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锂电池正极材料全产业链深度分析及前景预测

来源:澄迈研究 2017-10-12 08:55中国投资咨询网 A-A+

  一、正极材料产业简介

  1.行业简介

  锂离子电池分布在我们生活中的每一个角落,其应用领域包括手机、平板电脑、智能手表、电动汽车、无人机以及各类其他电动工具。作为电能的载体和众多设备的动力来源,可以说,离开了锂离子电池,当今的物质世界就玩不转了。

  正极材料作为目前锂离子电池里面主要的储存锂离子的地方,其性能直接影响锂离子电池的性能(正极材料的质量比一般为3:1-4:1,因此正极材料起到决定性影响),其成本的高低也决定锂电池成本的高低。

  2.技术路线

  常见的锂电池正极材料有钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂,其性能差异如下图:

  3.正极材料展望

  以上比较常见的锂离子电池正极材料,并不代表所有的技术路线。实际上目前很多科研机构,都在努力研究新型的锂离子电池正极材料,希望能把能量密度、倍率和寿命等关键指标提升到更高的量级。

  按照目前国家的规划,如果到2020年正极材料的能量密度达到250mAh/g,甚至到300mAh/g的能量密度指标,那么现在商业化应用的正极材料都无法实现,那么正极材料就需要较大的技术改革,比如改变层状结构为尖晶石结构的固体类材料,以及有机化合物正极材料等,都是目前比较热门的研究方面。

  因此,随着锂电池行业的发展,在正极材料行业未来能够发明符合行业发展趋势所需材料的企业,将有希望成为材料行业的新星。

  4.行业产业链

  二、正极材料产业全球现状分析

  1.全球产销分析

  在2014年之前,全球正极材料的主要产品是钴酸锂,其主要应用于3C消费领域,在2013年全球正极材料的产量占比约为42.11%。

  但是随着新能源汽车行业额的发展,车用动力锂电池的需求量迅速增加,而车用锂电池目前主要使用的正极材料为磷酸铁锂(中国新能源汽车主流用正极材料)和三元材料(以特斯拉为代表的新能源汽车企业主流用正极材料)。

  因此,从2014年开始三元材料和磷酸铁锂正极材料的产量开始暴增,其中磷酸铁锂从2013年的0.8万吨,增长到2016年的7.48万吨,年复合增长率为110.67%。三元材料的产量从2013年的3.9万吨,增长到2016年的12.90万吨,年复合增长率49%。

数据来源:EVTank、中国电池网

  截止2016年,全球正极材料产量达到31.35万吨,其中磷酸铁锂和三元材料占比分别为23.84%,41.15%。我们可以发现,三元材料已然成为正极材料行业的主流趋势。

  受到锂离子电池行业的快速发展带动,正极材料使用量一直处于稳步提升的趋势,对于正极材料需求方面的分析,我们根据全球锂电池出货量,再按照每KWH锂电池平均用正极材料2.4KG这个数据进行历年正极材料需求量测算:

数据来源:真锂研究

  然后再进行全球产销情况分析:

数据来源:EVTank、中国电池网、真锂研究

  从全球正极材料历年产量和需求量情况来看,近几年整体一直处于供给略大于需求的局面。在产量方面,全球正极材料产量从2011年的8.36万吨,增加到2016年的31.35万吨,年复合增长率30.26%,需求方面,全球正极材料从2011年的6.39万吨,增长到2016年的28.49万吨,年复合增长率34.85%,明显高于产量的增速,因此预计未来全球正极材料产业的供给关系逐步趋于平衡。

  由于3C消费领域对于锂电池的需求区域平稳,因此主要应用于3C锂电池的正极材料(主要为钴酸锂)也跟随其下游发展区域稳定。但随着新能源汽车行业以及储能行业的发展,预计未来正极材料行业在细分的磷酸铁锂以及三元材料方面将成为正极材料产业增长的主要驱动力。

  2.全球产量分布情况

  锂电正极材料的生产地主要集中于中国、日本和韩国,截止2016年数据,中国产量占比68%,日本15%,韩国16%,其他国家1%。

  在2015年之前,我国正极材料产量全球占比一直稳定在45%左右,但随着2014国内新能源汽车产业的快速发展,带动了正极材料这一细分产业的产能快速提升,这两年国内产量在全球的占比逐渐加大,目前来看,我国在产量方面是世界锂电池正极材料的龙头国家。

数据来源:EVTank

  3.全球主要国家正极材料竞争力分析

  国际上有一定产能和知名度的正极材料公司主要集中在日本、中国和韩国,国际上其他国家的正极材料企业规模普遍偏小,产品也较为单一,因此上述三国全球正极材料行业公认的三大巨头国家。

  日韩两国在正极材料行业发展较早,近几年来一直致力于三元材料等高端正极材料产品,而国内方面,由于多方面的原因,锂电正极材料产业在过去的发展中心集中在磷酸铁锂,近两年来随着新能源汽车行业的发展,国家和企业逐步重视三元材料行业的发展,但在技术方面仍然和日韩先进企业有一定的差距。

  三、正极材料产业国内现状分析

  1.国内产销分析

  中国在正极材料发展前进的道路上,技术路线之争一直不断。目前,主流的正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及三元材料。在2014年之前,我国锂离子电池发展的重心主要为消费类锂电池产品,因此随着2014年新能源汽车行业的爆发式增长,锂离子电池的发展重心已由3C类变成车用动力电池,因此正极材料的行业发展,也更加偏向于磷酸铁锂和三元材料。

数据来源:中国有色金属业协会,锂业分会

  从我国历年来各类正极材料的产量情况来看,钴酸锂产量从2011年的1.88万吨,增长到2016年的5.1万吨,年复合增长率22.09%,其主要增长期在2011-2014年期间,在2015-2106年开始稳步发展,虽然钴酸锂的产量一直处于增长态势,但是随着国内正极材料产量的逐年快速增长,钴酸锂产量在正极材料中的占比逐年降低,从2011年的58.02%,降低到2016年的23.61%。

  磷酸铁锂产量从2011年的0.23万吨,增长到2016年的7.4万吨,5年间整整增加了30多倍,可谓是发展迅速,当然这也和国内新能源汽车动力电池近几年主要使用磷酸铁锂正极材料有关。三元材料方面,其产量从2011年的0.63万吨,增长到2016年的6.5万吨,年复合增长率59.48%,远高于整体正极材料行业46.14%的年复合增长。

  在正极材料需求量方面,我们按照全球正极材料需求量分析的方法,对国内正极材料的需求数据进行分析。

数据来源:真锂研究

  然后再进行国内正极材料产销分析:

数据来源:中国金属业协会(锂业分会)、真锂研究

  从国内正极材料近几年的产需数据来看,国内正极材料的供需关系相当宽裕,产量从2011年的 3.24万吨,增长到2016年的21.6万吨,年复合增长率46.14%,需求量从2011年的3万吨,增长到2016年的14.96万吨,年复合增长率37.89%,远低于产量的年复合增长情况。

  由于我国正极材料产能主要集中在低端产品,在一些高端产品,比如高性能三元材料等领域目前产能仍有不足,对于具体供需情况,我们会在新能源汽车系列报告中的总结报告中,跟大家进行详细阐述。

  因此,我们认为,锂电正极材料行业目前整体来看处于供大于求的阶段,未来主要驱动力来自于动力电池的需求增长情况。并且在产品分布方面,低端产品产能过剩,高端产品供给不足。

  2.国内正极材料进出口分析

  我国生产的正极材料不光用于国内的下游电池厂商,还有部分出口国外,根据中国海关信息网数据,我国2016年三元材料出口量为1.98万吨,钴酸锂由于2014年之后出口退税取消,因此钴酸锂的出口量锐减。

  四、国外正极材料企业分析

  1.日亚化学

  日亚化学成立于1954年,在1993年发布了震惊世界的蓝色LED,迄今为止其致力于以荧光粉为中心的精密化学品,主营业务为LED方面的相关产品。在电池材料方面,其正极材料产品涵盖钴酸锂、锰酸锂、和正极材料。在正极材料业务方面,其目前产能约为2万吨左右,主要为三元材料和钴酸锂。

  2.Umicore(优美科)

  优美科是一家全球材料科技集团,总部位于比利时。优美科侧重于应用领域,在这个领域中,它在材料科学、化学、冶金方面的专业知识可以发挥真正的作用。优美科有三大业务集团:催化、能源&表面处理技术和回收。优美科的营业收入主要来自清洁技术领域,而其研发投入也大部分在该领域,如:控制排放的催化剂、可充电电池材料和回收技术。

  公司是全球领先的正极材料生产商之一。截止2016年公司总资产41亿欧元,营业收入111亿欧元,净利润1.41亿欧元,目前市值68亿欧元(截止6月30日数据)。

  优美科于1982年进入中国,截止2017年,优美科在中国设有8个工厂,分别位于北京、苏州、江西赣州、广东清远、广东江门和台湾新竹。7个贸易公司,分别位于北京、上海、广州、成都、江门(技术支持)、香港和台北。1个区域总部,位于上海。

  在正极材料业务方面,其主要为三元材料,2016年正极材料业务营业收入6.1亿欧元,公司计划2018年底完成对现有产能扩产计划,预期其产能届时将达到6万吨左右(2016年产能在2万吨左右),主要产地在中国和韩国。

数据来源:Umicore公司年报

  3.L&F

  L&F成立于2000年7月,初期主要制造和贩卖LCD用BLU,2005年8月设立子公司L&F材料开始了锂离子二次电池用正极材料事业,2010年以后成为全球正极材料供应商龙头企业。2016年2月,通过并购L&F,L&F新材料,完成了在主业正极材料行业成为超一流企业的战略与资源整合。

  在正极材料业务方面,公司主要从事钴酸锂、锰酸锂及三元材料业务。

数据来源:互联网信息

  4.其他公司

  除了上面这些产能较大的公司之外,国外正极材料企业主要集中在日本和韩国,由于数据方面的欠缺,我们主要对这些企业的产能进行统计(主要正极材料厂商),如下表所示:

  五、国内正极材料企业分析

  1.杉杉股份

  公司业务分为新能源业务及非新能源业务,其中新能源业务覆盖锂电新能源上下游产业链, 为公司主要的业绩来源及发展重点,主要包括锂电池材料、新能源汽车及能源管理服务业务。非新能源业务 主要包括服装品牌运营、类金融和创投业务。截止2016年公司总资产146亿元,营业收入55亿元,净利润3.3亿元,截止目前市值185亿元(截止6月30日数据)。

  在正极材料业务方面,公司主要产品有钴酸锂系列产品、多元材料系列产品、锰酸锂系列产品和三元前驱体。2016年公司正极材料业务营收25.03亿元,同比增长8.12%,销量1.8万吨,同比减少5.26%。

  目前公司正极材料产能3.3万吨(主要是2016年扩产,2017年将开始放量),2016 年宁乡厂区一期1.5万吨锂电正极材料项目建设验收完成开始投产,宁乡二期10000吨项目计划2017年年中投入试生产;宁夏石嘴山市的年产5000吨三元前驱体和5000吨三元材料的项目已建成投产,宁夏工厂二期年5000吨三元前驱体+5000吨811高镍三元正极材料项目开工建设,计划于2018 年年初投入试生产。

  同时,公司NCM523正极材料已经进入国内大客户供应链,NCM 622已导入有望在今年下半年逐步上量;公司5000吨NCM811产能也开始加速启动,逐步进入收获期。

数据来源:公司年报

  2.厦门钨业

  公司主要从事精矿、钼中间制品、粉末产品、丝材板材、硬质合金、切削刀具、各种稀土 氧化物、稀土金属、稀土发光材料、磁性材料、贮氢合金粉、锂电池材料及其他能源新材料的研 发、生产和销售,兼营房地产开发与经营。截止2016年公司总资产155亿元,营业收入85亿元,净利润3亿元,目前市值232亿元(截止6月30日数据)。

  在正极材料业务方面,公司2016年营收20.51亿元,同比增长89.03,销量1.34万吨,同比增长86.11%。公司2017年满产产能1.7-1.8万吨,并且拟通过技改增加到1.8-2万吨。公司正在新建的生产线:位于厦门的海沧分公司1万吨/年车用锂离子三元正极材料产业化项目进展顺利,初步预计于2018年底完工;福建三明新建的6000吨产能也将预计于2018年下半年投产。因此预计公司2019年产能将要达到3.6万吨。

数据来源:公司年报

  3.当升科技

  公司是一家从事新能源材料研发和生产的高新技术企业.其主要从事钴酸锂、多元材料及锰酸锂等小型锂电、动力锂电正极材料的研发、生产和销售,自进入锂电正极材料行业以来,一直保持着良好的发展势头,成为国内率先出口锂电正极材料的供应商,是国内锂电正极材料的龙头企业之一。截止2016年公司总资产22亿元,营业收入13亿元,净利润1亿元,目前市值91亿元(截止6月30日数据)。

  在正极材料业务方面,主要产品包括三元材料、钴酸锂、锰酸锂等正极材料以及四氧化三钴、三元材料前驱体等前驱体材料,出口日本、韩国及台湾等多个国家与地区,受到了国际、国内客户的高度评价。2016年公司正极材料业务营业收入11.85亿元,同比增长49.62%,销量0.80万吨,同比增长33.33%。

  公司至今已实现NCM523、NCM622的批量生产及NCM811、NCA的中试生产,目前产能已达到8000吨,建设及规划中产能达到22000吨。下游客户包括亿纬锂能、力神、CATL、深圳比克等国内锂电巨头。

数据来源:公司年报

  4.格林美

  格林美是中国规模最大的采用废弃资源循环再造超细钴粉体的企业,中国钴镍粉体材料与循环技术的产业基地之一。公司致力于循环技术产业的研究与产业化,采用二次资源通过循环技术生产高技术材料,目前已具备采用废旧电池等二次资源生产超细钴粉、超细镍粉、先进电池材料、无铅焊接材料等多种产品的生产能力,且具有显著的资源和成本优势。

  公司的主要产品“循环技术生产的球状和针状超细钴粉材料”、“镍电池用功能粉材料”、“循环技术生产低密度多孔隙钴片”等已被认定为国家重点新产品。截止2016年公司总资产191亿元,营业收入78亿元,净利润3亿元,总市值231亿元(截止6月30日数据)。

  在正极材料业务方面,公司以荆门为中心,围绕建设世界最大的三元前驱体原料基地,建成15000吨产能,通过三星供应链多产品论证,NCA前驱体批量供应三星供应链,NCM批量供应国内主流市场,成为国内外前驱体制造的主流厂家,为建设世界最大的三元前驱体原料制造基地打下坚实的基础。2017年1月,公司和韩国Ecopro公司合资在中国建立子公司,拟2017年建设1万吨NCA前驱体项目。

数据来源:公司年报(由于数据统计问题,电池材料业务包括四氧化三钴业务和三元材料业务)

  5.其他公司

  国内正极材料企业除了几大龙头之外,还有众多小而散的部分企业,其中较大的有杉杉能源、湖南瑞祥、北大先行、巴莫科技、德方纳米(筹划IPO)等等,其具体产能信息如下(下表只有部分企业的数据,其他企业由于数据并未公开,因此没有列出):

数据来源:公司公告、互联网

  六、产业发展前景分析

  根据目前国内以及全球的正极材料产销分析,我们不难看出,目前整个正极材料行业处于供过于求的现状,预期在未来几年内这一现象仍然持续。

  随着新能源汽车行业的快速发展,我们假设2020年全球新能源汽车产销量为300万辆,平均单车电池容量40KWH,那么到2020年全球车用动力电池需求预计为120GWH。

  我们假设车用动力电池在整个锂离子电池中的占比为50%,那么全球锂离子电池到2020年需求量约为240GWH,按照每KWH锂电池需2.4kg正极材料来测算,全球正极材料需求在2020年将达到57.6万吨,对应2016年产量,年复合增长率达到 17.71%。

  因此目前来看,整个正极材料行业未来几年内的行业需求增速小于行业扩产速度。

  七、产业投资建议

  鉴于目前正极材料行业供大于求的行业现状,我们建议关注符合未来行业发展趋势的三元材料细分产业,尤其具备一定技术实力以及产能优势和供应商优势的龙头三元材料企业。

  在具体上市公司中,建议关注具备整个电池材料产业链优势的格林美、杉杉股份、当升科技等上市公司。

  八、产业风险提示

  1.锂电池产业发展不及预期;

  2.正极材料厂商短期内集中扩产,导致行业产能过剩严重,从而引起企业发动价格战;

  3.上游原材料行业大幅涨价,从而造成企业生产成本加大。

关键词:锂离子电池 正极材料 新能源
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