電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
新能源汽車動力鋰離子電池上游主要是正極、負極材料,隔膜、電解液、電解質以及外殼包裝等其他材料;中游環節是由原材料出產制成鋰離子電芯,并成組為電池組;下游主要是新能源汽車的主機廠商。目前以方形、三元電池為主流產品,出貨量與新能源汽車銷量緊密相關。2019年上半年動力電池累計裝機電量為30.0GWh,其中6月份裝機電量6.61GWh。
動力電池的四大材料中,正極材料在鋰離子電池材料成本中所占的比例達30-40%,且目前行業格局尚在整合中,CR5仍未達到50%;負極材料格局較為穩定,且龍頭企業市占率仍在提升,目前人工石墨開始占據主導地位;隔膜范疇而言,濕法隔膜性能更優,干法價格低廉,將來隔膜仍有一定的降價壓力;電解液行業門檻相對較低,目前總體產能利用率不高,且將來同樣有降價壓力。
新能源汽車動力電池行業的現金流特點主要由其商業模式決定,由于龍頭動力電池企業的市場化程度更高,客戶面向全球范圍內,因而在客戶的應收賬款回收上一般不會出現延期的現象,現金回流能夠及時;但排名靠后的企業則有一定的應收賬款拖欠問題,增大了企業風險。
一、產業概況
1、動力電池概念
動力電池目前以鋰離子電池為主:鋰電池作為替代鎳氫電池和鉛酸蓄電池的一種新型綠色電池,由日本索尼公司于1990年最先開發成功。鋰電池的構成部分主要由正極、負極、電解液、隔膜四大材料為主。正極、負極和隔膜通過疊片和卷繞等工藝形成方形或圓形的形狀,在空隙處注入電解液,并用鋁殼、鋼殼等進行包裝,組成鋰電池。目前新能源汽車主要采用鋰離子電池作為動力電池,按正極材料分為磷酸鐵鋰離子電池和三元電池,其余如鉛酸蓄電池等占比極小,且不是市場前景。
產業鏈較長,涉及范疇眾多:鋰離子電池上游主要是正極、負極材料,隔膜、電解液、電解質以及外殼包裝等其他材料;中游環節是由原材料出產制成鋰離子電芯,并成組為電池組。電池分為動力電池、消費電池、儲能電池三大類,使用于不同的下游范疇,動力電池是新能源汽車核心的零部件環節。
2、行業發展情況
我國動力電池可認為從2015年起正式形成了產業規模,當年裝機量達到15.55GWh,而2018年因補貼調整及大巴車的低迷導致有所下滑,全年裝機量32.84GWh。
進入2019年后,動力電池裝機量因“搶裝”的出現而快速增長,上半年動力電池累計裝機電量為30.0GWh,其中6月份裝機電量6.61GWh,環比增幅達到16.5%,相比于5月份增速高出近11個百分點。相對應地,6月份新能源汽車產量達12.9萬臺,環比增長16%,相較5月份增速上漲11.6個百分點。
全球格局,寧德時代占據第一:2018年全球新能源乘用車銷量達到202萬臺,同比增速達到66%;中國新能源乘用車銷量達到101萬臺,占到世界份額達到50%。2019年5月,全球新能源乘用車銷量同比僅增長12%,總計交付近18萬輛。總體銷量仍穩步增長。從市場份額看,2018年全球動力電池前十大企業產量86.11GWh,占全球總量比81.24%。從全球動力電池企業的競爭格局來看,日本主要是松下、AESC,韓國主要是SDI、LG,中國有CATL、BYD、國軒、孚能等。從全球動力電池格局來看,松下及CATL目前競爭優點分明,但LG、SDI等增長較快,國內排名靠后企業波動較大。
為了在產業中降本增效,目前主機廠和電芯企業綁定關系日趨牢固,如特斯拉與松下的合作、通用與LG化學等。國內的電芯企業處于在全球張大影響力時期,CATL及孚能等也在不斷與國際主機企業簽署訂單,將來動力電池全球化競爭仍將繼續。
3、三元、方形是主流產品
從正極材料分類來看,2019上半年三元電池裝機電量約20.22GWh,同比增長131%;磷酸鐵鋰離子電池裝機電量約7.66GWh,同比增長23%。另外,2019上半年方形電池裝機電量約24.67GWh,同比增長109%,排在首位;軟包電池裝機電量約2.63GWh,同比增長38%;圓柱電池裝機電量約2.71GWh,同比增長47%。
二、產業鏈詳解
1、正極材料
正極材料是鋰離子電池電化學性能的決定性因素,筆直決定電池的能量密度及安全性,進而影響電池的綜合性能。另外,由于正極材料在鋰離子電池材料成本中所占的比例達30-40%,其成本也筆直決定了電池整體成本的高低,因此正極材料在鋰離子電池中具有舉足輕重的作用,并筆直引領了鋰離子電池產業的發展。
正極材料可劃分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等多種技術路線,整體聚集度依然相對分散。目前,行業主流的NCM型號包括333、523、622和811四種型號。三元正極材料主要是通過提高鎳含量、充電電壓上限和壓實密度使其能量密度不斷提升,高鎳正極通常指鎳相對含量在0.6(含)以上的材料型號。
市場格局:正極材料行業尚未出現CR5占比超50%的現象,但2018年CR5已從2016年的34%提升至43%,趨勢較為分明,而其中主要發展方向的三元正極材料范疇,2018年CR5占比超50%,隨著大廠的逐步擴產,將來聚集趨勢將更加分明。
三元材料占比繼續提升:2019年上半年,我國動力電池累計產量達43.4GWh,其中三元電池累計加工27.4GWh,占動力電池總產量的63.2%;磷酸鐵鋰離子電池累計產量13.9GWh,占動力電池總產量的32.0%;其他材料電池占比4.8%。
2016年底國內第三方三元材料產能僅為7萬噸,至2017年底達15萬噸以上,2018年底達到近30萬噸,19年雖有所下降但其依然牢牢占據主流地位。
2、負極材料
負極材料目前主要是人造石墨和天然石墨,還有部分硅炭負極,目前行業的CR5超70%,其中上海杉杉和江西紫宸穩居一線梯隊。將來行業內低端重復產能將逐步被淘汰,擁有核心技術和優點客戶渠道的企業才能獲得長足的發展,市場聚集度有望進一步提高。
目前主流石墨產品中,人造石墨和天然石墨尚未體現出性能差距,理論上人造石墨會在將來有所表現。
目前主流三元動力電池對負極材料的需求約是0.1萬噸/GWh,非三元電池負極用量約為0.11萬噸/GWh.2017、2018年全球動力電池出貨分別是67GWh和112GWh,對應負極材料需求約7.3萬噸和11.4萬噸,而人造石墨的滲透率目前約70%。
人造石墨市場聚集度較高:2018年人造石墨負極出貨量超過萬噸級別的有4家,分別是江西紫宸(3.25萬噸)、東莞凱金(2.51萬噸)、上海杉杉(2.38萬噸)、貝特瑞(1.2萬噸),CR4達到70%(因部分出貨在消費范疇難以統計,所以會有一定誤差),相比于2016年的54%有了分明提升。
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