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動力鋰電池材料哪些緊缺,哪些過剩?

2019年02月11日 10:12 12798次瀏覽 來源:   分類:

動力鋰電池材料哪些緊缺,哪些過剩

第一電動汽車網

百家號17-09-1420:31

導讀:正極會用到的最上游主要原料包括:鋰礦、鈷礦、鎳礦和錳礦。但即便在產業研究層面,錳都基本無人論及,因為錳的供給并不成問題,只是有漲價壓力而已。

鋰電池材料漲價的消息好像從未斷過,六氟磷酸鋰剛歇口氣,鋰鹽、鈷價、鎳價,也跟著漲……

電動汽車大勢已成,許多原材料供應從工業用途轉向動力電池用途,而且,有的已經幾輪產能擴張,到如今,是否走到了過剩拐點?

本文按鋰電池的材料組成來逐一分析。

一 鋰電池的組成部分

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以這個圓柱電池單體(也稱電芯,方殼電池和軟包電池的結構類似)為例,材料包括:正極材料、負極材料、隔膜、電解液、導電劑、粘結劑、導電劑、極耳、鋁塑復合膜等。最主要的四大材料是 正極材料、負極材料、隔膜和電解液。由于銅箔緊缺,本文也特別論及。

二 正極上游材料供需評估

正極材料的分類和各自特點如下

2

總的技術趨勢方面,三元材料因為能量密度高,在乘用車上已經成為最主要的正極選擇。中國廠家一度力挺的磷酸鐵鋰,目前主要在客車上使用。鈷酸鋰在早期有一些廠家用過,比如特斯拉,但如今基本被拋棄。錳酸鋰是中國新能源客車最早曾大量用的正極,如今也逐漸式微,在客車和物流車上仍有市場,但能量密度低,高溫性能的問題,雖然需求有增長,但并不大。

礦石并不是冶煉或提純為純金屬來供給中游材料,而是開采為類似碳酸鋰這樣的中間品。這些中間品的供求情況基本和礦石的一致,很多供應商除了開采同時也加工,因此一并討論。

供應

全球鋰資源儲量共1350萬噸,儲采比378年,分布集中,智利、中國、阿根廷、澳大利亞四國儲量占全球99%。鹽湖提鋰三巨頭ALB、SQM、FMC占市場份額50%;礦石提鋰天齊控股的泰利森是全球龍頭,占全球供給的30%。(廣發證券,2016.8月)

2017-2018年全球碳酸鋰產量預計為34.11和45.99萬噸。(慧博資訊2016.5)

2018年2季度之后,新增碳酸鋰供給中主要增量釋放。(申萬宏源,2017.9.11)

需求

2017年-2018年全球碳酸鋰需求預計分別為28.89萬噸和34.10萬噸。增長的動力主要來自新能源汽車,若中國新能源汽車產量增速維持100%增長,即使考慮動力電池能量密度上升,2017-2018年全球新能源汽車碳酸鋰需求還將上升至9.76萬噸和13.67萬噸。(慧博資訊2016.5)

2017 年全球碳酸鋰需求預計為 23.90 萬噸,同比增速 21.19%。其中,新能源汽車需求 6.68 萬噸,工業需求 12.40 萬噸,3C 數碼消費品需求 4.72 萬噸,儲能需求 900 噸。2018 年-2019 年全球碳酸鋰需求預計分別為28.07 和 34.74萬噸。(智研咨詢 2017.1)

供需評估

2017-2020年供需緊平衡能否緩解取決于新增產能能否如期釋放,3-5年內如果電池級碳酸鋰價格持續維持在8 萬元/噸,則2017年起碳酸鋰市場很可能面臨巨大的供給壓力,除非新能源汽車增速繼續維持超高速增長,否則供給壓力釋放將帶來嚴重過剩。

2017-2018年將維持緊平衡狀態, 2019 年供給會逐漸超過需求。 如下表。(智研咨詢)

預計明年上半年鋰鹽價格仍然強勢,下半年需要觀察,考慮到鋰鹽供給從來都是低于預期,同時新能源汽車銷量有望迎來非線性增長,總體對2018年鋰鹽價格不悲觀。(申萬宏源,2017.9.11)

基本上滿足需求,有缺口不算太大。從2016年缺貨,新增產能兩年左右釋放, 此后初步能滿足 。

采購總監A評估

供大于求。

生意社的報價顯示,鈷價6月份報價37萬/噸,到9月8日平均報價已達44萬/噸。各類鈷產品的市場價格已經同比去年漲幅80%-100%

供給

2016年全球鈷可開采儲量為700萬噸,按照2016年的鈷礦產量,尚可開采58年,這在有色金屬中處于偏高的水平。中游則是中國的產量占據了約一半的份額。(商品價值鏈研究,秦源 李銘一 陳敬,2017.9.8)

假設2020年全球新能源汽車銷量400萬輛,中國銷售200萬輛,每輛車電池容量為40Kwh,電池能量密度為200Wh/kg,三元材料再電池材料中占比為60%,三元材料平均含鈷量取“20%NCA,30%NCM811和50%NCM622”作為均值代表,則2020年全球和中國的新能源汽車鈷消費量分別為46742.4噸、23371.2噸。(商品價值鏈研究,秦源 李銘一 陳敬,2017.9.8)

由于鈷礦的 供給釋放可能難以跟上需求的快速增長 ,鈷價仍有望維持在相對高位。但長期來看:

1.鈷現有的儲量并不稀缺,可開采年限也較長;

2.鈷的資源勘探仍不充分,未來發現新鈷礦的空間很大;

3.鈷是可回收的,隨之積蓄量的增加,回收鈷的量也會增加;

4.隨著鈷價的大幅上漲,鈷礦開采利潤豐厚,伴生鈷的銅礦和鎳礦也會考慮到鈷的利潤而加大開采力度,并且從價格中長期走勢來看,銅價和鎳價也走出了中長期的底部;

5.是隨著三元材料向高鎳低鈷材料轉移,單位電池材料能量密度的提升,單位電池容量用鈷量也會大幅下降。

綜合這五方面的因素,我們認為長期來看,鈷不會成為新能源汽車普及推廣的剛性資源約束。(商品價值鏈研究,秦源 李銘一 陳敬,2017.9.8)

鈷資源緊缺,價格增長較快,未來乘用車用三元電池居多,鈷的需求要增長三四倍。鈷的原產地剛果局勢不好,未來還是 偏緊張 。

三元的一個技術方向是往高鎳去轉,減少鈷的用量。有可能2018年、2019年,811(鎳鈷錳的比例,此前一般為:333,523,622),NCA(鎳鈷鋁,鎳的比例一般也為80%)進入實際應用,但還沒達到。

2020年之前都緊張, 鈷礦廠家壟斷太強,議價能力強。

采購總監B評估

鈷稀缺,產地又比較動蕩,但是目前技術路線對鈷需求又大,2018年底之前不可能改善。未來,高鎳的產品不太可能出現,技術路線不改變的話, 會持續緊缺。

生意社的報價顯示,9月8日平均報價9.5萬元/噸,而兩個月前7月3日報價僅7.7萬元/噸。

我國鎳礦主要是硫化銅鎳礦,其中甘肅金川鎳礦是全球第四大硫化鎳礦,儲量占全國的62.7%;紅土鎳礦資源比較缺乏,高度依賴進口。2015年中國鎳礦進口量為3516.72萬噸,對外依存度超過60%。

據安泰科估計,2017年國內硫酸鎳產量將上升至30萬噸;國外方面產量約為20萬噸,除了住友集團、優美科和俄鎳,還有幾家企業在產。我們根據此后的擴產情況推測,2018年全球硫酸鎳將進一步上升至60萬噸左右。

目前國內的硫酸鎳產能大致為34.3萬噸左右,由于動力電池和新能源汽車的火熱,金川鎳鹽、格林美和廣西銀億此后還有9萬噸的硫酸鎳擴產計劃。

2015年就將硫酸鎳列入《危險化學品目錄》,所以硫酸鎳在生產、運輸、庫存等環節對環保的要求非常高,新建產能的環境評估需要比較長的周期,這將大幅限制硫酸鎳新建產能的擴張。(海通證券,2017.9)

此前我們測算出國內需求保持著35.2%的高增長。 (海通證券,2017.9)

市場對高鎳三元的預期以及之前過剩產能的釋放導致目前仍略微供過于求。但我們預計 未來幾年硫酸鎳或將持續短缺。高端材料供給嚴重短缺 ,去年國內高端三元正極材料NCA、811/622產量占比僅為三元正極材料總量的1%。未來需求可期。(海通證券 2017.9 )

鎳資源比較豐富,之前價格也沒漲太多。需求急劇增加必須等高鎳技術路線成熟之后。目前看不像鈷那么緊缺。

中國的鎳不缺。不過,歐盟這些國家都要禁售燃油車,需求總體都在上升。鎳的供應商或者有些戰略布局的企業,如果考慮在上游壟斷,有可能形成短缺。

三 正極中游材料供需評估

三元材料

2016年,三元材料上游原材料碳酸鋰供應相對緊張,價格大幅上漲,全年均價達14.5萬元/噸,且鎳、鈷等金屬價格觸底反彈,直接帶動三元材料價格在2016年保持著上漲的趨勢。2017年第一季度,三元材料價格出現大幅上漲。

國內主要正極材料廠商都有產能擴張計劃以應對下游動力電池高速增長對三元正極材料的需求,目前在建產能已達到13.5萬噸。僅主流產商三元材料產能建設規模已超30萬噸。

就高鎳材料而言,高工產研鋰電研究所(GGII)調研統計,國內三元材料企業對高鎳材料NCA產品目前處于發展建設時期,小部分企業處于小批量投產或者送樣階段,如:科隆、金和、長遠、貝特瑞、廈鎢等,占比20%,產線正在建設中的企業有:當升、天力、巴莫、鋰寶、格林美等,占比25%。其余大部分均在研發階段。

預計下游采用三元正極材料的乘用車動力電池需求量將以40%增長率遞增,未來市場空間廣闊。到2020年,全球動力電池需求量將達到120GWh,折算三元正極材料需求量達到30萬噸規模,行業保持穩定增長態勢。國內方面,2020年三元正極材料出貨量預計為21.8萬噸,CAGR超過40%。(中信證券,2017.7)

高工鋰電預計,在2018-2020年, 三元價格將保持著下滑的趨勢, 預計到2020年,動力型523價格將降低至13萬元/噸,動力型622價格降低至15萬元/噸 ,主要的預測依據有:

1)預計從2018年開始,隨著鈷礦的供應恢復和市場炒作逐漸消退,到2020年,硫酸鈷的價格也將逐漸降低至3-4萬元/噸,成本降低帶動價格逐漸下滑;

2)2018開始,國內主要的碳酸鋰生產企業如天齊鋰業、贛鋒鋰業等企業的新增產能逐漸釋放,市場供應增加,碳酸鋰的價格將逐漸降低;

3)隨著NCM622、NCM811和NCA等高鎳三元正極材料的產能逐漸釋放,市場應用技術逐步成熟,將實現大批量供應,規模化效應將帶動其價格下降。且隨著NCM523和NCM111市場逐步別取代,市場競爭加強,企業也將通過下調常規型號的三元材料的價格來換取市場,從而導致三元正極材料市場總體價格保持著下滑的趨勢。

就高鎳三元正極材料而言,技術壁壘高,毛利率可達到25%以上。(中信證券,2017.7)

目前111、523、622的產能都比較足,年報顯示杉杉去年產能達到3.3萬噸,但受到政策影響,實際出貨可能2.4萬噸、2.5萬噸的樣子。 供大于求。

三元高鎳的材料 有供應的比較少,如果未來電池長有需求, 可能供不應求 。

總體還是緊張的。 2018年上半年,三元正極材料價格會橫盤,之后看廠家接受何種技術路線 。車廠面臨巨大的補貼退坡壓力,反過來壓電池廠商,傳到到上游,漲價的預期不高。

磷酸鐵鋰

高容量磷酸鐵鋰價格一直趨于平穩,低容量磷酸鐵鋰價格下滑。(高工鋰電,2017.8)

目前國內實現磷酸鐵鋰批量生產的企業有60多家,由于磷酸鐵鋰生產技術門檻很高,大多數生產廠商在批量生產時產品的穩定性難以保證,導致實現批量生產的企業接近20家,從公開資料統計來看,實際產量遠低于產能(不足產能的1/10)。(《中國磷酸鐵鋰正極材料市場研究與投資前景報告(2017版)》)

高工鋰電統計,自2017年1月份以來,已先后有廈門鎢業、當升科技、科恒股份、天賜材料、湘潭電化、優美科等近8家企業在國內投擴建正極材料,涉及投資金額達60億元,產能規劃則超32萬噸。

2017年上半年中國正極材料市場出貨量達9.5萬噸,同比增長51%。(起點研究)

市場對三元正極材料需求大增,成為乘用車主流,磷酸鐵鋰出貨量占比有所下降。2016年磷酸鐵鋰正極市場份額60%,今年可能下降到50%。

高工鋰電預測,到2018年國內磷酸鐵鋰正極材料有效產能將達30萬噸/年, 磷酸鐵鋰材料產能將出現明顯過剩, 磷酸鐵鋰材料行業競爭更加激烈。

磷酸鐵鋰正極產能比較大,主要廠家總產能達到10萬噸,實際產出5萬噸左右。上半年新能源客車出貨量受政策影響,磷酸鐵鋰電池和正極也連帶受影響,下半年雖然能回調,但是增長有限。 總體鐵鋰產能過大,繼續投入做動力電池的風險較大 ,可以轉向儲能用的鐵鋰。未來電動汽車產銷增長,乘用車、物流車可能70%轉向三元,磷酸鐵鋰增長速度有限。

磷酸鐵鋰正極供應很成熟, 供大于求 ,很多正極材料廠商擴產能速度超過了電池廠商。 產能很可能過剩。

錳酸鋰

錳酸鋰材料由于其前驅體二氧化錳供應充分,價格不過5萬元/噸,預計未來價格波動不大。(中國電池網2017.6)錳酸鋰材料受三元摻雜需求上漲,近期在漲價。(高工鋰電,2017.8)

錳酸鋰正極材料市場增速顯著。如湘潭電化、中天新能源等持續推出高性能錳酸鋰材料,以改善公司目前面臨的產品供不應求的局面。(中國電池網2017.6)

錳酸鋰電池不僅是新能源客車電池領域的主力之一,在專用車(特別是物流車)領域也開始發力,同時在乘用車領域也小試牛刀。(中國電池網2017.6)

錳酸鋰電池出貨量2017年將上漲到1Gwh,2020年達到4.3Gwh,市場份額將從2.46%上漲到3.39%。(EVtank, 2017.6)

國內企業若能很好地解決高溫性能、循環壽命和能量密度的問題, 錳酸鋰電池市場或將迎來快速發展周期 。目前,以微宏、星恒電源、盟固利、億鵬能源等為代表的一批動力鋰電池企業正在這一技術路線上不斷突破。以星恒電源為例,其超級錳酸鋰電池循環壽命超2000次,在高低溫性能、安全性能優勢明顯,更為關鍵的是,其電池成本在過去的幾年里大幅度降低10倍。(中國電池網2017.6)

錳酸鋰電池便宜,當生產環節高溫錳的溶解問題還有待解決。一些企業的錳酸鋰+三元混合的技術路線能夠提高能量密度,需求也在增加。主要廠家星恒、盟固利等廠家的產量也在增長。

氫氧化鋰

氫氧化鋰產品供不應求,價格有小幅增長。

2017 年全球氫氧化鋰名義產能約 7 萬噸, 高于預計消費量 6.1 萬噸, 但考慮到雅化集團等加工企業原料供給存在困難,預計實際供需將維持緊平衡,脈沖式的需求沖擊將導致供應出現階段性短缺,拉大與電池級碳酸鋰價差。

碳酸鋰與氫氧化鋰雖然可以轉化,但目前價差下企業主觀意愿低。一是氫氧化鋰屬于危險品,實際生產難度較大;二是工藝改造需要投資千萬元的蒸發設備,調試周期長;三是目前與電池級碳酸鋰 1 萬價差基本合理,與轉換后生產成本增加值相當,企業轉換意愿低;四是新產品需重新進入下游正極材料廠商采購體系,動力電池產業鏈認證周期較長;五是產品品控規格高,對一致性有較高要求。

預計2017年全球電池級氫氧化鋰需求量有望達2.5萬噸左右,2018年有望達4.7萬噸。(智研咨詢)

長期來看, 隨著大量氫氧化鋰產能投放,氫氧化鋰的供給緊張將得以緩解。氫氧化鋰產能釋放受制于原料短缺,短期供需緊張延續,其相對于電池級碳酸鋰的溢價有望繼續攀升。2017-2019 年全球待投放產能接近 13 萬噸,合計氫氧化鋰產能 20 萬噸,這將使得氫氧化鋰加工利潤回歸合理,價格中樞將依然取決于原礦供給是否短缺。(智研咨詢)

2017-2018 年將維持緊平衡狀態, 2019 年供給會逐漸超過需求。 (智研咨詢)

四 電解液材料供需評估

六氟磷酸鋰

六氟磷酸鋰占電解液成本的一半。價格從2015年最高位40萬元/噸下降到目前16萬元/噸。

高工鋰電初步統計,包括多氟多、必康股份、天賜材料等企業新建產能在2017年9月之前均實現投產,目前國內六氟磷酸鋰總產能在21880噸,正在規劃產能達32600噸。

值得注意的是,其中包括多氟多、必康股份、天賜材料、石大勝華等企業截止目前新增投產產能達12000噸,大幅緩解2016年六氟磷酸鋰供給趨緊狀況。(高工鋰電2017.9)

根據動力電池的需求量預測,我們估計 2017 年六氟磷酸鋰的需求量約 5500 噸,2020 年需求量為 1.5 萬噸,年均復合增速 40%。(高工鋰電2017.9)

在下游電池需求未達預期背景下,六氟磷酸鋰已經呈現出 結構性產能 過剩局面,價格自然也開始下調。(匯金網)

結構性產能過剩明顯 ,價格下跌明顯,價格戰激烈。(高工鋰電)

2017年相對以往看,供應比較充足,新增的產能都釋放出來了。從企業申報產能來看, 已經過剩 ,可能未來三年不會短缺。

生產能力以前掌握在幾家手里,現在能做的越來越多, 供給沒問題 。

前幾個月在走低,現在看要見底回調了。需求拉動它往上走,整體看需求旺盛,供給也跟得上,持平。

五 負極材料供需評估

石墨

由于原材料針狀焦漲幅超過450%,以及環保政策等影響,部分石墨化代工廠關停,石墨化加工費漲至2萬多/噸,上漲了2000-4000/噸。

供給端,國外龍頭企業戰略收縮和調整,國內行業長期低迷下供給出清疊加環保限產影響,有效產能釋放不足,供給維持緊張。

我國石墨電極產能超過1萬噸的企業有40多家,總產能在110萬噸左右,但今年以來受環保督察的影響,河北、山東和河南等省石墨電極生產企業處于限產、停產狀態,預計全年石墨電極產量約在50萬噸。(安信證券2017.7)

隨著我國新能源汽車產銷逐步放量,動力鋰電用人造石墨負極材料需求隨之高漲。兩類需求均帶動針狀焦的增量需求。2017年我國石墨電極新增總需求在8.5萬噸-12萬噸。

鋼鐵行業持續回暖,加之各地對“地條鋼”和中頻爐進行徹底清理整治,導致鋼企對電爐的需求急增,從而帶動石墨電極的需求,預計全年需求量為60萬噸。(安信證券2017.7)

近期的環保監管及供給側改革打破了上游原材料原有的供需平衡, 新環境下供應緊張 ,下半年價格上漲預期強。(中投顧問,2017.7)

從材料來講,天然石墨量比較豐富;從性能看,業界更需要人造石墨。人造石墨,原料不缺,受環保糾察等影響,短時間有漲價風險, 但長期來看不會供應不足。

產能本身沒有問題,供應鏈成熟度比正極材料還更高, 產能在2018-2020也在擴張,很有可能過剩 。

石墨是多種化工產品的衍生物, 供給沒有問題 。

六 隔膜供需評估

價格走勢和供給

濕法隔膜產能在2017年上半年新增釋放產能接近2萬噸,預計下半年投產產能更大,價格下滑明顯。目前,濕法隔膜價格跌破4元/平方米,干法隔膜在3元/平方米。

國內的隔膜廠商產能性能都提高很快,也有出口。 未來兩三年隔膜產能會釋放得比較快,價格也會下降 。

濕法隔膜供應相對緊張,因為薄,難度比較大。如果動力電池擴產不多的話, 隔膜就會過剩 。

目前新建產能2018年1月、2月才能釋放,屆時 供應充足。

七 銅箔供需評估

2017 年一季度部分公司在淡季超預期提價.二季度在淡季和庫存調整的共同作用下,行業部分企業對銅箔和覆銅板價格進行了下調。進入3 季度以來,已有多次的銅箔和覆銅板的價格上漲。

由于銅箔的核心設備依然處于供給受限的狀態,日本的幾家主要的設備供應商都未進行產能擴張,17 年新增產能的設備訂單已經排到2019 年, 2017 年年內真正能夠釋放的產能并不多 。銅箔供應在2018 年末至2019年上半年僅有約3.3 萬噸的增量供應。

(招商證券2017.7)

根據動力電池的需求量預測,我們估計 2017 年鋰電銅箔的需求量為 3.3 萬噸,2020 年需求量為 9.1 萬噸,年均復合增速 40%。

在2020 年全球新能源汽車銷量達到300 萬輛的基準假設下,鋰電銅箔(含動力電池用和非動力電池用)將從目前的7-8 萬噸需求量,攀升至20 萬噸附近。

國內鋰電銅箔需求量則從3-4 萬噸攀升至10 萬噸一線,占全球消費量的50%+。(中信建投)

我國鋰電銅箔的市場需求仍呈現快速增長的趨勢,盡管不斷有新的企業進入該領域,產能規模極速擴大,但是仍不能滿足國內市場需求,尤其是輕量化銅箔領域, 供需失衡現象較為嚴重 。

盡管銅很富裕,生產銅箔設備日本的產能有限,影響各家廠家擴產速度。為了滿足動力電池比能量提升的需求, 薄的銅箔需求大,供求關系更加緊張 。

銅箔會持續短缺 。如果電池擴產速度大于銅箔速度,還是緊張。

緊缺,整個市場的產能沒有釋放出來,諾德等廠家生產線有限,對客戶都是定額需求分配的情況。明年的二三月份,新建產能才能釋放。 2019年、2020年才會更加均衡。

總結

動力電池需求在未來三年內,將增長三四倍。各項材料的市場前景如何評估?應考慮三個因素:一,當下的供求關系;二,和動力電池廠擴產的速度對比;三,動力電池的新技術方向的切換。

由此可見,鈷、銅箔將繼續緊缺;磷酸鐵鋰正極、石墨負極、六氟磷酸鋰有過剩風險;碳酸鋰雖然需求巨大,但產能逐步釋放,供需關系將趨于平衡,氫氧化鋰也類似;為了滿足高比能量、輕量化、快充的技術方向,高鎳的三元正極材料需求可能大幅上升,濕法隔膜比干法隔膜需求更大,鈦酸鋰也有一定上升空間。

責任編輯:李峒峒

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