国产玩弄老太婆

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      研究|鋰電池材料行業調研報告(精華)發布時間:2016-9-2

      一鋰電池材料概述

      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,經過電解質嵌入負極,負極處于富鋰狀態;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。

      鋰電池產業鏈經過二十年的發展已經形成了一個專業化程度高、分工明晰的產業鏈體系。

      正負極材料、電解液和隔膜等材料廠商為鋰離子電池產業鏈的上游企業,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、電解液和隔膜生產出不同規格、不同容量的鋰離子電芯產品;模組廠商根據下游客戶產品的不同性能、使用要求選擇不同的鋰離子電芯、不同的電源管理系統方案、不同的精密結構件、不同的制造工藝等進行鋰離子電池模組的設計與生產。

      鋰離子電池產業鏈的下游應用包括消費電子產品、電動交通工具和工業儲能等,產業鏈結構圖如下:

      二鋰電池行業生命周期

      鋰電池的容量比高,重量輕,循環次數多,材料環保,被廣泛應用在消費電子、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,從業企業、電池產能產量持續增加,從行業生命周期的階段來看,鋰電池行業目前正處于快速成長期。

      鋰電池行業成長期階段主要呈現以下幾個特點:

      1、需求持續快速提升;

      2、應用領域不斷擴大;

      3、各項標準、各項工藝尚不統一;

      4、從業企業不斷增加;

      5、產品價格持續下降;

      6、規模優勢企業逐步體現。

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      三鋰電池材料行業市場現狀

      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勢,由此說明數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帶動,正極材料市場增長強勁,2015年,中國正極材料產量達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,中國正極材料產量增速將有所放緩,全年產量將達15萬噸。

      2、負極材料

      負極材料技術相對比較成熟,且其集中度較高,產能由日本向中國轉移比較明顯。目前負極材料以碳素材料為主,占鋰電池成本較低,在國內基本全面實現產業化。從區域看,中國和日本是全球主要的產銷國,動力電池企業采購負極主要來自于日本企業。

      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,隨著中國生產技術的不斷提高,中國又是負極材料原料的主要產地,鋰電負極產業不斷向中國轉移,市場占有率不斷提高。

      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、韓國等少數幾個國家擁有行業領先的生產技術和相應的規?;a業。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,濕法隔膜產量僅為2.38億平米,同比增長90.5%。中國國產隔膜仍以干法為主,但是濕法出貨量增速正在加快。

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      4、電解液

      2015年,全球電解液整體產量為11.1萬噸,同比增長34.3%;中國電解液產量為6.9萬噸,同比增長52.7%;從增長速度來看,中國電解液產量的增長速度明顯高于全球。

      5、供應情況

      四鋰電池材料技術特點及技術趨勢

      鋰離子電池產業需要多項技術整合,包括電化學技術,生產技術、電子技術、材料開發技術等。鋰離子電池不僅在理論上需要不斷開發,對生產要求也相當高,必須要借助良好的設備和廠房條件以及高素質的技術工人,才能生產出合格的鋰離子電池。

      從原材料的技術壁壘上看,鋰離子電池行業技術上隔膜>正極材料>電解液>負極材料。但目前一直阻礙鋰離子電池產業化應用發展的戰略核心問題是正極材料,一方面正極材料在鋰離子電池中所占成本最高,降低正極材料的成本利于鋰離子電池推廣應用,另一方面正極材料是鋰離子電池電化學性能的決定性因素,目前正極材料尚不能完全滿足下游電動交通工具和工業儲能領域的大規模應用要求。

      正極材料是鋰離子電池最為關鍵的原材料,不同的正極材料性能各有利弊,根據下游產品的需求,選擇的正極材料品種不盡相同。消費類電子產品領域鋰離子電池正極材料的性能需求側重鋰離子電池能量密度和安全性,鈷酸鋰為目前消費類電子產品鋰離子電池主要的正極材料;動力電池正極材料的性能需求為高電壓、高能量、高功率和寬溫度范圍,磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料是目前動力鋰離子電池正極材料的主要原材料,其中三元材料是未來動力電池正極材料的趨勢;在動力電池方面,鈦酸鋰是新的發展方向。

      負極材料技術與市場均較為成熟,主要以碳素材料為主,石墨類負極材料在負極材料中處于絕對主流的優勢。常規石墨負極材料的倍率性能已經難以滿足鋰離子電池下游產品的需求。在消費類電子產品方面,需要提高電池的能量密度,以硅-碳(Si-C)復合材料為代表的新型高容量負極材料是未來發展趨勢。

      隔膜的生產技術壁壘最高,市場上的隔膜材料主要是以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)為主的聚烯烴類隔膜。未來隔膜行業發展趨勢是更輕薄、更安全。隨著鋰離子電池在消費類電子產品、電動汽車等應用領域的快速增長,鋰離子電池隔膜要為未來的市場爆發提前布局,需要在產品的性能和品質上有所突破,隔膜未來發展趨勢是滿足高功率、大容量、長壽命循環和安全可靠等性能要求。

      電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料組成,在一定條件下,按一定比例配制而成的,其中電解質在電解液成本中比重最大,也是電解液中技術壁壘最高的環節,目前主要被日韓壟斷。六氟磷酸鋰是目前市場上主要的鋰離子電池電解質,目前我國六氟磷酸鋰的國產化水平正在快速提高。未來電解液的發展趨勢是滿足高電壓、寬溫度范圍、安全性更高的性能要求。

      目前從技術發展方向看,有以下三大趨勢:(1)發展電動汽車用大容量鋰離子動力電池;(2)開發和使用新的高性能電極材料,尤其是高性能正極材料的開發;(3)進一步降低鋰離子電池的成本和提高電池的安全性能。

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