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正极材料知多少

网址:www.topbandbattery.cn     日期:2021-07-09


正极材料


01

电芯主材有哪些?

正极材料的作用是什么?


锂电池主要包含正极材料、负极材料、隔膜和电解液四大主材。正极材料是锂电池电化学性能的决定性因素之一,直接决定电池的能量密度及安全性,进而影响电池的综合性能。


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锂电池正极材料体系分类


锂电池按照正极材料体系来划分,主要分为钴酸锂(LCO)、锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)、三元材料(镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA))等技术路线。钴酸锂成本较高、寿命较短,主要应用于3C产品;锰酸锂能量密度较低、寿命较短但成本低,主要应用于专用车辆;磷酸铁锂寿命长、安全性好、成本低,主要应用于商用车;三元材料尤其是NCM能量密度高、循环性能好、寿命较长,主要应用于乘用车。高镍是新的起点,大幅抬升三元材料的进入门槛,当前高镍材料正在进一步从8系向超高镍9系发展。2020年1-11月我国正极材料出货量接近40万吨。在量的增长之外,出货量结构上也有显著变化,其中磷酸铁锂和三元的占比持续提升,贡献了主要的增量。




竞争格局


中国是全球正极材料主要产能集中地,占比约60%。国内正极材料环节的产能庞大,头部集中化趋势逐步显现。其中钴酸锂的集中度最高,磷酸铁锂次之,三元材料则相对偏低,2020年三类正极材料的CR3份额分别为68%、50%、35%,据高工锂电数据统计显示,2020年第一季度实现供货的正极材料厂商17家,相比2019年减少了7家,表明行业洗牌已经开始。电池材料代表性企业主要有11家,其中正极材料主要有四家(当升科技、容百科技、杉杉股份、德方纳米)。根据真锂研究数据显示,2019年行业排名前三的公司中,德方纳米正极材料出货均为磷酸铁锂,容百科技正极材料出货均为三元材料。



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三元材料


三元材料的高能量密度优势使其在动力领域占据了重要地位,动力电池的发展也带动了三元材料的放量。2020年1-11月三元总出货量为17.8万吨,同比微降0.7%,其他及海外用量为11.3万吨。三元材料厂商竞争激烈,格局较为分散,头部大型厂商之间的份额差距较小,2020年行业CR5约为52%。从动态视角来看,行业集中度呈现上升趋势。高工锂电数据显示,在2019年国内三元正极市场中,容百锂电、长远锂科、湖南杉杉、当升科技、厦门钨业、振华新材料、天津巴莫等企业占据主要地位。


2020年1-5月三元电池领域LG化学超比亚迪位列第二,市占率高达19.1%,三元电池市场格局由2019年宁德时代(50.5%)、比亚迪(19.7%),“双寡头”格局转变为宁德时代(45.1%)、LG化学(19.1%)、比亚迪(17.0%),“三寡头”格局。


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磷酸铁锂


虽然在与磷酸铁锂电池的竞争中,三元锂电池在安全性和稳定性上略逊一筹,但确具有其他电池无法比拟的电池能量密度、材料成本、续航里程的优势。磷酸铁锂主要以国内动力领域为主,但过去受补贴标准制约发展几乎停滞;但随着磷酸铁锂性价比优势突出,在储能等非动力领域的应用快速发展,尤其在2019年开始爆发。在电芯层面,磷酸铁锂成本低廉的优势显著,使用成本仍然显著优于三元,在正极和电芯层面有50%和20%以上的降本优势,并且由于不含钴镍等贵重金属,磷酸铁锂价格波动远小于三元,利于成本管控。



从产能规划格局上看,磷酸铁锂行业集中度将显著提升,已进入领军厂商之间的拼杀阶段,2020年行业CR5约75%(CR3为50%),相比之下在2017年度这一数字仅为37%。在主流企业中,比亚迪、国轩以自用为主,德方纳米、贝特瑞、湖南裕能、湖北万润则外售。其中德方纳米仍维持龙头地位,市占率接近30%。2020年底和目前在建产能均位于行业第一,2021年市占率有望回升至29%以上。湖南裕能在获得宁德时代和比亚迪增资后计划将产能扩充至10万吨以上,位于行业第二。


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钴酸锂材料


钴酸锂主要用于消费电子领域,和消费电子行业景气度相关度高。2014年钴酸锂出货量3.24万吨,2019年为6.62万吨,基本五年实现了翻倍,增速较缓慢;2020年1-11月为6.26万吨,同比下降2.7%。钴酸锂材料的竞争格局已基本确立,2020年CR3和CR5分别达到68%和84%,其中厦钨的市场份额升至39%,未来高电压钴酸锂等产品或促使产品壁垒进一步提升,高低端需求分层。



未来高镍三元和磷酸铁锂电池将分别凭借性能和价格优势占据国内动力电池市场的主要份额,改变目前中镍三元为主的局面,预计到2025年高镍三元和磷酸铁锂电池合计占比将超过80%。



全球机遇


从全球视角来看,日系、韩系领军电池厂的高端新产品更倾向于通过其内部正极产能或通过其本土供应商来实现推广和上量,尤其在全球新能源汽车形成区域供应链的趋势下,该情形愈发普遍,从日韩到欧洲,海外正极材料正在实施大规模的产能建设。从机遇来看,中国的三元前驱体产能对于全球锂电巨头已不可或缺,而中国的正极材料环节也正在持续追赶与日本、韩国的技术差距,未来有望在全球主流、高端供应系统中扮演更重要的角色。后疫情时代全球经济转型推动锂电供给端加码,叠加汽车电动化浪潮催生需求端爆发,全球即将迎来新一轮新能源产业扩产周期。

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作者: 拓邦锂电

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