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中国锂电上游行业发展现状  

2012-07-25 14:37:35|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    【来源:《新产业》7月刊】 近日来国际原油价格持续走低,目前纽约轻质原油已降至80美元/桶水平以下;而且,未来一两年内上涨空间可能也有限。路透社(Reuters)最近的调查显示超过三分之一受访者认为2013年北海布兰特原油将低于100 美元(目前在91美元/桶附近),近半数受访者认为2014年北海布兰特原油均价低于100美元。如果分析师们的预测准确, 那么未来一段时间内油价将维持在较低的水平。

    这无疑会给电动汽车的发展增添困难,因为电动汽车相对燃油车的经济性将因此打上折扣。作为最被看好的锂电池未来爆发性增长源,电动汽车的发展前景无疑也牵动着锂电池以及上游材料行业的发展。当然,目前锂电池产业的主体还是消费类产品。本文对近期我国锂电池上游材料行业的发展动态做一些简要的分析。

    众所周知,正极材料、负极材料、电解液和隔膜是锂电池最重要的四大原材料,它们一直在锂电池产业的发展中起着重要的作用。这四大材料不但是锂电池技术创新和性能提高的重点,也是国内外厂家激烈竞争的领域。

    三元材料渐成明星

    在钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂四种主要的锂电池正极材料中,今年上半年三元材料(镍钴锰酸锂占绝对多数)无疑是最大的明星。

    高工锂电研究所此前的调研表明,过去几年中,曾经占据绝对多数的钴酸锂在正极材料中的占比逐年下降,而包括三元材料在内的其他正极材料占比逐渐提升,如图1所示。

中国锂电上游行业发展现状 - 孙燕飚 - 孙燕飚《新产业》
 

    调查统计,2012年上半年我国三元材料的产量达到5300 吨,比去年同期增长20%。在镍钴锰酸锂三元材料中,我国厂家大部分选择了5:2:3的配比(即镍 : 钴 : 锰 = 5:2:3)。利用三元材料制成的锂电池除了由于具有成本优势,取代部分钴酸锂用于消费类电子品外,也被大量用于电动自行车。

    预计从2014年起,三元材料将取代钴酸锂成为正极材料占比最大的一种,如表1所示。另一方面,前几年的明星材料磷酸铁锂的生产厂商最近两年经营较为艰难,由于磷酸铁锂整体需求较小而生产厂家众多,许多产商近期几乎没有销量。相对磷酸铁锂,三元材料的主要优势在于其克容量高和生产一致性好。

    新型负极材料应运而生

    传统的锂电池负极材料主要包括天然石墨和人造石墨, 两者合占我国负极材料总产量95%以上的份额。我国负极材料两巨头--深圳贝特瑞和上海杉杉各自在天然石墨和人造石墨领域拥有优势,两家公司去年负极材料的产量分别为7100吨和5100吨,合占国内负极材料市场66%左右的份额。

中国锂电上游行业发展现状 - 孙燕飚 - 孙燕飚《新产业》
 

    由于现在生产的碳负极材料克容量已经达到360mAh/g, 接近372mAh/g的理论克容量,提升的空间很小。在这种背景下,克容量高达4000mAH/g左右的硅基负极材料(硅掺在石墨中)应运而生。

    目前上海杉杉正处于百公斤级的中试阶段。同时,南京安普瑞斯(Amprius,总部位于美国加州)公司研发成功了硅纳米线负极材料,全单体电池测试的能量密度达到 640Wh/L, 循环寿命大于550次,2014年预计能量密度达到800Wh/L。

    相对于硅碳负极材料,硅负极的成本更加高昂。不过,安普瑞斯宣称,对电池厂家而言硅负极的成本将与高等级的石墨负极相当。

    另一方面,由于具有“零应变性”,即钛酸锂晶体在嵌入或脱出锂离子时晶格常数和体积变化都很小,小于1%,钛酸锂也成为理想的负极材料。

    在充放电循环中,这种“零应变性”能够避免由于电极材料的伸缩而导致的结构破坏,从而提高电极的循环性能和使用寿命,减少循环带来的比容量衰减,具有非常好的耐过充、过放特征。

    浙江长兴微宏动力系统开发的钛酸锂材料,据称可以达到6C倍率下,循环2万次的水平。但是钛酸锂的高成本成为主要的制约因素,相比天然石墨6-10万元/吨和人造石墨8-10万元/吨的价格,钛酸锂售价要超过20万元/吨。

    随着人们对锂电池材料性能的要求不断提高,各种新型负极材料必将日益受到重视,不断被研发并推向市场。

    六氟磷酸锂始终是焦点

    我国电解液的主要生产厂家包括江苏国泰华荣、天津金牛、东莞杉杉、新宙邦和广州天赐等。

    其中产量排名第一的国泰华荣2011年产量为4300多吨,其电解液的50%左右是出口。目前电解液行业国内外竞争激烈, 新进厂家较多。同时,许多厂家都有大规模的扩产计划,例如多氟多计划在2013年底达到2万吨电解液的产能,新宙邦2012 年规划产能达到12000吨。

    作为配置电解液的最核心原料,六氟磷酸锂始终是电解液企业关注的焦点,也成为各大企业争相进入的领域。

    在电解液的主要产商中,国泰华荣、东莞杉杉和新宙邦目前都还没有量产六氟磷酸锂。国内锂盐(六氟磷酸锂)的主要生产商包括天津金牛(2011年产量300吨左右),河南多氟多(2011年195吨)和广州天赐(2011年92吨)。

    同时,国内外的锂盐生产者都有不同程度的扩产计划。例如,世界六氟磷酸锂三巨头之一的日本森田化工在张家港规划了2500吨的产能;号称韩国唯一的六氟磷酸锂生产商的厚成化工(Foosung)正将产能由2000吨扩至3000吨,其南通工厂将于2013年1月开始投产;台湾台塑长园计划将产能由200吨扩至1000吨;多氟多计划扩至2000吨;九九久则规划1600吨。

    随着新增产能的陆续达产,原来六氟磷酸锂高达60%的利润率必将难以维持。

    除了六氟磷酸锂以外,高电压电解液也成为近期研发的热点。例如,在不改变现有电解液体系的前提下,仅仅通过添加适当的添加剂,即可在三元材料中实现4.65V的高电压。

    隔膜国产品牌崛起

    隔膜作为四大材料中技术难度最高,国产化最晚的锂电池材料,由于其高利润(例如,佛山金辉2010年毛利率高达65.8%,净利润率48.5%)成为投资的热点。

    隔膜使用的原料主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP), 成本低廉,因此隔膜生产成本的主要来源是生产设备折旧以及良品率较低。隔膜生产具有投资规模大,技术难度高而且需要较长时间积累的特点。生产锂电池隔膜的设备没有现成的,需要厂家自己参与设计,从而成为一种技术门槛。

    目前隔膜行业的一个重要发展趋势是国产品牌的崛起,与国外隔膜巨头如Celgard相比,尽管国产隔膜还存在差距,但是近几年进步很大,与国外差距在持续缩小。

    国外厂商也承认,从国产隔膜的产品质量看(指一流厂家的隔膜),其技术水平已经接近国际先进水平。而国内隔膜生产商的不足之处主要体现在,产品一致性、连续生产能力和批次稳定性较差;工艺管理需要提高。

    2011年我国的隔膜生产主要集中在新乡格瑞恩、深圳星源材质和佛山金辉3家,如图2所示。
中国锂电上游行业发展现状 - 孙燕飚 - 孙燕飚《新产业》
 

    高工锂电研究所的调研显示,根据市场新进入者的发展情况和老厂的扩产规划,2013年上半年将是国内隔膜产能的集中投放期,全年产能投放预计高达10亿平米。2012年国产隔膜产量预计在2.5亿平米左右,其中新乡格瑞恩和深圳星源材质分别为6000万平米左右,佛山金辉约为5000万平米,三巨头依然占据市场主要份额。
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