近年来,在高镍材料的支撑下,锂离子电池的能量密度不断提高,但高镍材料的循环性能和安全性能也因结构稳定性差而显著降低。
在二次粒子充放电过程中,由于应力积累会在晶界产生裂纹,单晶材料粒子中没有晶界,结构稳定性更好。
正极:多种技术路线并行,高镍低钴三元长期趋势不变,磷酸铁锂份额增加
高镍、高性能中镍和CTP方案将共同发展,以满足所有级别的需求
三元在高能量密度上优越,磷酸铁锂在性价比和安全性上有优势。
从生产技术进步的发展趋势和行业竞争格局来看,三元电池仍是未来动力电池的主流技术路线。后补贴时代,三元和磷酸铁锂齐头并进。
多种技术路线,如高镍三元和高性能5/6三元、CTP方案、叶片电池等。将在一段时间内共同发展,同时满足新能源汽车市场的多层次需求。
目前,国内三元正极材料已形成多种材料并存的局面,中国镍的市场份额保持稳定,高镍材料的比例逐年增加。
高性能的5系、6系三元材料仍然无法突破自身材料性质造成的能量密度瓶颈。续航里程较长的车辆仍需配备高镍电池作为动力源,高镍低钴的长期趋势不会改变。
目前全球市场销量最高的特斯拉,使用的是松下NCA和LG Chem NCM811高镍电池。大部分欧洲一线车企也比较喜欢811电池。各大电池厂都有自己的高镍或无钴电池发展计划。
宁德时报、蜂巢能源、LG Chem、三星SDI、SKI、松下等日韩电池巨头正在加速高镍低钴电池的开发和量产。
核心材料和类别多,产能分散,投资高,正极行业集中度低
正极材料是市场格局最分散的动力电池的中游环节。随着新能源产业的发展,在动力电池行业优胜劣汰、集中度提高和竞争格局优化的过程中,电池、负极、电解液和隔膜的一体化已经初步完成。2020年1-10月,十大电池材料行业平均市场占有率为92.74%,前三名城市平均市场占有率为62.00%。
而正极材料行业前十名和前三名市场的市场份额分别为55.59%和22.55%,分别落后37.15和39.45个百分点,正极材料行业前十家公司的市场份额也相差不远。
阴极材料产业格局的分散首先是由于阴极材料的多样性,下游多元化市场使得不同定位的新能源汽车对不同种类的阴极材料有需求。
阴极材料是制约动力电池能量密度、稳定性、循环性能和成本的最关键的电池材料。其技术的迭代导致产品的多样化,而其他材料的技术发展趋势已经相对固定和成熟。
虽然下游动力电池行业集中度相对较高,但各种正极材料厂商的生产能力相对一般,单个正极厂商无法满足头电池厂商的所有需求。阴极材料行业较高的投资成本是影响产能扩张的主要因素。
新公司继续加入阴极材料市场,包括上游原电池制造商和下游动力电池制造商,以及其他公司
从地理分布来看,中国充电桩关联企业大多集中在广东、山东、江苏三省,其中广东省关联企业1.5万多家,居全国首位,占比近16%。
值得注意的是,大部分充电桩企业实力雄厚,超过36%的关联企业注册资本在1000万以上。
从企业性质来看,有限责任公司约占93%,港澳台或外商投资企业约2000家。
根据天眼查APP专业版的数据,国内80%以上的充电桩相关企业(均为企业身份)是在5年内成立的。
具体来说,2016年至2018年,中国充电桩相关企业的年注册增长率在40%以上。
2015年,全国注册成立的充电桩相关企业只有4500家左右,而2019年新增充电桩相关企业超过2万家,是2015年的近5倍。
截至12月2日,以工商登记为准,天眼查APP专业版数据显示,今年全国新增充电桩相关企业2.3万家以上,超过2019年新增数量,同比增长16.94%。
负极:人造石墨比例持续增加,逐渐应用硅碳负极
石墨作为负极材料,在未来几年仍将是主流,对锂离子电池的性能和安全性起着非常重要的作用。天然石墨虽然在成本和比容量上有优势,但循环寿命短,一致性差。
而人造石墨的性能比较均衡,循环性能优异,与电解液相容性好。
目前,锂离子电池的发展方向是高容量、高倍率、高安全性。实现高容量、高倍率的主要途径是开发以人造石墨为主要原料的高性能锂离子电池正极材料。随着全球动力电池市场的爆发,对材料成本、加工性能、能量密度、循环寿命、快速充电率等因素的综合要求得到提高,人造石墨逐渐成为锂电池正极材料的首选。
负极材料面临着成本降低的压力,天然石墨负极材料具有成本竞争优势。
由于电池能量密度不断提高的长期趋势和动力电池高倍率放电的要求,中间相碳微球、钛酸锂、硅碳复合材料等高端正极材料将逐步应用于动力电池。
未来,随着动力电池能量密度的提高,高镍三元材料的硅碳阴极体系将成为发展趋势。
新能源汽车、手机、平板等终端产品对高能量密度、长电池寿命的需求,将加速大容量阳极材料的应用。
硅碳阳极材料于2016年逐渐进入市场,2018年开始批量增加。2019年,中国硅基阳极材料出货量达到3700吨,同比增长40.4%。预计2020年硅碳阳极材料的普及率将达到15%,硅基阳极材料将进入稳定增长期。未来,随着硅碳负极材料技术和成本的进一步突破,石墨将逐渐取代石墨成为电池负极材料。预计2025年硅碳负极材料的市场份额将超过30%。
目前国内阳极材料行业市场份额相对集中,龙头企业地位稳定,优势明显。2020年1-10月,国内负极材料产量27.9万吨,同比增长23.93%。
国内负极材料行业市场结构已经比较稳定,总公司凭借产品、客户、产能、成本优势,在行业发展中占据主导地位。
蒲地莱是中国最大的人造石墨供应商,从1月起在人造石墨出货市场排名第一
公司在天然石墨的基础上积极改造人造石墨,取得了一定的成绩,但11%的市场份额仍远未达到排名第三的20%。市场份额能否进一步提升,主要取决于trude能否拓宽产品性能跨度,以适应不同的应用场景。
如果转型失败或者人造石墨产品竞争力变弱,那么背叛在国内阳极材料轨道上的市场份额将逐渐被压缩。硅碳阳极作为技术储备,满足了未来高续航里程的需求。
但从短期来看,由于技术条件有限,除了Tes拉长航空版等高端车型外,其他新能源汽车很少使用硅碳负极,硅碳负极的应用场景也很少。
而石墨阴极可以暂时满足目前的续航里程和能量密度,价格极低。所以硅碳负极短期内很难爆炸。
注:本文内容主要取自华安证券《中外产业研究与安排》






