”为尚太科技,中科星城和翔丰华。2021年全年负极CR4出货量占比为66.6%,比较2020年下降2.0 pct,首要原因系二线“三小”比例有所进步。负极资料头部厂商与下流头部动力电池厂商根本建立了较为深沉的事务合作联络,一起环评批阅趋严约束了小厂的产能扩张,短期看现在的职业竞赛格式将坚持相对安稳。

  竞赛格式最优,头部企业强者恒强。2021年国内湿法产值CR5全年累计占比超87.4%,恩捷股份收买姑苏捷力和纽米科技后龙头位置进一步安定,2021年全年产值市占率进步至47.5%,比较2020年进步了7.8 pct。咱们以为隔阂是四大主材中竞赛格式最优的环节,跟着隔阂产能不断扩张,头部企业有望坚持强者恒强的局势,首要依据以下原因:(1)隔阂职业归于重财物职业。依据固定财物/财物总计的数据来看,隔阂职业的固定财物占比在40%以上,显着高于正极,负极和电解液环节。(2)确定中心设备,龙头扩产优势抢先。隔阂的优质中心设备依托进口,且早已被龙头确定,隔阂职业未来扩产仍旧依托职业龙头。恩捷股份与日本制钢所签定独供协议至2023年,确定制钢所设备产能;星源质料2022-2023年规划新增产能确定布鲁克纳设备。(3)龙头企业技能沉淀深沉,良品率较高。一般电动轿车工业链细分环节良率均在90%以上,隔阂的职业均匀良率显着较低,仅为70%~80%。职业龙头因为技能沉淀深沉,良品率操控在较高水平,可以大规划安稳出产以及快速降本。高良品率+产能规划有助于龙头企业赢得优质下流客户,削减换线出产的次数,然后又对良品率构成正反馈。

  电解液职业会集度不断进步,龙头企业不断抢占商场比例。2021国内电解液全年累计产值前三名厂商别离为天赐资料(市占率33.1%,较2020全年+3.8 pct),新宙邦(市占率18.2%,较2020全年+0.6 pct),国泰华荣(市占率15.7%,较2020全年+1.0 pct)。咱们以为国内电解液商场会集度较高,而且电解液技能相对老练,未来竞赛格式改动不大。

  首要依据如下原因:(1)头部企业一体化布局,具有本钱优势。原资料本钱在电解液本钱重占比近90%,长时间来看,本钱管控才干强的玩家才干长时间生计,而龙头企业为了更好管控本钱,逐渐构建一体化布局。其间天赐资料是仅有打通“资源型质料提取-化工原资料制备-电解液出产”全工业链布局的龙头,而新宙邦也顺畅完成了由电解液到上游一切化工质料制备的横向布局。因而两家企业在电解液职业具有较强的一体化运营实力,能弱化周期,操控本钱,竞赛力较强。(2)头部企业具有客户优势。电解液职业归于轻财物,强周期性工业,头部企业绑定海内外电池大客户而继续取得大规划订单,在需求迸发期更简单取得超额赢利,充沛享用下流需求迸发盈余。(3)头部企业具有技能先发优势。电解液的技能中心在于新式锂盐和添加剂配方,随同电池快充、高电压和高镍化等趋势,LiFSI等新式锂盐需求进步,龙头企业因为技能先发布局有望增强技能壁垒和产品附加值。

  (1)方针改动的危险:国家财政补助方针等新动力轿车工业方针的调整在短期内对新动力轿车相关工业赢利空间和盈余才干有较显着的影响,假如未来相关工业方针发生严重调整,则资料企业的运营成绩和盈余才干或许遭到较大的晦气影响,因而方针风向的改动需求时间重视。

  (2)技能革新的危险:电池资料在开展进程中或许面临技能打破带来新式高端资料的量产,然后或许推翻原先干流技能道路的危险,如固态电池,钠离子电池等,需重视技能革新的危险。

  (3)原资料价格动摇的危险:动力电池资料的首要原资料包含锂盐、镍盐、钴盐、锰盐、磷、石墨等。受微观经济环境以及商场供需改动的影响,原资料价格或许发生较大变化,然后导致收买价格呈现必定动摇,影响电池资料企业的赢利。因而,需求重视上游原资料的价格动摇。

  (4)新技能开发不达预期的危险:因为未来商场开展趋势以及产品技能开发方向存在不确定性,企业或许呈现研制项目未能顺畅推动,新技能、新工艺未能及时运用于产品开发、晋级和出产,导致无法继续坚持产品竞赛力的状况,然后对运营和继续开展发生严重晦气影响。

  (5)产能过剩的危险:新动力轿车商场在快速开展的一起,职业竞赛也日趋激烈。面临下流新动力轿车和储能的需求迸发,资料厂同步进行了产能扩张,更有不少传统资料/化工企业经过直接投资、工业转型、收买吞并等方法参加竞赛(特别是磷酸铁锂)。假如未来下流商场需求不及预期,职业或许呈现结构性、阶段性的产能过剩,尤其是壁垒不高的低端产能。

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