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正文內(nèi)容

動力鋰電池投資情況及成本分析(編輯修改稿)

2025-07-19 20:45 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 )。由于2011年3月份日本發(fā)生大地震,日本鋰鋰離子電池行業(yè)受到影響,部分需求向韓國市場轉(zhuǎn)移。中國鈷酸鋰主要出口到韓國三星和LG。此外,近年來,三星擴(kuò)張比較快,這直接推動中國鈷酸鋰出口量的增長。8月份以后,我國鈷酸鋰出口量顯著增長的主要原因是天津巴莫科技有限公司進(jìn)入了韓國鋰離子電池廠家的采購體系,僅12月份天津巴莫的出口量達(dá)到258噸,全年實際出口量779噸,大部分是在8月份以后完成,而天津巴莫2010年僅出口3噸。鈷酸鋰出口前四名的廠家分別是湖南瑞翔、當(dāng)升科技、無錫光未來和天津巴莫,%、%、%%。在價格方面,依然保持著弱勢,2011年鈷酸鋰均價同比下降16%,占成本70%%(如圖6所示)。在工藝流程沒有大幅改善的情況下,成品價格降幅遠(yuǎn)大于原料降幅,說明我國在鈷酸鋰定價權(quán)并沒有優(yōu)勢,主要是因為產(chǎn)品同質(zhì)化競爭,客戶依賴度高。2011年是中國鋰離子電池行業(yè)接觸及開發(fā)鎳鈷錳三元正極材料的第7個年頭,2004年至2006年中國三元材料發(fā)展并不如意,市場份額非常小,但是三元正極材料企業(yè)抓住2007年金屬鈷價格飆漲,鈷酸鋰也隨之上漲的替代機(jī)遇,努力提升技術(shù)進(jìn)步,市場份額有了較大的提升。2011年實際產(chǎn)量8500噸,%市場份額,居第二位。,%;%(如圖7所示)。因為三元材料受制于專利問題,目前絕大部分市場針對山寨手機(jī)/筆記本、電動工具等,很難為大廠配套,且出口至今未實現(xiàn),所以議價能力較差。三元材料產(chǎn)量前五名分別是深圳天驕、寧波金和、湖南杉杉、重慶特瑞和青島新正,這五家企業(yè)占三元材料市場份額的80%以上。2011年如果不是通用公司雪佛蘭旗下的新能源品牌汽車沃藍(lán)達(dá)的自燃事故,或許錳酸鋰的市場占有率將高于現(xiàn)有水平,而國內(nèi)大部分企業(yè)將會蜂擁投資錳酸鋰。盡管錳酸鋰發(fā)展曲折,但依然保持強(qiáng)勁的增長勢頭,2011年中國產(chǎn)量達(dá)6150噸,%份額;根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,主要出口韓國、臺灣等地;,美國1噸(如圖8所示)。從07年以來,錳酸鋰的價格下降近一半,(如圖9所示)。這是因為規(guī)模化效應(yīng)、技術(shù)進(jìn)步,尤為重要的是大部分中國錳酸鋰廠家的定位集中在中低端,而這部分需求對錳酸鋰需求較少,并且大型動力鋰離子電池的產(chǎn)量有限。主要的生產(chǎn)廠家有青島乾運、云南匯龍、盟固利電源、河北強(qiáng)能、深圳源源新材料、臨沂杰能、無錫晶石和廣州鴻森等。磷酸鐵鋰是中國近兩年來正極材料的“吸金王”,然而由于電動汽車市場的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期,導(dǎo)致磷酸鐵鋰的全年產(chǎn)量僅有2600噸,大部分企業(yè)的產(chǎn)能處于閑置狀態(tài)。高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所認(rèn)為,磷酸鐵鋰面臨的核心問題是產(chǎn)品一致性,磷酸鐵鋰對合成工藝條件的敏感性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前產(chǎn)業(yè)化的其他正極材料,即合成的工藝條件要做到嚴(yán)格一致才能確保批次的穩(wěn)定性。即使中方在“磷酸鐵鋰專利無效訴訟”中勝訴,但是工藝系統(tǒng)性設(shè)計、產(chǎn)能無序擴(kuò)張等問題仍然是磷酸鐵鋰行業(yè)發(fā)展必須面對的難題。目前,磷酸鐵鋰主要的生產(chǎn)廠家有臺灣立凱、臺灣長圓科技、天津斯特蘭、煙臺卓能等。   前方路途不平坦   2011年對于中國正極材料企業(yè)而言是困難的一年,2012年會否苦盡甘來呢?根據(jù)高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所不完全統(tǒng)計,2010年的投資額超過了2008年之前正極材料投資總和(如圖10所示)。其中有60%的金額是投向磷酸鐵鋰,規(guī)劃產(chǎn)能超過5萬噸,即使電動汽車達(dá)到50萬輛,磷酸鐵鋰的需求也不會超過3萬噸。另外,有一批企業(yè)看好錳酸鋰在動力汽車方面的應(yīng)用,正在籌劃新建產(chǎn)能。未來3年內(nèi),正極材料行業(yè)尤其是磷酸鐵鋰和錳酸鋰很可能會陷入惡性競爭循環(huán)圈。鈷、鎳、錳、鋰等金屬占正極材料生產(chǎn)成本的比例非常大,美聯(lián)儲的寬松貨幣政策持續(xù)至2014年中期,對金屬價格上漲產(chǎn)生積極推動作用;隨著工業(yè)產(chǎn)品需求增加,金屬資源不斷減少,在供需緊張的情況,中期看,金屬價格將上漲。我國大部分正極材料生產(chǎn)企業(yè)同質(zhì)化競爭,與下游客戶議價能力弱。因此,即使擺脫行業(yè)虧損的困局,但仍將保持較低毛利率水平。 三元材料、磷酸鐵鋰的核心技術(shù)專利仍然牢牢被美國企業(yè)和加拿大把控,即使專利在中國無效,但是也很難進(jìn)入國際大廠,這使得中國正極材料的市場空間大大萎縮。與此同時,日本研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)在正極材料研究方面也頗有斬獲,戶田工業(yè)、田中化學(xué)研究所和三洋電機(jī)在固溶類(Li2MnO3LiMO2)進(jìn)展順利,豐田汽車在改善磷酸錳鋰方面也取得一定成果等等。我國正極材料的研究與美日國家相比差距甚大,產(chǎn)品在高端領(lǐng)域競爭力差。   雖然我國正極材料的前途并不平坦,但是企業(yè)只要專心致志做好產(chǎn)品,不要糾結(jié)于錳酸鋰和磷酸鐵鋰的路線之爭,在便攜式小型鋰離子電池、儲能動力大型鋰離子電池廣闊的市場中一定能獲得一席之地。鋰離子電池隔膜行業(yè)或進(jìn)入寒冬在鋰離子電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是四大關(guān)鍵元件(正極、負(fù)極、隔膜、電解液)之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性,性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。   四路大軍加入隔膜產(chǎn)能競備大賽 隔膜是鋰離子電池四大元件中最后一個實現(xiàn)國產(chǎn)化的材料?,F(xiàn)任工信部部長苗圩曾感嘆說:“電池里面最大的問題是占30%左右成本的隔膜,這種動力電池的隔膜我們一家(企業(yè))都做不了。生產(chǎn)電池隔膜的技術(shù)和裝備都被列入歐美日國家‘限制出口’清單,成品的隔膜可以買到,但是隔膜技術(shù)卻沒有人賣?!?時過境遷,在過去的兩年時間里,政府、企業(yè)對于新能源汽車都投入無比的熱情和巨大的人力物力。工信部、科技部等部委制定的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃(20112020年)》征求意見稿就明確提出:2020年我國新能源汽車?yán)塾嫯a(chǎn)銷量將達(dá)到500萬輛,中/重度混合動力乘用車占乘用車年產(chǎn)銷量的50%以上。 盡管《規(guī)劃》中提出的目標(biāo)數(shù)據(jù)實現(xiàn)起來有各種各樣的困難,但這無疑給新能源汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)描繪了宏偉的藍(lán)圖。正是在這樣的背景下許多傳統(tǒng)企業(yè)紛紛搶灘新能源汽車產(chǎn)業(yè),作為新能源汽車核心的核心——隔膜也引得無數(shù)企業(yè)競折腰。 高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所統(tǒng)計結(jié)果顯示,(表1)。主要有四個方面的力量加入了產(chǎn)能擴(kuò)張大軍:第一方面軍是鋰電隔膜行業(yè)的早期進(jìn)入者,如:深圳星源材質(zhì)2012年底完成第一期新建及改造5條動力鋰離子電池隔膜生產(chǎn)線(干法),達(dá)到年產(chǎn)6000萬平方米動力鋰離子電池隔膜的規(guī)模,2014年底完成第二期7條動力鋰離子電池隔膜(干法)和1條鋰離子電池隔膜(濕法)生產(chǎn)線,達(dá)到年產(chǎn)動力鋰離子電池隔膜2億平方米規(guī)模;第二方面軍是PE或PP制品廠家,如:滄州明珠(股票代碼:002108);第三方面軍是鋰離子電池的應(yīng)用企業(yè),如:奇瑞科技與明基材料共同合資成立達(dá)尼特材料科技(蕪湖)有限公司,預(yù)期建設(shè)鋰離子電池隔膜產(chǎn)能達(dá)到1億平米;第四方面軍是看好鋰離子電池隔膜發(fā)展前景而且又有資金的企業(yè)或者個人,如:北京首鋼總公司投資成立噴薄科技有限公司,用于研究鋰離子電池電極片表面直接噴涂納米纖維隔膜技術(shù),孫志鋒創(chuàng)辦三門峽興邦特種膜科技發(fā)展有限公司。表1:我國隔膜產(chǎn)能投放表(單位:億平米)時間2012年2013年2014年2015年產(chǎn)能圖1:我國潛在隔膜產(chǎn)能前十大企業(yè)隔膜發(fā)展的三座大山2010和2011年無疑是鋰離子電池隔膜投資需求最旺盛的兩年,這也直接導(dǎo)致我國隔膜產(chǎn)能急劇擴(kuò)張。從國產(chǎn)鋰離子電池成本的角度而言,無疑是可喜的,因為過去在我國鋰離子電池隔膜國產(chǎn)化之前,其占鋰離子電池的原料成本約20~30%,現(xiàn)在已降至15~20%(圖2)。但這對于鋰離子電池隔膜制造者而言,未必是一件好事,技術(shù)、銷路、價格是鋰離子電池隔膜企業(yè)必須翻越的三座大山。 圖2:鋰離子電池完全國產(chǎn)化成本構(gòu)成動力用鋰離子電池隔膜技術(shù)要求更高 隔膜技術(shù)核心在于造孔的工程技術(shù)以及基本材料制備。其中造孔的工程技術(shù)包括隔膜造孔工藝、生產(chǎn)設(shè)備以及產(chǎn)品穩(wěn)定性?;静牧现苽浒ň郾?、聚乙烯材料和添加劑的制備和改性技術(shù)。 目前,國產(chǎn)鋰離子電池隔膜成品的缺點主要體現(xiàn)在空隙率不夠、厚度不均、強(qiáng)度差等方面。正是由于技術(shù)不成熟,制造出來的產(chǎn)品不穩(wěn)定,當(dāng)年名噪一時的杭州華榮、桂林新時科技均已在當(dāng)?shù)毓ど叹肿N了企業(yè)。尤其是很多企業(yè)準(zhǔn)備生產(chǎn)的動力用鋰離子電池隔膜的技術(shù)要求更高。因為在大功率放電過程中,電池局部溫度達(dá)到100℃左右就可以引起負(fù)極固體電解質(zhì)界面( SEI ) 保護(hù)膜分解并釋放熱量,使電池進(jìn)一步升溫引發(fā)有機(jī)電解液等物質(zhì)的分解和隔膜的融化( Meltdown) ,導(dǎo)致正負(fù)極直接反應(yīng)甚至爆炸。電池使用過程中遭受穿刺或撞擊也可導(dǎo)致電池電壓瞬時下降。電流劇增產(chǎn)生巨大的熱量導(dǎo)致溫度迅速升高,使電池隔膜經(jīng)受高溫狀態(tài)。此外,電池的過充導(dǎo)致金屬鋰在負(fù)極表面沉積形成鋰枝晶也會導(dǎo)致對隔膜的穿刺,動力電池在動態(tài)條件下的運行會加劇這一行為,因此,動力鋰離子電池的安全運行需要隔膜具有更高的強(qiáng)度、更好的熱尺寸穩(wěn)定性和熱化學(xué)穩(wěn)定性。 高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所認(rèn)為,至少有80%的鋰離子電池隔膜生產(chǎn)企業(yè)因為技術(shù)不過關(guān)而被市場淘汰,國內(nèi)市場只剩68家的本土隔膜生產(chǎn)企業(yè)。   供需完全逆轉(zhuǎn) 未來的市場容量與現(xiàn)有的潛在產(chǎn)能情況完全不匹配。高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所統(tǒng)計結(jié)果顯示:2015年,,再加上日本旭化成、美國Celgard、日本東燃等,全球隔膜生產(chǎn)企業(yè)總產(chǎn)能至少達(dá)25億平方米(圖3)。這意味著隔膜行業(yè)將進(jìn)入嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩狀態(tài),中國本土企業(yè)生產(chǎn)的中低端鋰離子電池隔膜尤為嚴(yán)重。在如此情況下,國內(nèi)鋰電隔膜企業(yè)“走出去”,將面臨美日韓當(dāng)?shù)仄髽I(yè)市場壟斷、技術(shù)法律壁壘等多重困難;內(nèi)銷又面臨本土企業(yè)市場份額小,無法消化如此巨大產(chǎn)能的困境。國際企業(yè)出于制造技術(shù)機(jī)密的考慮,寧可花更高的成本在當(dāng)?shù)亟◤S,也不愿通過OEM的方式將生產(chǎn)交給中國企業(yè),這意味中國制造通行的OEM模式,在鋰離子電池隔膜行業(yè)行不通。 高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所認(rèn)為,鋰離子電池隔膜由賣方市場轉(zhuǎn)向買方市場是不爭的事實,未來市場銷路對于大多數(shù)企業(yè)都是非常棘手的問題。 圖3:20082015年全球鋰電隔膜市場需求情況(單位:億平方米)價格下降不可避免 2012下半年至2013上半年是鋰離子電池隔膜集中投產(chǎn)期,這勢必對產(chǎn)品價格造成較大沖擊。相比現(xiàn)在Celgard(13~15元/平米)、UBE(12~14元/平米)、WSCOPE(10~12元/平米)、佛山金輝(7~8元/平米)、格瑞恩(6~7元/平米)的價格水平,至少有20%的降價幅度。雖然目前我國隔膜生產(chǎn)的總成本是5~6元/平米,但規(guī)?;杀緝?yōu)勢也難以抵消產(chǎn)能擴(kuò)張后產(chǎn)品價格的進(jìn)一步下滑,未來很有可能逼近甚至跌破企業(yè)盈虧平衡點。%,%(圖4),隨著各個廠家產(chǎn)能的釋放,隔膜毛利率必然下降,高毛利時代一去不復(fù)返。圖4:佛山金輝20082010年凈利率高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所認(rèn)為,鋰離子電池隔膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢,也會像中國其他工業(yè)普遍規(guī)律一樣經(jīng)歷四階段:第一階段,高毛利吸引眾多廠家;第二階段,企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)降價;第三階段,優(yōu)勝劣汰市場重整,第四階段,市場格局穩(wěn)定,獲得合理的加工利潤。目前,我國鋰離子電池隔膜產(chǎn)業(yè)仍處于第一階段末,第二階段初,這將是國內(nèi)所有鋰離子電池隔膜企業(yè)最難熬的時期,稍有不慎就將被市場無情淘汰。   準(zhǔn)備棉襖過冬沒有哪個企業(yè)愿意無休止地參與產(chǎn)能擴(kuò)張競賽,可如果不擴(kuò)張又不具備規(guī)模成本優(yōu)勢。2012年底,我國將有大規(guī)模隔膜產(chǎn)能達(dá)產(chǎn),下游需求卻仍未見起色,鋰離子電池隔膜行業(yè)離冬天不遠(yuǎn)了。 高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所友情提示:已經(jīng)進(jìn)入隔膜行業(yè)者,若技術(shù)、渠道不過硬,趁現(xiàn)在行業(yè)景氣度較高,趕緊找個好的買家以便過冬;想進(jìn)入隔膜行業(yè)者,若沒有過硬的技術(shù),勿進(jìn)!此外,未來23年是新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵階段,隔膜作為其上游,建議相關(guān)企業(yè)緊跟新能源汽車廠家的步伐,提早進(jìn)入他們的認(rèn)證體系,以便能分享新能源汽車發(fā)展的成果。淺析鋰離子電池隔膜技術(shù)作為鋰電池四大材料之一的隔膜,盡管并不參與電池中的電化學(xué)反應(yīng),但卻是鋰電池中關(guān)鍵的內(nèi)層組件。電池的容量、循環(huán)性能和充放電電流密度等關(guān)鍵性能都與隔膜有著直接的關(guān)系,隔膜性能的改善對提高鋰電池的綜合性能起著重要作用。有鑒于此,本文簡要綜述了鋰離子隔膜技術(shù)的部分情況。   隔膜性能要求   在鋰電池中,隔膜吸收電解液后,可隔離正、負(fù)極,以防止短路,但同時還要允許鋰離子的傳導(dǎo)。而在過度充電或者溫度升高時,隔膜還要有高溫自閉性能,以阻隔電流傳導(dǎo)防止爆炸。不僅如此,鋰電池隔膜還要有強(qiáng)度高、防火、耐化學(xué)試劑、耐酸堿腐蝕性、生物相容性好、無毒等特點。   理想的隔膜應(yīng)該對電子有無限大的電阻,而對離子有零電阻。在實際應(yīng)用中,用作隔膜的高分子電阻率在10121014Ωcm量級。而對于混合動力車和純電動車而言,較低的內(nèi)部離子電阻顯得尤為重要,因為動力電池需要提供高功率。但是,隔膜的存在總是會增加離子電阻。這是由于,隔膜有限的孔隙率總是意味著電解液和電極之間有限的接觸面積;微孔結(jié)構(gòu)的扭曲性導(dǎo)致了離子電流相對單獨使用液態(tài)電解液而言有更長的平均路徑。通常,厚度較薄的隔膜,高的孔隙率,大的平均孔徑尺寸,都可以最小化離子電阻,提供高的電池功率。然而,太多的孔隙和薄的厚度都會降低隔膜的力學(xué)性能,增加了電池內(nèi)部短路的風(fēng)險。實際上,目前大部分使用的隔膜厚度在2030微米之間,具有亞微米尺寸的孔,孔隙率在40%70%之間。   另外,隔膜應(yīng)該具有機(jī)械強(qiáng)度,不會扭曲和屈服,以保證正極和負(fù)極在電池使用的全壽命周期中不會彼此接觸。隔膜還必須在高溫下具有尺寸穩(wěn)定性,特別是對高功率電池的應(yīng)用而言。完全充滿電的電池在電極電解液的界面呈現(xiàn)高度氧化和還原環(huán)境,保持隔膜在這種環(huán)境下的穩(wěn)定性就顯得特別重要。   隔膜分類   液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池所用隔膜可以分為:微孔高分子膜,非織造布及復(fù)合隔膜。由于具有加工成本較低和機(jī)械性能較好的優(yōu)點,微孔高分子膜使用最廣泛。非織造布的優(yōu)點是成本低和熱穩(wěn)定性好。而復(fù)合隔膜由于提供了極好的熱穩(wěn)定性和對非水電解質(zhì)的浸潤性,近來也引起很大的關(guān)注。   減少內(nèi)部短路的技術(shù)路線   隔膜是避免鋰電池內(nèi)部熱失控的關(guān)鍵部件,盡管具有熱關(guān)閉性能的隔膜上世紀(jì)90年代就已經(jīng)商品化了,但它對于加工缺陷造成的硬性內(nèi)部短路卻是無效的。為了減輕內(nèi)部短路,在過去幾年中人們提出了兩種技術(shù)路線。一是制備具有高熔點,低的高溫收縮性和優(yōu)異的機(jī)械性能(特別是抗穿刺強(qiáng)度)的隔膜。二是制備陶瓷改善的隔膜。后者要么在表面具有陶瓷層,要么將陶瓷粉末分散于高分子材料中,其中陶瓷起
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