太原电瓶销售联盟

政策扶持叠加市场需求,双轮驱动锂电行业

新材料在线2020-07-03 11:22:18


新能源汽车行业持续增长,
锂电池产业链投资价值凸显


1、动力锂电池产销双升,开启高速增长模式


新能源汽车产业链对比传统汽车产生了新的生产模式,由传统的机械制造企业转变为类集成企业,其中最核心的为“三电”(电池、电机、电控)、新能源整车制造和充换电基础设施。新能源汽车的主要成本来自于电池、电机和电控三大部分,其中,动力电池及其管理系统占比达到了45%。



图表 1、新能源汽车成本构成


收益新能源汽车产销量的快速爆发,2014年,全球动力锂电池的出货量超过10GWh,增幅接近110%,AESC/LG化学、比亚迪、三星、日本力能作为行业领军者,市场份额位居前列。在今年前9个月的动力电池产量排行榜上,松下以2875MWH的总产量高居榜首,市场占比达38%,AESC位列第二,总产量为1023MWH,自主品牌比亚迪顺利进入前四,产量达902MWH,市场占比12%。



图表 2、动力电池主要生产厂商


未来几年锂电池市场规模增长的最大动力确定无疑将来自电动汽车市场。2011年电动汽车对锂离子电池的需求量为176.7kWh,占整个锂电池需求总量的比例仅为6.6%,2014年这一数据快速增长到16.7%,成为仅次于手机的锂离子电池的第二大细分市场。预计到2016年就将以22%的市场份额超越手机而成为锂离子电池最大的细分市场,到2020年将以31.4%的市场份额超越整个消费类电子产品市场,需求总量超过6200万kWh。



图表 3、锂电池消费分布


随着新能源汽车产销量持续性的不断增大,国内车企纷纷出现动力电池储备不足,产能脱节的局面,而预计到2020年,新能源汽车销量将达到200万台,锂离子动力电池产能需求量将达到6287.6万kWh。



图表 4、电动车销量和锂电池需求量


2、政策持续加码,产业集中度加速提升,强者更强


自2014年以来收益新能源汽车的快速扩张,锂离子动力电池产市场需求快速提高,市场需求决定生产规模,锂电池行业的商机促使大小企业纷至沓来。为了实现产能,一些较为低端的生产厂商忽视了技术研发与提升,同时不断压低价格以占领市场。为引导规范汽车动力蓄电池行业健康发展,工信部于2015年3月发布了《汽车动力蓄电池行业规范条件》,对企业的产能要求、生产条件、技术能力和售后服务提出了严格的要求,提出鼓励汽车动力蓄电池企业做优做强,建立产品生产规范和质量保证体系,以满足新能源汽车产业发展的需求。这一举措将避免行业“散、小、乱”发展趋势,有利于锂电池行业加快优胜劣汰,加速行业整合。


项目

单体动力蓄电池生产企业

动力蓄电池系统生产企业

产能要求

锂离子动力蓄电池企业年产能力不得低于2亿瓦时;

金属氢化物镍动力蓄电池企业年产能力不得低于1千瓦时;

超级电容器企业年产能力不得低于5百万瓦时

 

年产能力不得低于10000套或2亿瓦时

 

生产条件

具有电极制备、电芯装配、化成等工艺过程的生产设备设施,生产车间内配备必要的温度、湿度、洁净度等检测和控制设施

至少具有电极制备、叠片/卷绕、装配、注液、化成等关键工艺过程的自动化生产能力和在线检测能力,并具有单体电池分选等保证生产一致性能力

具有适合批量生产的动力蓄电池系统装配流水线和规范化的工艺流程

至少具有焊接或连接等成组关键工艺过程的自动化生产能力和相应的检测能力

 

技术能力

具有单体蓄电池的设计开发、生产工艺设计及产品测试验证等方面的能力,并具有单体动力蓄电池安全性、一致性等关键性能的验证分析能力

具有蓄电池串并联方式及结构、蓄电池辅助装臵、蓄电池承载装臵结构、蓄电池管理系统的设计开发和测试验证等方面的能力,并具有系统安全性、一致性、可靠性等关键功能及性能的验证分析能力

售后服务


会同汽车整车企业研究制定可操作的废旧动力蓄电池回收处理、再利用的方案

图表5、汽车动力蓄电池行业规范


2015年11月11日公布了第一批符合《汽车动力蓄电池行业规范条件》企业及产品目录,首批共有10家企业入选。其中,A股中上市公司众和股份收购宁德时代新能源科技有限公司,众业达入股珠海银隆新能源有限公司,鑫科材料参股天津力神电池股份有限公司,湖南科霸汽车动力电池有限责任公司是科力远旗下合资公司,上海卡耐新能源有限公司是万丰奥威旗下合资公司。


锂电池关键材料
高端市场空间巨大


从锂电池产业链来看,包括上游的资源、中游的的关键材料、下游的电池组装三大领域。对于电池制造行业竞争格局来看未来的趋势为规模效应和集中度提升,特别是动力电池较3C消费电池技术和质量标准要求更高,中小企业很难通过单一的价格挤进新能源汽车锂电池核心供给产业链。


锂电池四大关键材料中技术逐渐突破,高端锂电池材料发展空间广阔。虽然目前我国锂电池材料技术水平偏低,锂电池材料多集中在中低端领域,但是随着电动汽车快速发展以及国家政策的支持,锂电材料开发动力十足,技术水平将会进一步提高,高端产品发展空间巨大。



图表 6、锂电池产业链


锂电池制造行业规模效应和集中度不断提升的趋势决定了产业链上游资源和材料供应商中长期议价能力下降是大趋势,未来锂电池价格下降空间依然比较大,原材料行业伴随着竞争格局的加剧集中度提升趋势明确,切入主流电池制造厂商产业链将分享市场规模扩大带来的份额提升。


要让电池性能提高一倍、成本下降一倍,主要就是靠材料。电池成本80%以上是由材料构成的,电池性能也是由材料决定的。锂电池主要由五部分构成,即正极材料、负极材料、电解液、隔膜和包装材料。其中,包装材料和石墨负极技术相对成熟,成本占比不高。锂离子电池的核心材料主要是正极材料、电解液和隔膜。其中,正极材料是锂离子电池电化学性能的决定性因素。正极材料占锂电池成本的比例超过30%,是最主要的构成部分,负极料占比10%,电解液和隔膜,成本占比分别为17%和25%。


目前中国在四大关键材料领域中,正极材料、负极材料和电解液都已逐步自给,只有隔膜材料还高度依赖进口,但是发展速度也非常快。



图表7、锂电池成本构

资料来源:华安证券研究所

 

组成部分

常用材料

毛利率

正极

钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等  

30%~40%

负极

石墨、改性石墨、石墨化碳材料和石墨化中间相碳微珠等  

19%~22%

隔膜

聚乙烯或聚丙烯微孔膜

50%以上

电解液

六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、二甲氧基乙烷  

20%~30%

31、四大材料原材料及毛利率

1、锂资源需求提速,碳酸锂价格持续走高


今年以来,随着新能源汽车市场的持续火爆,众多企业明确了动力电池为未来发展方向,定增投资、拓展产品线、新建工厂等现象不断出现,“动力电池供不应求”不断被业内提及,影响最明显的,是锂盐的供应出现严重的短缺,今年以来,碳酸锂材料累计涨价幅度超过50%,其中仅10月份就上涨27%。目前市场货源供应紧张,业内预计涨价将会延续到明年上半年。


据美国地质调查局数据,全球锂储量1300万吨,锂资源量3950万吨。锂资源主要包括两个部分:一是盐湖卤水锂,二是矿石锂,目前盐湖提工业级碳酸锂成本占优,而矿石提锂用于生产电池级碳酸锂及纯度产品方面。盐湖资源大部分在南美(玻利维亚,智利高海拔地区)和中国(青藏高原)。矿石资源主要分布在澳大利亚、北美和中国,其中澳大利亚锂辉石矿品位最高、储量最大。泰利森掌握了全球最大的锂辉石在产矿山。我国锂矿资源主要集中在青海、西藏、四川。



图表 8、国际锂矿分布

图表 9、国内锂矿分布

    

目前全球主要的锂资源开采掌握在Chemetall(德国)、 FMC (美国) 、SQM (智利) 三家企业手上, 约占市场的70%。虽然中国的锂资源丰富,但受到炼成基础锂化合物的技术限制,因此在过去很长一段时间内的开采量十分有限。


FMC碳酸锂巨头FMC公司9.15日宣布10.1日起,将在全球范围内,全线提升旗下锂产品价格。随着气温的下降,部分盐湖提锂的厂家将面临生产装置停产。我国盐湖主要集中在青海、西藏等地,随着秋冬季的来临,盐湖提锂装置将受到限制。目前,国内碳酸锂库存很少,且新增产能释放较少,而新能源汽车、储能需求的迅速放量,加上3C的持续增长,全球锂需求正处上升周期,因此碳酸锂价格上涨或有持续性。


2、正极材料:三元材料或成明日之星


正极材料是锂电池最为关键的原材料。四大材料生产中,正极材料是锂电池的核心,占锂电池成本的30%以上,比重最大。正极材料的好坏直接决定了锂电池各种性能指标,如能量密度性能、比功率、温度适用范围及安全性能等等。


磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料并驾齐驱,共同发展。目前已进入商业化的正极材料包括钴酸锂(LCO)、三元材料(NCM)、锰酸锂(LMO)和磷酸铁锂(LFP)等。各个国家乃至各个厂商对正极材料的选择不尽相同,日本和韩国主要开发锰酸锂(LMO)和镍钴锰酸锂三元材料(NCM),中国更偏向磷酸铁锂(LFP)的发展。正极材料的性能各有利弊,根据下游产品的需求,选择的正极材料品种不尽相同:消费类电子产品领域锂电正极材料的性能需求侧重锂电能量密度和安全性;动力电池正极材料的性能需求为高电压、高能量、高功率和宽温度范围。



钴酸锂

镍钴锰酸锂(NCM)

锰酸锂(LMO)

磷酸铁锂(LFP)

镍钴铝酸(NCA)

分子式

LiCoO2

LiNixCoyMn1-x-yO2

LiMn2O4

LiFePO4

LiNixCoyAl1-x-yO2

电压平台

3.7

3.6

3.8

3.3

3.7

比容量

150

160

120

150

170

振实密度

2.8-3.0

2.0-2.3

2.2-2.4

1.0-1.4

2.0-2.4

优点

充放电稳定,生产工艺简单

电化学性能稳定,循环性能好

锰资源丰富,价格较低,安全性能好

高安全性,环保长寿

高能量密度,低温性能好

缺点

钴价格昂贵,循环寿命较低

用到一部分金属钴价格昂贵

能量密度低,电解质相容性差

低温性能较差,放电电压低

高温性能差,安全性能差,生产技术门槛高

图表10、常用正极材料性能对比

市场上所述的三元材料主要是以NMC(LiNixCoyMn1-x-yO2),NCA(LiNixCoyAl1-x-yO2)为主,同时包含了镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)三种元素的协同效应,具有容量高、电压高等优点。在锂离子电池当中,由于正负极容量的差异,正极材料往往是影响电池能量密度的瓶颈所在。虽然我国新能源汽车产品仍主要采用磷酸铁锂电池技术路线,但由于磷酸铁锂电池受能量密度限制,难以达到《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》提出的动力电池模块比能量2015年和2020年分别达到150Wh/kg以上和300Wh/kg以上的目标,同时,根据科技部2015年2月发布的《国家重点研发计划新能源汽车重点专项实施方案(征求意见稿)》,2015年底轿车动力电池能量密度要达到200Wh/kg。


据高工锂电市场调研数据显示,2015年上半年中国汽车动力锂电池产值为112亿元,其中三元电池占比为21%,比2014年增长11个百分点,三元材料动力电池增速加快。随着比亚迪、北汽新能源、江淮、奇瑞、长城等企业都开始在新车型上应用三元锂电池,未来技术成熟、能量密度高的三元材料锂电池有望成为新能源汽车动力电池的首选。


目前我国三元材料锂电池生产企业主要有力神、比克和波士顿,其他企业如猛狮科技、格林美等也有开发三元材料电池的考虑。从正极材料生产端看,目前市场份额较为集中,湖南杉杉、宁波金和、深圳振华和厦门坞业四家占据了市场份额近50%。



钴酸锂

镍钴锰酸锂(NCM)

锰酸锂(LMO)

磷酸铁锂(LFP)

镍钴铝酸(NCA)

分子式

LiCoO2

LiNixCoyMn1-x-yO2

LiMn2O4

LiFePO4

LiNixCoyAl1-x-yO2

电压平台

3.7

3.6

3.8

3.3

3.7

比容量

150

160

120

150

170

振实密度

2.8-3.0

2.0-2.3

2.2-2.4

1.0-1.4

2.0-2.4

优点

充放电稳定,生产工艺简单

电化学性能稳定,循环性能好

锰资源丰富,价格较低,安全性能好

高安全性,环保长寿

高能量密度,低温性能好

缺点

钴价格昂贵,循环寿命较低

用到一部分金属钴价格昂贵

能量密度低,电解质相容性差

低温性能较差,放电电压低

高温性能差,安全性能差,生产技术门槛高

图表 11、国内主要锂电池厂商技术路线

纵观全球,锂电池正极材料呈现中、日、韩“寡头聚集”的格局。日本和韩国的锂电正极材料产业起步早,整体技术水平和质量控制能力要优于我国锂电正极材料产业,占据锂电正极材料市场高端领域。在日韩锂电池市场,主要锂电企业的供应商选择本土锂电正极材料企业。由于中国大型锂电正极材料近十年迅速发展,产品质量大幅度提高,并具备较强的成本优势,近年来日韩锂电企业开始逐步从中国进口锂电正极材料,目前中国锂电正极材料市场份额已占据全球的46%,未来发展空间仍广阔。


就目前来看,国内锂电池正极材料产能过剩,产能利用率低,价格竞争激烈。我国正极材料生产厂家有200多家,从供需关系来看,我国锂电池正极材料的总体产能严重过剩,未来两年内,由于三元材料以及高压钴酸锂的增量,正极材料产能仍快速增长,国内企业竞争加剧,国内产品同质化现象严重,从而导致锂电池正极材料价格下跌。锂电池正极材料的集成度不断提高,优胜劣汰的局势更加明显。随着我国在下游领域的巨大需求推动了锂正极材料的高速发展,锂正极材料的产能正逐步向中国移动,未来我国锂电池正极材料的集成度不断提高,优胜劣汰的局势更加明显。


公司名称

上榜产能

销售收入

主要客户

湖南杉杉新材料有限公司

目前产能1.5万吨/年,未来3万吨/年

2015年湖南杉杉上半年实现销售收入10.2亿元

ATL,比亚迪、力神、LG化学等

北大先行科技产业有限公司

截止2014年度,产能1.5万吨/年

2014年北大先行实现销售额7.5亿元,2015年月10亿元

ATL、CATL、力神、光宇、燃科等

湖南瑞翔新材料股份有限公司

目前产能达到1.5万吨/年

2014年营业收入达到14.51亿元,实现利润9500万

三星/SK/东芝等

宁波金和新材料股份有限公司

正极材料总产能9000吨/年,三元前驱体总产能16000吨/年

2014年宁波金和销售收入4.1亿元,2015年上半年销售收入3.2亿元

三星SDI、LG化学/ATL、CATL、力神等

北京当升材料科技股份有限公司

正极材料产能:9000吨/年

2014年公司正极材料销售收入6.25亿元,毛利润2.24%,2015年上半年销售收入3.41亿元,毛利润2.81%

比亚迪/比克/力神电池、ATL、SK、LG、三洋、索尼、东芝等

厦门钨业股份有限公司

5000吨/年左右、产品包括钴酸锂、三元材料、三元前驱体等

2014年正极材料销售收入8.65亿元,毛利率9.5%。2015年上半年销售收入4.12余元,毛利率降到6.65%

松下、中山天贸

天津巴莫科技股份有限公司

2014年销售量达到6500吨

2014年销售收入达到7.8亿元。2015年上半年销售收入叨叨3.2亿元,利润达到1500万。

比亚迪、力神、LG化学、光宇国际、宁波维科等

河南科隆新能源有限公司

目前有政策材料产能9000吨,其中三元材料产能3000吨/年、三元前驱体产能5000吨/年、磷酸铁锂产能1000吨/年

2014年正极材料销售收入5.1亿元,实现净利润2400万

多集中于国内中型电池企业客户

湖南长远锂科有限公司

2014年产能约5000吨,新建一期6000吨/年正极材料项目,预计2015年年底建成

2014年收入约3.5亿元,其中三元材料占比30%

前驱体已出口日本

深圳市振华新材料股份有限公司

在贵州设立生产基地,产能达到7500吨/年

2014年销售收入3.8亿元,2015年上半年销售收入2.1亿元

ATL、比亚迪、尤特利等

 图表 12、国内主要正极材料厂商产能


虽然我国锂电池正极材料产能过剩的问题仍然存在,但收益于新能源汽车的产能爆发,动力锂离子电池行业得到快速发展,2014年全国锂电池正极材料为95亿元,预计到2020年将达到315亿元,复合增速高达22%。



图表 13、正极材料产业规模预测


3、负极材料:技术成熟,产业转向国内


负极材料作为锂电池的四大关键材料之一,决定了锂电池充放电效率、循环寿命等性能。锂电池负极材料国内技术成熟,碳材料种类繁多,成本比重最低,在5-10%左右。现阶段负极材料研究的主要方向如下:石墨化碳材料、无定型碳材料、氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金和其他材料。


负极材料

负极材料细分

比容量

(mAh/g)

首次效率

循环寿命/次

安全性

快充特征

碳系负极

天然石墨

340-370

90%

1000

一般

一般

人造石墨

310-360

93%

1000

一般

一般

中间相炭微球

300-340

94%

1000

一般

一般

石墨烯

400-600

30%

10

一般

钛酸锂

钛酸锂

165-170

99%

30000

最高

最好

合金系负极

800

60%

200

600

60%

200

图表 14、常用负极材料性能对比


负极材料主要由碳素材料为主,包括天然石墨、人造石墨、石墨化中间碳微球。据统计,2012年中国负极材料出货量为27650吨,其中天然石墨出货量占比59%,人造石墨30%,石墨化中间碳微球8%。在全球,石墨类负极材料占总出货量的90%,在负极材料中处于绝对主流的优势。


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。负极材料产业集中度高,从区域看,中国和日本是全球主要的产销国,日本以三菱化学、日立化成(Hitachi Chemical)、JFE化学、吴羽化工(Kureha)等企业承担了该国主要负极材料的产能。出于为接近资源、降低制造成本的考虑,日本的主要负极材料企业也纷纷将产能转移到石墨资源丰富的中国。中国负极材料集中在深圳贝特瑞、上海杉杉手中,其中深圳贝瑞特已跃居世界第二。



图表15、负极材料全球市场份额


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。目前国内市场集中度已经很高,国内行业的洗牌已经完成,深圳贝特瑞、上海杉杉等龙头企业的产能、销售收入及利润等不断提升。


企业

产能

大客户

业绩表现

深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司

3万吨

三星、LG、日本松下、索尼、ATL、力神、比克、比亚迪、国轩等。

2014年1-5月实现销售收入5亿元,利润2900万元,

上海杉杉科技有限公司

1.2万吨

LG、SONY、ATL、力神、比克、比亚迪和光宇等

2014年上半年实现销售收入3.8亿元,净利润3361万元

江西紫宸科技有限公司

0.8万吨

ATL

2014年出货量约3000吨,实现销售收入约1.6亿元

深圳斯诺深圳市斯诺实业发展有限公司

1万吨

福斯特、迪凯特等

N/A

湖南星城石墨科技股份有限公司

0.5万吨

福斯特、比亚迪、苏州星恒等

2014年上半年实现营业收入2523万元,净利润278万元

江西正拓新能源材料有限公司

0.7万吨

深圳华粤宝、中山天贸、宁波维科、深圳比克等

2013年出货量1500吨,实现销售收入8000万元

湖州创亚动力电池材料有限公司

0.3万吨

光宇、比克等

2013年业务收入7172万元,净利润518万元

天津锦美碳材科技发展有限公司

0.6万吨

LG化学、凯丰电子、BAK、神鹿能源、捷威动力等

2013年出货量1300吨,实现营业收入6500万元

湖南摩根海容新材料有限责任公司

0.3万吨

万向等

2013年出货量950吨,实现营业收入5000万元

成都兴能新材料有限公司

0.5万吨

N/A

N/A

图表16、国内主要负极材料生产厂商

作为锂电池四大关键材料之一,负极材料决定了锂电池的性能,如充放电效率、循环寿命等等,常规石墨负极材料的倍率性能已经难以满足锂电池下游产品的需求,负极材料未来发展将以提高容量和循环稳定性为目标。在动力电池方面,碳酸锂可能是新的发展方向;在消费类电子产品方面,需要提高电池的能量密度,以硅-碳(Si-C)复合材料为代表的新型高容量负极材料是未来发展趋势。


4、电解液:国内产能释放,价格止跌趋稳


电解液对锂电池的运行和安全性具有举足轻重的作用。电解液作为带动锂离子流动的载体,对电池的比容量、工作温度范围、循环效率和安全性能等至关重要,是锂离子电池获得高电压、高比能的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料组成,在一定条件下,按一定比例配制而成的,其中电解质在电解液成本中比重最大,也是电解液中技术壁垒最高的环节,目前主要被日韩垄断。


六氟磷酸锂是目前市场上主要的锂电池电解质。电解质材料中六氟磷酸锂相对于其他锂盐,不仅具有良好的导电率、电化学稳定性及突出的氧化稳定性,并且后续废电池的处理简单,对生态环境友好,因此成为目前应用最广泛的电解质。


六氟磷酸锂实现国产化,价格趋稳。电解质与隔膜类似,是电池低成本和自产自足的关键,六氟磷酸锂以其独特的性能优势成为目前最广泛的电解质。着眼全球,2011年日本瑞星化工、森田化学和关东电化是六氟磷酸锂的主要生产商,占全球产能的55%左右,随着国内厂商技术突破同时快速扩张产能快速扩张,预计到2015年六氟磷酸锂产能将占全球40%。六氟磷酸锂产能的快速释放将加剧行业竞争,直接导致产品价格降低,但随着电动汽车行业的爆发以及消费类电子产品的稳定增长,六氟磷酸锂未来的需求将大幅提升,价格有望稳定在10万元/吨。


目前电解液市场处于中日韩三足鼎立的格局,由于中国产品价格较低,所占市场份额日益提升,主要厂商包括韩国旭成Panax-Etec、LG 化学、三菱化学Mitubushi、韩国soulbrain、新宙邦、江苏国泰、天津金牛等公司。锂电池的市场发展直接带动了电解液材料产业的大发展,过去锂电池电解液一直都是日韩厂商的天下,随着中国技术的提高以及国内需求的日益增速,尤其是六氟磷酸锂国产化后,电解液产能不断向中国转移。


由于电解液为重产业链行业,客户认证时间长,稳定优质客户对于企业发展十分重要,随着行业内部的兼并重组,国内市场份额日趋集中于新宙邦、江苏国泰、天津金牛等龙头企业手中。



图表 17、国内电解液市场份额


电解液的扩产速度与需求增速基本匹配,电解液价格稳定。尽管电解液也存在扩产,但电解液扩产比较理性,随着六氟磷酸锂近年来的快速扩产带来的成本下降以及国内市场的提升,一线厂商的电解液毛利率有望稳定在30%,电解液的价格在3.5万元/吨左右。


据高工锂电统计,2014年我国锂电池电解液产量达4.25万吨(含企业自产),同比增长33%,产值18.9亿元(含税),同比增长16%。电解液的高速增长主要由于新能源汽车快速放量,动力电池电解液的销量增长超过100%, 3C数码电池产品保持稳定增长,国内公司出口额大幅增加。受益于新能源汽车的推广普及和出口增长等利好因素,未来我国电解液产量仍将保持较高水平的增速,预计2020年产量有望达到13.15万吨,2015-2020年复合增速有望达到18.94%。


图表 18、电解液产量预测


5、隔膜材料:国内技术实现突破,进口替代日趋明显


隔膜在成本构成上仅次于正极材料,占20-30%,隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能。隔膜主要作用是将电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路。目前,市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)为主的聚烯烃类隔膜。


目前市场上大规模使用的隔膜主要有单层聚乙烯膜(PE膜)、单层聚丙烯膜(PP膜)和3层PP/PE/PP符合面膜。这些隔膜的制备工艺主要是干法和湿法两种,主要区别在于隔膜微孔的成孔机理。虽然目前国内隔膜产业以干法工艺为主,出货量排名靠前的企业均为干法隔膜企业,但作为下一代隔膜的发展方向,未来湿法隔膜具备较大的成长空间。目前国内大部分的干法隔膜企业都在积极投资建设湿法隔膜生产线,且部分企业如星源材质同时拥有干法和湿法生产线。


受益于下游新能源汽车动力电池需求的提升,全球锂离子电池隔膜产业发展迅速, 2014 年整体产量达到11.85 亿平米,其中中国产量达到5.75 亿平方米,占据全球产量比例约48%左右。但国产隔膜主要集中于低端的干法隔膜产品领域,量产批次均匀性、稳定性较差,在质量上难以有效应用到动力锂电池上,目前我国在锂电池隔膜仍处于进口替代的阶段。



图表 19、国内隔膜产能


隔膜是锂电池四大关键材料中技术壁垒最高的材料,也是毛利率最高的材料。过去几年里,锂电隔膜的高毛利率吸引了大量新进入者,而新建产能集中在低端产品领域,造成了低端产品供过于求的局面,高技术壁垒使得中高端产品国内供给远低于市场需求,特别是高端产品约90%为进口隔膜。高中低端产品价格差距较大,根据高工锂电统计数据,国产隔膜中,2014年16um的高端湿法基膜价格在6-7元/平米,中端为4.5-4.8元/平米,低端为3元/平米;20um干法单向拉伸隔膜价格在4.5-5.2元/平米,中端为3.5-4元/平米,低端价格则低于3元/平米。目前行业平均毛利率为25%,但具备中高端产能的星源材质和沧州明珠产品毛利率超过50%,远超行业平均水平。

 

公司

上榜产能

销售收入

主要客户

星源材质

干法隔膜5000 万平米 湿法隔膜3000 万平米

2014  年预计收入2.8  亿元,利润6000 万元

LG、比亚迪、力神、中航锂电、万向、比克、华粤宝等

中科科技

8000  万平米产能 拟建产能2000 万平米

2013  年销售量约6000  万平米, 销售额约2 亿元

福斯特、哈尔滨光宇等

金辉高科

湿法隔膜10200 万平米

2014  年上半年收入6065  万元, 利润357 万元

比亚迪

沧州明珠

干法隔膜3000 万平米 在建干法隔膜2000 万平米,湿法隔膜2500 万平米

2014  年上半年收入4827  万元

比亚迪、苏州星恒、中航锂电等  

河南义腾

干法隔膜1200 万平米

2013  年销售量约1000  万平米

--  

南通天丰

现有干法产能3000 万平米 拟建产能7000 万平米

2013  年实际产量约1100  万平米,收入约3500 万 月出货量80-100 万平米,利润20%左右

环宇赛尔、精进能源、中间代理商等  

东航光电

干法隔膜1000 万平米 拟建产能4000 万平米

2013  年实际产量约800  万平米

--  

河北金力

湿法隔膜2000 万平米 磷酸铁锂产能500 吨/年

2013  年实际产量约300  万平米

力神等

天津东帛

干湿法隔膜2000 万平米 拟建4000 万平米

2013  年实际产量约400  万平米

比亚迪、德朗能、东莞鸿德、福斯特等  

山东正华

干法隔膜2000 万平米 拟建5000 万平米

--  


图表 20、国内主要隔膜生产厂商

全球隔膜行业集中于美日韩,国内发展空间大。目前世界上只有美国、日本、韩国场集中度均较低,规模效益不明显,能满足动力电池产品需求的企业不多。



图表 21、国内隔膜市场份额


作为动力锂电池隔膜的主要供应企业,星源材质在国内隔膜领域具备较强竞争力,其客户涵盖了国内一线电池企业,在2013 年更是成功进入LG 的隔膜供应体系,成为国内唯一能给国际一线电池企业供货的隔膜企业;中科科技在隔膜领域的出货量一直保持在行业首位,但是由于其隔膜主要定位于中低端,以低价竞争获取市场,其销售额位于星源材质之后;沧州明珠能够实现隔膜大规模的量产且进入了比亚迪的动力电池供应体系,且一举拿下了中航锂电、苏州星恒等客户。


锂离子电池
成大容量储能主流


1、储能行业概述


从广义上讲,储能即能量存储,是指通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来,基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。通常说的储能是指针对电能的存储,储能是指利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。

 

储能的本质是实现对电能的存储,并在需要时释放。这一技术可以改变电力系统生产、输送和使用必须同时进行的模式。因此,储能是智能电网的一个必要组成部分,同时,风能和光伏发电具有间歇性和波动性的特征,由于储能能够平滑其输出,随着可再生能源电源的发展,储能必将得到更多的发展空间。

 

储能主要应用于电力系统、电动汽车、轨道交通、UPS系统、电动工具、电子产品等。随着电力系统、新能源发电(风能、太阳能等)、清洁能源动力汽车等行业的飞速发展,对储能技术尤其大规模储能技术提出了更高的要求,储能技术已成为该类产业发展不可或缺的关键环节。特别是储能技术在电力系统中的应用将成为智能电网发展的一个必然趋势,是储能产业未来发展的重中之重。


应用领域

主要用途

电力系统

发电电能削峰填谷、电网变电站电源、可再生能源并网。

电动汽车

电池及其他形式的储能设备能够为电动汽车提供动力并起到制动能量回收的作用;处于停泊状态的电动汽车可以看作是储能设备。

轨道交通

机车制动时,制动转矩带动发电机给储能设备充电,启动时,储能设备放电,节省了能量,提高了能量的利用效率。同时,减少了机车启动和制动时引起的电压波动,降低轨道机车启动和制动环节对电网带来的冲击。  

UPS

在计算机系统和网络应用或其它电力电子设备中,储能设备主要起到两个作用:一是应急使用。储能设备储备电能,在电网失电的情况下,向用电设备提供电能;二是提高用电设备的电能质量。储能设备可以瞬间提供足够的有功和无功支持,改善电源质量。

电动工具

电动工具,由电池提供动力驱动的工具,使用者不受插座电源的约束,具体的应用包括电钻、电动螺丝刀、锤子和电锯等。

电子产品

可充电电池为电子产品提供能量,例如数码相机、手机、笔记本等。

图表22、储能产品应用领域


2、储能电池的分类及用途


储能的主要类型有物理储能、化学储能、以电磁为代表的其它储能。物理储能有飞轮储能、抽水储能、压缩空气储能;化学储能是各类电池储能,主要有铅酸电池、镍镉(污染)或镍氢电池、全钒液流电池、钠硫电池、锂离子电池;电磁储能有超导储能、超级电容器储能。其中抽水蓄能、镍氢电池、钠硫电池、全钒液流电池、锂电池是较为成熟的技术。


物理储能主要用于特定领域,用途比较单一,例如飞轮储能由于其能量密度大、重量轻主要应用于太空、战斗机领域,抽水储能由于其地理环境要求主要用于水力发电站系统,压缩空气储能需要庞大的储气井,目前应用较少。



23、储能的主要种类及维度划分


对于以风能、太阳能为代表的新能源储能方式中电化学储能最为适用,是首选方案。物理储能方式多存在与风能、太阳能资源禀赋的不对称。对电网储能应用,铅酸、全钒电池和钠硫电池是被市场认可的商用技术,锂电池作为示范项目也日益受到关注,特别是伴随着电动汽车的大范围推广,锂电池成本进一步降低,未来空间同样广阔。


3、我国大容量储能行业发展现状:锂离子电池望成主导



图表24、主要储能品种的市场空间预测:锂电、液流、钠硫电池将成主导


图表25、各类电池储能技术特性比较

储能电池种类

能量密度
 (Wh/kg)

功率密度
 (W/kg)

典型
 额定功率

放电
 时间

特点

应用场合

铅酸电池

30-50

75-300

kW-几十MW

1min-3hr

技术成熟,成本较小;寿命低,环保问

电能质量、备用电源、黑启动、新能源并网

锂离子电池

75-200

150-315

kW-MW

分钟-小时

比能量高,成本高,成组应用技术有待改进

电能质量、削峰填谷、电网调频、新能源并网

VRB(钒)电池

10-30

-30

5kW-100MW

1-20hr

电池循环寿命长,可深度放电,适于组合,但储能密度低

电能质量、备用电源、削峰填谷、新能源并网

钠硫电池

150-240

150-230

100kW-100MW

数小时

比能量较高,成本高、运行安全问题有待改进

电能质量、备用电源、削峰填谷、新能源并网

锌溴电池

-700

-50

几十kW-MW

数小时

成本较低,可深度放电,能量密度高,体积小于VRB,但溴电解液安全性和自放电有待改进

削峰填谷,新能源并网

图表25、各类电池储能技术特性比较


目前铅酸电池仍在普遍使用,但该品种作为未来被替代的品种市场份额将逐渐让渡给以液流电池为代表的其它新型储能品种。目前全球范围内应用最广泛的液流电池为钠硫电池,目前日本NGK技术壁垒很高,国内技术很难突破(国内企业在钠硫电池主要有两大技术难点:陶瓷管、金属陶瓷封装环节)。钒电池目前国内已经具备了生产技术,但关键材料还主要依靠进口(如核心耗材碳素复合类电极等),目前国内已经出现了钒流电池推广应用的趋势,不过上市公司层面上来看,标的大都集中于上游钒矿资源储备概念,纯正标的尚空白。相比之下,锂离子电池依托国内产业基础的完善,在储能电池应用上前景看好,从目前国网重点项目招标结果来看,储能项目往往都是以锂离子电池储能为主并搭配其他储能方式。


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