锂电负极材料行业画像分析报告(2019年)
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锂电负极材料行业画像分析报告
2019年9月
目录
一、锂离子电池与负极材料简介 (4)
1、锂离子电池简介 (4)
2、锂离子电池负极材料简介 (5)
二、锂离子电池负极材料行业概况 (6)
1、负极材料产量保持快速增长 (6)
2、石墨类负极材料占据主导地位,人造石墨上升较快 (7)
3、硅基负极材料是未来可能大规模应用的新型负极材料之一 . 8
4、负极材料厂家地域分布较为集中 (10)
三、下游行业——锂离子电池行业概况 (10)
1、全球锂离子电池行业高速发展 (10)
2、中国锂离子电池行业影响力日益增强 (11)
3、国内锂离子电池产业结构分析 (12)
(1)动力电池异军突起 (13)
(2)消费电池为重要应用领域 (17)
(3)储能电池发展空间较大 (18)
四、行业驱动力分析 (19)
1、日益紧迫的环保压力促进了锂离子电池负极材料产业的发展
(19)
2、政策扶持助推锂离子电池负极材料产业长期发展 (20)
3、锂离子电池优质产能持续提升将带动负极材料厂商快速发展
(20)
五、行业竞争分析 (21)
1、竞争格局 (21)
(1)全球负极材料竞争格局 (21)
(2)国内负极材料竞争格局 (22)
(3)国内人造石墨市场竞争格局 (24)
2、行业进入壁垒 (25)
(1)客户壁垒 (25)
(2)资金壁垒 (25)
(3)技术壁垒 (26)
(4)规模壁垒 (26)
3、行业内主要企业 (26)
(1)贝特瑞 (27)
(2)宁波杉杉 (27)
(3)江西紫宸 (27)
(4)星城石墨 (28)
(5)翔丰华 (28)
(6)正拓能源 (28)
六、行业发展制约因素 (28)
锂电负极材料行业画像分析报告
一、锂离子电池与负极材料简介
1、锂离子电池简介
电池按工作性质通常分为一次电池和二次电池。
一次电池是不可循环使用的电池;二次电池可以多次充放电、循环使用,如已实现商业化应用的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等。
锂离子电池是指分别使用两种不同的能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正极与负极的二次电池。
电池充电时,正极的锂原子电离为带正电荷的锂离子和电子。
带正电的锂离子从正极出发,穿过薄膜后到达负极,并在负极与电子合成锂原子。
电池放电时则完全相反,锂离子从负极材料表面电离为锂离子和电子,其中带正电荷的锂离子从负极出发,穿过薄膜后到达正极,并与电子合成锂原子。
采用不同正极材料的锂离子电池工作原理不存在差异。
钴酸锂是锂离子电池的一种常用材料,其他常用的正极材料还包括三元材料、磷酸铁锂材料等。
以钴酸锂(LiCoO2)为正极材料的锂离子电池为例说明锂离子电池工作原理,具体如下:
锂离子电池工作原理说明
17.50%正极材料
负极材料
7.00%
50.00% 8.50%
17.00%电解液
隔膜
其他
19.00%
8.00%
正极材料
负极材料
54.00%
9.00%
10.00%
隔膜
电解液
其他
相对于传统的二次电池(如铅酸电池),锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、充放电性能好、使用电压高、无记忆效应、污染较小和安全性高等优势。
经过多年的发展,锂离子电池的生产工艺已经趋于成熟,价格逐步下降,同时在国家政策大力助推的背景下,锂离子电池在电池行业的市场份额持续提升。
锂离子电池的终端应用包括动力电池市场、消费电池市场和储能电池市场。
2018年,动力电池受新能源汽车市场强劲需求带动,销量同比增长46.1%,达65GWh,为锂离子电池最大的应用终端;消费电池市场经过多年的发展,已趋于成熟,2018年受消费电子整体低迷的影响,数码锂离子电池销量略有下滑,销量为31.8GWh,同比下降2.2%。
但受益于5G和柔性屏的推出,消费电池市场仍有可观的增长空间;储能电池市场目前仍处于发展初期,未来发展空间较大,受益于通信储能行业的发展和电力储能市场的逐步商业化以及磷酸铁锂电池成本的下滑,2018年储能电池市场迎来可观的增长,销量同比增长36.8%,达5.2GWh。
2、锂离子电池负极材料简介
负极材料是锂离子电池最重要的原材料构成之一,与正极材料、电解液、隔膜合称锂离子电池的四大主要原材料。
根据高工锂电统计,负极材料在锂离子电池材料成本中占比为10%-18%左右。
2.9Ah圆柱动力电池成本结构图方形动力电池成本结构
数据来源:高工锂电
负极材料产业链全景图
二、锂离子电池负极材料行业概况
1、负极材料产量保持快速增长
根据高工锂电统计,2018年我国负极材料出货量为19.2万吨,同比增长31.51%。
预计未来几年,我国负极材料出货量仍将保持较高的增长速度。
图:2014-2022年中国负极材料市场出货量分析及预测(万吨)
数据来源:高工锂电
市场出货金额方面,虽然负极材料的平均价格随着产业配套成熟、规模效应提升而有所下降,但因为人造石墨和高端天然石墨的占比有所提高,市场出货金额增长率仍保持较高水平,略低于出货量增长率。
2018年,我国负极材料市场出货金额为105亿元,同比增长27.89%。
根据高工锂电预计,2022年负极材料市场规模达200亿元。
图:2013-2022年中国负极材料出货金额分析及预测(亿元)
数据来源:高工锂电
2、石墨类负极材料占据主导地位,人造石墨上升较快
负极材料中人造石墨和天然石墨已实现量产并成功用于商业化,占比达90%以上。
2017年和2018年负极材料产品构成如下:
单位:万吨
数据来源:高工锂电
人造石墨已成为我国负极材料中最主要的材料。
根据高工锂电统计,2018年度,我国人造石墨出货量达13.30万吨,较2017年增长约33.00%,过去五年年均复合增长率达46.34%。
2018年度,人造石墨占所有负极材料出货量的比例为69.27%。
人造石墨因循环性能、安全性能相对占优,主要应用于动力电池市场和高端消费市场。
受益于新能源汽车需求带来的动力电池产量增长,人造石墨保持较高增长速度,已成为负极材料行业主要增长点。
图:2014-2022年中国人造石墨出货量分析及预测(万吨)
天然石墨是我国负极材料中第二大材料,2018年,天然石墨产量为4.60万吨,占所有负极材料的比例为23.96%。
目前天然石墨主要应用于消费电池市场领域。
图:2014-2022年中国天然石墨出货量分析及预测(万吨)
数据来源:高工锂电
3、硅基负极材料是未来可能大规模应用的新型负极材料之一
新能源汽车的续航能力取决于电池的能量密度,随着消费者对汽车续航里程要求不断提高,高能量密度成为动力电池未来的发展
方向。
而传统石墨负极理论克容量只有372mAh/g,在传统的石墨负极能量密度的潜力已经充分挖掘的情况下,动力电池想要进一步发展,提高电池容量,硅基负极成为当前解决能量密度问题的最佳手段之一。
单质硅具有4,200mAh/g的理论克容量,且地球储量高,硅基负极材料(Si/C、SiO/C)具备碳材料高电导率和稳定性以及硅材料高容量优点,硅基负极材料和高镍三元正极材料的配合使用能够较大地提高锂离子电池能量密度,未来NCM811和NCA锂离子电池将成为动力电池的主流市场。
随着硅基负极制备工艺及电池厂商对于高镍体系掌握的逐步成熟,硅基负极未来将迎来较为广阔的市场。
目前国内布局硅基负极材料的企业包括贝特瑞、杉杉股份、凯金能源等主要负极材料生产商。
随着市场对新能源汽车续航里程的要求越来越高,硅基负极材料的能量密度优势将愈发明显,行业企业将会投入更多的资金加大技术研发,克服硅基负极材料目前的缺陷及降低成本。
因此,硅基负极材料可能作为新型负极材料成为行业新的增长点,根据高工锂电预测,2022年硅基负极材料的出货量将达到2.2万吨。
图:2014-2022年中国硅基负极材料出货量分析及预测(万吨)
数据来源:高工锂电
4、负极材料厂家地域分布较为集中
2016年、2017年和2018年,国内负极材料产量按地域分布情况如下:
单位:万吨
数据来源:高工锂电
负极材料产能主要集中在华东、华南和东北三大区域,上述区域合计产量占国内市场总产量的比例超过80%,形成产业聚集的原因主要为下游行业的分布主要集中在这些区域。
泛珠三角区域(广东、广西、江西、福建)作为消费电子产品制造基地,在早年的3C 消费品行业发展带动之下,形成了锂离子电池的完备制造体系,始终领先于其他区域。
而近年来高速发展的动力电池市场,其生产厂商宁德时代、比亚迪、孚能科技、鹏辉能源等亦分布在华南、华东地区。
东北地区负极材料产量仅次于华东和华南主要由于黑龙江地区矿产资源丰富,为天然石墨的生产带来充足的原材料供应。
三、下游行业——锂离子电池行业概况
1、全球锂离子电池行业高速发展
随着锂离子电池在消费电池市场得到广泛普及,并在汽车领域
逐步得到应用,锂离子电池全球市场规模自2009年以来始终保持正增长。
2018年,全球锂离子电池市场规模达到约435亿美元。
图:全球锂离子电池市场规模估计与预测(亿美元)
数据来源:高工锂电
2、中国锂离子电池行业影响力日益增强
中国是锂离子电池最主要的生产国之一。
2018年,中国锂离子电池市场产量达102GWh,占全球总产量比重达到53.4%,已连续十年位居全球首位。
过去十年,我国锂离子电池增长约10倍,年均复合增长率达30.8%。
图:2009-2018年我国锂离子电池产量与增速(GWh)
数据来源:高工锂电
根据海关总署统计数据,我国锂离子电池净出口金额从2013年
的13.90亿美元增长到2018年的61.59亿美元,年均复合增长率34.68%,在进口额变化不大的情况下,出口额从47.08亿美元增长到97.71亿美元,年均复合增长率15.72%。
我国已从锂离子电池的净进口国完全成长为锂离子电池的净出口国,并继续保持快速增长态势。
图:2013-2018中国锂离子电池进出口数据(亿美元)
数据来源:海关总署网站
3、国内锂离子电池产业结构分析
图:我国锂离子电池市场细分占比
数据来源:高工锂电
近年来,我国动力电池市场占比持续提升。
以出货量为统计口
径,2016年动力电池出货量占比首次超过消费电池后,继续飞速发展,2018年占比已达63.73%,远超消费电池,动力电池市场稳定成为第一大锂离子电池市场。
(1)动力电池异军突起
动力电池市场目前主要为新能源汽车市场。
广义的新能源汽车是指采用非传统化石燃料作为动力来源,在动力控制和驱动方面与传统汽车相异,具有新技术、新结构的汽车类型。
我国新能源汽车以电动汽车为主,包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车。
我国新能源汽车的发展基本经历了两个阶段:
①产业导入期(2009-2013年)
在该时期,新能源汽车开始在国内发展。
2009年,在《汽车产业调整和振兴规划》中,我国提出实施新能源汽车战略,推动纯电动汽车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化。
然而在相当长的一段时间内,我国新能源汽车的产量并没有明显的增长,原因是我国汽车企业在新能源技术上的储备不足,难以提供令消费者满意的产品,同时生产成本较高,该时期的国家政策推动主要体现在以“十城千辆”政策为代表的一部分示范性城市电动车推广,涉及的是公交、出租、公务、市政、邮政等领域。
对私人消费者的购买行为,虽然财政部、科技部、工信部及国家发改委于2010年共同发布了《私人购买新能源汽车试点财政补助资金管理暂行办法》,对2010-2012年期间私人购买新能源汽车的行为进行财政补贴,但受限于新能源汽车在当时普遍存在的技术不成熟、消费者体验较差的情形,效果并不明显。
2013年,我国新能源汽车的产量仅有1.75万辆,规模极小。
②快速增长期(2014年至今)
2014年开始,我国新能源汽车产量突飞猛进。
一方面,经过了多年的技术储备,主流车企已具备规模生产新能源汽车的能力,新能源汽车的各项技术指标有了明显提升,消费者使用体验大幅提升。
其次,上下游相关产业链也从无到有,逐渐成熟,各种原材料的生产成本在规模效应之下明显下降,进而降低了整车的生产成本。
最后,国家政策助推在这一波产业扩张中起到了催化剂的作用。
在上一轮补贴政策于2012年底到期之后,2013年9月,财政部、科技部、工信部及国家发改委等四部委发布《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》,在2014-2015年继续执行补贴政策。
多重因素助力之下,2014年成为我国的新能源汽车产量爆发元年。
2015年5月,四部委发布《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》,将补贴政策予以延续,新能源汽车行业继续高速增长。
2017年1月1日,《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》开始实施,提高推荐车型目录门槛并对新能源汽车补贴标准进行调整。
受此影响,2017年上半年我国新能源汽车的产销量未达预期,尤其是2017年1-2月产量低于上年同期。
但伴随新能源汽车推广应用推荐车型目录逐步落地,我国新能源汽车产量自2017年5月份起已出现明显的回暖趋势。
2017年度,我国生产新能源汽车共81.0万辆,相比2016年增长达56.7%。
2017年9月,工信部、商务部、海关总署、质检总局颁布《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》。
该办法规定车企必须满足平均燃料消耗量积分和新能源汽车积分要求,并设置了单向抵偿的交易机制:当车企的平均燃料消耗量积分为负
时,车企可通过多种方式抵偿,包括购买新能源汽车正积分或平均燃料消耗量正积分进行抵偿;当车企的新能源汽车积分为负时,车企能且仅能通过购买新能源汽车正积分抵偿,不能通过购买平均燃料消耗量积分进行抵偿。
该政策的颁布,有利于形成新能源汽车积分的交易市场,并通过市场化的积分交易不断奖励新能源汽车企业,保障新能源汽车行业发展。
2018年2月,财政部等四部门联合发布了《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(财建[2018]18号),规定从2018年2月12日至2018年6月11日为新政过渡期,过渡期间上牌的新能源乘用车、新能源客车按照对应标准的0.7倍补贴,新能源货车和专用车按0.4倍补贴,燃料电池汽车补贴标准不变,从2018年6月12日起正式实施。
新补贴政策在乘用车方面,主要鼓励高端长续航车型,倒逼提升单车平均带电量,如取消对低于150km续航车型的补贴,降低对于200km-300km续航里程范围车型的基础补贴,但对于300km以上续航里程车型,基础补贴金额不降反升;在客车与专用车市场方面,补贴金额有一定退坡,但与补贴金额下滑相对应的是,补贴发放时间大幅提前。
虽然上述补贴政策存在一定程度退坡,但因终端市场的需求旺盛,并未对新能源车的产销量产生影响。
2018年,我国新能源汽车产量共122万辆,较2017年增长50.6%。
根据高工锂电预计,中国新能源汽车市场在未来几年将继续保持着高速增长的态势,到2020年中国新能源汽车产量将达到280万辆,2022年突破400万辆,未来四年年均复合增长率将超过35%。
图:2014-2022年中国新能源汽车产量及预测(万辆)
近年来,我国新能源汽车产量的占比稳步增长,2018年占比已提升至4.39%。
随着新能源汽车不断对燃油车进行替代,新能源汽车市场尚有较大的上升空间。
数据来源:高工锂电
受益于新能源汽车的高速增长,动力电池市场异军突起。
根据高工锂电统计,2014年动力电池市场规模为4.4GWh,占锂离子电池市场的比重为14.86%,2018年迅速增长到65GWh,占比上升至63.73%。
2014-2018年,动力电池市场规模增长约15倍,预计2022年动力电池市场规模将增加至259GWh。
图:2014-2022年中国动力电池市场规模分析及预测(GWh)
数据来源:高工锂电
(2)消费电池为重要应用领域
消费电子市场的主要应用领域包括手机、笔记本电脑、平板电脑等。
手机市场方面,全球手机产量在2016年达到高点后开始小幅下滑,根据高工锂电统计,2016-2018年全球手机产量分别为14.71亿部、14.65亿部和14.56亿部,2018年同比减少0.61%。
但由于单个手机搭载的电池容量在增大,以容量计算的手机电池规模仍有小幅增长。
此外,以华为、小米、VIVO为代表的国产手机厂商在智能手机领域逐步发力,使得国产手机在手机市场的影响力逐步增强,并进一步给国产锂离子电池厂商带来更多业务机会。
同时,5G网络和柔性屏正在加速推出,预计在2020年以后将带动新一轮换机周期,带动消费电池的重新增长。
笔记本电脑和平板电脑方面,经过多年的发展,市场已处于饱和。
总体而言,由于消费终端市场的增长乏力,2018年消费电池的出货量亦受到明显的影响。
但长远来看,随着手机5G时代的来临及柔性屏的推出,将会带来新一轮的换机周期,因此,消费市场仍然
具有一定的增长空间。
图:2014-2022年我国消费电池市场规模及预测分析(GWh)
(3)储能电池发展空间较大
储能市场是一个快速商业化的、规模较大的市场,相关产品在通信基站、电网建设等领域广泛应用。
为了促进我国储能产业的快速发展,发改委等五部门于2017年9月联合发布《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,该意见是我国储能产业第一部指导性政策,明确提出了储能产业未来十年的发展路径。
从储能技术类别来看,电池是效率最高的储能方式。
锂离子电池具有低污染、高能量密度、长循环寿命、高倍率等优良性能,随着其成本的逐步下降,锂离子电池的经济性开始凸显,新增电池储能越来越多采用锂离子电池,并逐步替代存量铅酸蓄电池,在储能市场的运用越来越广泛。
从储能应用领域来看,我国储能市场主要为通信储能和电力储能,按市场拓展方式又可以分为存量替代市场和新增市场,如图所示:
目前,在通信储能领域,4G等存量储能电池以铅酸电池为主,锂离子电池正在逐步替代的过程中,5G增量储能电池将以锂离子电池为主。
在电力储能领域,发电侧的电化学储能项目中,以锂离子电池为主导;电网侧的电化学储能项目中,全部为锂离子电池;用户侧的电化学储能项目中,锂离子电池逐步替代铅酸电池。
目前,我国锂离子储能电池行业已进入成长初期,未来有望实现大规模增长。
根据高工锂电预计,到2022年底,锂离子电池在储能领域的总需求量将达到22GWh。
图:2014-2022年我国储能电池市场规模及预测分析(GWh)
数据来源:高工锂电
四、行业驱动力分析
1、日益紧迫的环保压力促进了锂离子电池负极材料产业的发展
面对日益紧迫的环保压力,世界各国都在积极推广使用环保节
能的能源方式。
其中,通过大力发展电动汽车替代传统燃油汽车,成为节能减排的有效方式。
但是传统二次电池(如铅酸电池)的使用和废弃都对环境造成较大污染,目前可行的方式主要还是采用锂离子电池。
锂离子电池作为一种二次电池中的清洁能源方式,有效改善能源结构,减少碳排放量,改善环境,相比传统二次电池有明显优势。
2、政策扶持助推锂离子电池负极材料产业长期发展
锂离子电池材料作为一种重要的新能源材料,一直以来得到国家科技政策和产业政策的大力扶持,被列入国家相关产业发展规划及目录。
近年来,政府机构密集出台多项产业扶持政策大力推动新能源汽车、动力电池市场发展,为我国锂离子电池材料企业的发展提供了良好的外部环境,有利于我国的锂离子电池负极材料产业在更高的起点上与国际同行竞争。
新能源汽车补贴政策是对相关行业影响较大的一项政策。
自2010年5月《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》颁布后,新能源汽车补贴政策经过五次补贴调整,至今已执行10年时间,对提升我国新能源汽车的竞争力起到重大作用。
2017年9月,我国颁布《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》,形成新能源汽车积分的交易市场,并通过市场化的积分交易不断奖励新能源汽车企业,保障新能源汽车行业发展。
在国际层面,近年来全球主要工业国和地区也陆续出台了大量支持新能源汽车的政策措施,这些政策表明世界各国正加大对新能源汽车产业的扶持力度,为国内的锂离子电池负极材料企业提供了广阔的出口市场空间。
3、锂离子电池优质产能持续提升将带动负极材料厂商快速发展
根据高工锂电统计,2018年中国锂离子电池产量达到了102GWh,全球占比达到了53.4%,连续十年位居全球首位。
随着新能源汽车的发展,市场对续航里程的要求愈来愈高,政策补贴亦对能量密度的门槛进行了提升,高能量密度、高安全、高品质的锂离子电池将更加受青睐,因此,对应的优质产能仍然有较大的扩增需求,近年来,国内外主要锂离子电池制造商纷纷宣布扩产计划,如松下、LG、SK先后在国内设厂,宁德时代在广州和江苏溧阳投资建设动力电池厂,比亚迪在青海扩产磷酸铁锂电池和三元电池,国轩高科在合肥、青岛、南京三地建设高比能动力锂离子电池项目等,电池厂的产业集聚以及优质产能的投产加速,为负极材料厂商提供了良好的发展契机。
五、行业竞争分析
1、竞争格局
(1)全球负极材料竞争格局
全球负极材料生产企业主要分布于中国,2018年全球负极材料出货量为25.96万吨,中国负极材料企业共实现出货19.2万吨,占全球市场份额的比重达73.8%,日本占比为21.6%,其余为韩国等其他国家。
日本负极材料的主要供应商是日立化成、日本JFE、三菱化学、日本碳素、日本新日铁等,其中日立化成以人造石墨为主,日本JFE 以中间相炭微球为主,而三菱化学、日本碳素以天然石墨为主。
国内负极材料的主要供应商则是贝特瑞、宁波杉杉、江西紫宸、凯金能源、翔丰华等,其中贝特瑞产品结构以天然石墨为主,人造石墨为辅;江西紫宸、凯金能源、宁波杉杉以人造石墨为主。
2018年,全球前五大负极材料厂家分别是贝特瑞、宁波杉杉、
日立化成、江西紫宸和凯金能源,其市场占有率合计为65.87%。
图表:2018年全球主要负极材料生产企业市场竞争格局
数据来源:高工锂电
图表:2017年全球主要负极材料生产企业市场竞争格局
数据来源:高工锂电
(2)国内负极材料竞争格局
从近两年市场的发展来看,国内负极材料企业明显趋于集中。
最近两年,国内负极材料市场竞争格局如下:。