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二 四大主材產(chǎn)能快速擴(kuò)張,全球競爭力提升

鋰電池上游四大材料主要為正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜。以三元鋰電池為例,其成本中正極材料占比約35%,負(fù)極材料、電解液和隔膜占比分別約5%、8%和8%。四大材料占鋰離子電池成本一半左右。

四大材料中負(fù)極材料的行業(yè)集中度最高,正極材料的行業(yè)集中度最低(見圖3-1)。

圖3-1 2018年四大主要材料市場前五名占比

資料來源:高工鋰電、東北證券。

(一)正極材料

1.市場及競爭情況

鋰電池正極材料主要是錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元正極材料,其中三元鋰包括鎳鈷錳酸鋰NCM和鎳鈷鋁酸鋰NCA兩大類。三元NCM材料根據(jù)鎳鈷錳三元素的相對占比可細(xì)分為NCM333、NCM523、NCM622以及NCM811,隨著鎳占比的提升,正極材料能量密度也相應(yīng)升高。

全球正極材料的生產(chǎn)主要集中在中、日、韓三國,其中三元材料的核心專利則主要集中在美國3M公司。日本正極材料企業(yè)一直占據(jù)全球的技術(shù)高端,且主要供應(yīng)給日本鋰電企業(yè),日本正極材料企業(yè)和鋰電池企業(yè)具備明顯的共生機(jī)制,雙方在共同研發(fā)、商務(wù)協(xié)作上具備很強(qiáng)的合作性。韓國的正極材料企業(yè)主要依賴三星SDI和LG化學(xué)的扶持,技術(shù)得到快速發(fā)展,ECOPRO成為SDI采購NCA的主要供應(yīng)商,L&F的正極材料產(chǎn)銷量在全球市場也排在前列。中國正極材料廠商受益于國內(nèi)新能源汽車的快速發(fā)展,產(chǎn)能迅速擴(kuò)張,具有一定的成本價格優(yōu)勢,同時學(xué)習(xí)韓系技術(shù)和管理經(jīng)驗,持續(xù)提升國際競爭力,但產(chǎn)品質(zhì)量較日韓企業(yè)仍有差距。

在國內(nèi),隨著鋰離子電池在新能源汽車和消費電子領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,鋰電正極材料的產(chǎn)量在過去十年實現(xiàn)了高速增長,復(fù)合增長率達(dá)到33%。據(jù)統(tǒng)計,2019年中國正極材料總產(chǎn)值達(dá)737億元,同比增長38.8%,預(yù)計2020年產(chǎn)值將達(dá)到936億元(見圖3-2)。2019年正極材料總出貨量為40.4萬噸(見圖3-3),同比增長46.9%。其中,三元正極材料出貨量19.2萬噸,同比增長40.7%,產(chǎn)值285億元;磷酸鐵鋰材料出貨量8.8萬噸,同比增長29.3%;鈷酸鐵鋰材料出貨量6.62萬噸;錳酸鋰材料出貨量5.7萬噸。

圖3-2 2017~2020年我國正極材料產(chǎn)值情況

資料來源:高工鋰電。

圖3-3 2015~2019年我國正極材料出貨量及增速

資料來源:高工鋰電。

由于補(bǔ)貼政策的調(diào)整,在國家產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)和動力電池市場需求的雙重刺激下,三元正極材料市場規(guī)模持續(xù)增長,NCM三元正極材料市場規(guī)模增長最為明顯,有望在2023年達(dá)到800億元(見圖3-4),當(dāng)升科技、貝特瑞、寧波容百等企業(yè)已開始生產(chǎn)NCM811、NCM622以及NCA等三元材料。磷酸鐵鋰電池鑒于其安全性、低成本、使用壽命長等優(yōu)點,在動力汽車和儲能領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

圖3-4 2014~2023年中國NCM三元正極材料市場規(guī)模

資料來源:高工鋰電、天風(fēng)證券。

我國目前已經(jīng)成為全球最重要的正極材料生產(chǎn)國和消費國。為滿足動力電池、儲能鋰電池及小型鋰電池三大市場的不同需求,主要電池材料廠與下游客戶共同研發(fā)不同類型的產(chǎn)品,根據(jù)客戶訂單配料生產(chǎn)。由于眾多企業(yè)都看好新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,電池正極材料的產(chǎn)能在過去幾年快速擴(kuò)張,根據(jù)鋰業(yè)分會統(tǒng)計,在2018年國內(nèi)前30家企業(yè)的產(chǎn)能就超過50萬噸。湖南杉杉、寧波容百、貝特瑞等一批龍頭企業(yè)建設(shè)或規(guī)劃建設(shè)中正極材料產(chǎn)能也達(dá)數(shù)十萬噸。

根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù),2019年全國正極材料出貨量約為40.4萬噸,同比增長46.9%,另外,中國正極材料總產(chǎn)能在2016年、2017年、2018年分別為39.4萬噸、80萬噸、97.8萬噸,其中三元正極材料產(chǎn)能分別為13.3萬噸、31萬噸、41.5萬噸,出現(xiàn)低端產(chǎn)能過剩、高端產(chǎn)能緊張的局面。隨著高鎳三元正極的推廣應(yīng)用,這種結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩在2019年更加嚴(yán)重,但是當(dāng)升科技、容百科技等企業(yè)依靠自身的技術(shù)儲備以及穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量,將會在高端正極產(chǎn)品細(xì)分領(lǐng)域持續(xù)提升其市場份額。

從市場集中度來看,我國正極材料市場整體集中度仍然非常分散,頭部企業(yè)出貨份額均較為接近,尚未出現(xiàn)行業(yè)龍頭企業(yè)。造成這種分散格局的主要原因是為降本提效,產(chǎn)業(yè)鏈上下游均積極延伸布局正極材料環(huán)節(jié),包括上游的華友鈷業(yè)和下游的CATL、BYD等企業(yè)。2019年,正極材料市場CR3和CR5分別約為23%、34%,市場集中度非常低(見圖3-5);三元正極材料細(xì)分市場,CR3和CR5分別為33%、48%,市場集中度有大幅提升(見圖3-6),這主要由于三元正極材料技術(shù)門檻較高,具有一定的進(jìn)入壁壘。未來隨著高鎳正極的應(yīng)用,市場集中度將會進(jìn)一步提升,極有可能走出全球龍頭企業(yè),但是市場競爭依然激烈,頭部企業(yè)份額依然較為分散,容百科技三元正極出貨量成為第一,隨著未來產(chǎn)能的順利投產(chǎn),市場份額將會進(jìn)一步提升,有望成為NCM細(xì)分領(lǐng)域的龍頭企業(yè)。總體看,正極材料行業(yè)目前處于高鎳三元產(chǎn)能不足、低鎳三元和磷酸鐵鋰產(chǎn)能過剩的狀態(tài)。

圖3-5 2019年國內(nèi)正極材料市場格局

資料來源:真鋰研究。

圖3-6 2019年三元正極材料行業(yè)市場格局

資料來源:起點研究院。

當(dāng)前國內(nèi)正極材料企業(yè)持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)(見表3-3),預(yù)計到2020年,正極材料總產(chǎn)能將超過60萬噸,產(chǎn)能遠(yuǎn)超需求量,產(chǎn)能過剩將加劇企業(yè)競爭,且毛利率也維持在較低的5%~10%水平,行業(yè)面臨洗牌,尤其磷酸鐵鋰領(lǐng)域。此外,三元材料產(chǎn)能增加較快。

表3-3 2019年國內(nèi)正極材料企業(yè)產(chǎn)能建設(shè)及擴(kuò)產(chǎn)計劃

表3-3 2019年國內(nèi)正極材料企業(yè)產(chǎn)能建設(shè)及擴(kuò)產(chǎn)計劃-續(xù)表

2.技術(shù)現(xiàn)狀

在正極材料技術(shù)方面,國外正極廠商由于布局較早、積累深厚,具備一定先發(fā)優(yōu)勢。目前日本企業(yè)在NCA高鎳正極領(lǐng)域領(lǐng)先世界,中、韓側(cè)重NCM811技術(shù)路線。NCM高鎳技術(shù)領(lǐng)域,國內(nèi)與國外的差距逐漸縮小,國外以NCM622為主,國內(nèi)以NCM523為主。當(dāng)前國內(nèi)多家企業(yè)可實現(xiàn)NCM高鎳量產(chǎn),即將開始整車端的應(yīng)用。NCA高鎳技術(shù)領(lǐng)域,NCA生產(chǎn)工藝復(fù)雜,產(chǎn)業(yè)化壁壘較高。日、韓產(chǎn)業(yè)鏈完整,市場高度集中。而國內(nèi)企業(yè)在這一領(lǐng)域相對落后,尚未規(guī)模量產(chǎn),現(xiàn)階段國內(nèi)主要處于NCM523向NCM622、NCM811發(fā)展的階段。

在研發(fā)實力方面,海外正極企業(yè)專利優(yōu)勢明顯。日、韓專利布局完整,中國稍有欠缺。日本和韓國在摻雜改性、包覆改性、調(diào)控前驅(qū)體、混合活性材料、混合非活性材料、控制結(jié)晶度、調(diào)控化學(xué)計量比方面申請量較高,均位居前兩位,且僅有韓國在包覆其他材料方面有專利布局。日本和韓國在三元材料各技術(shù)分支所具備的優(yōu)勢十分明顯,且均具備均衡的專利布局;美國在各技術(shù)分支申請量雖少,但在布局方面相對均衡;而中國除了在包覆改性方面具備明顯大于歐洲和美國的優(yōu)勢,在其他技術(shù)分支的布局相對于韓國和日本明顯欠缺(見圖3-7)。

在資源獲取方面,海外資源類企業(yè)具有天然優(yōu)勢。正極材料價格受鋰、鈷、鎳等金屬價格的影響較大,為了減少金屬價格漲跌對公司盈利能力的影響,正極材料企業(yè)紛紛布局上游金屬資源,增強(qiáng)資源控制能力,保障鈷、鎳、鋰等資源的穩(wěn)定供應(yīng),主要方式有電池回收資源、成立合資企業(yè)、控制/間接控制礦產(chǎn)冶煉和簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。優(yōu)美科、住友金屬作為以金屬資源冶煉起家的企業(yè),在正極材料的資源方面具有先天優(yōu)勢,對資源的控制能力最強(qiáng),憑借著較強(qiáng)的供應(yīng)能力奠定其在行業(yè)的領(lǐng)先地位。而當(dāng)升科技、LG化學(xué)、杉杉股份、ECOPRO等中游制造企業(yè)通常采取合資建廠、參股或簽署合作協(xié)議的方式向上游延伸,從而保障資源的供應(yīng)能力。寧德時代、格林美、當(dāng)升科技、容百科技等企業(yè)還積極布局鋰電回升業(yè)務(wù),從而改善鋰電池金屬資源的獲取渠道。

圖3-7 全球三元材料專利技術(shù)趨勢

資料來源:容百科技招股說明書。

(二)負(fù)極材料

1.市場及競爭情況

負(fù)極是鋰電池四大材料之一,是鋰電池的關(guān)鍵材料。負(fù)極是電池放電時流出電子的一極,作為電子的載體,其性能指標(biāo)能夠直接影響鋰電池的性能,尤其是其膨脹性能影響電芯循環(huán)性能,倍率性能影響快充,比容量及首效影響容量等。

市場規(guī)模方面,鋰電池自商業(yè)化應(yīng)用以來,負(fù)極基本以石墨為主,因此產(chǎn)業(yè)最為成熟。2019年我國鋰電池負(fù)極材料出貨量達(dá)到26.5萬噸,同比增長38.02%;產(chǎn)值為120億元,同比增長14.3%,整體產(chǎn)值和出貨量平穩(wěn)上升(見圖3-8)。

圖3-8 2015~2019年中國負(fù)極材料出貨量及增速

資料來源:真鋰研究。

競爭格局方面,負(fù)極材料競爭格局良好。中、日是全球負(fù)極材料主要產(chǎn)銷國,主流的負(fù)極材料企業(yè)分布在中、日兩國,總體表現(xiàn)為寡頭壟斷態(tài)勢,根據(jù)石墨邦的數(shù)據(jù),2018年貝特瑞、日立化成、上海杉杉共占據(jù)70%市場份額。中國的優(yōu)勢在于豐富的石墨資源,日本的優(yōu)勢在于技術(shù)先進(jìn)。

負(fù)極材料全球產(chǎn)能主要集中在中、日兩國。2016年,全球負(fù)極材料市場份額(按銷量)排名前六的企業(yè)分別為貝特瑞、日立化成、杉杉股份、三菱化學(xué)、日本碳素和日本JFE,市場份額之和為71.1%。其中日立化成、杉杉股份、日本碳素和日本JFE以人造石墨為主,貝特瑞、三菱化學(xué)以天然石墨為主。

在國內(nèi),負(fù)極產(chǎn)量已占據(jù)全球主要份額,2018年,國內(nèi)負(fù)極產(chǎn)量超過19萬噸,占全球供應(yīng)比例超70%。全球負(fù)極企業(yè)中,貝特瑞出貨量常年保持首位。以貝特瑞、江西紫宸、杉杉股份為首的中國負(fù)極企業(yè)在牢牢占據(jù)國內(nèi)電芯廠負(fù)極供應(yīng)的同時,順利進(jìn)入松下、LG、三星等主流海外電芯廠供應(yīng)鏈,并逐步占據(jù)主供地位。貝特瑞為全球負(fù)極龍頭,2018年份額約為17%,其后是寧波杉杉、日立化成及江西紫宸,份額占比約13%。從產(chǎn)業(yè)鏈角度看,天然石墨端,中國天然石墨礦產(chǎn)資源豐富,總保有量占全球首位;人造石墨端,國內(nèi)資源豐富,并具有能源成本優(yōu)勢;硅碳新型石墨負(fù)極可依托國內(nèi)動力電池巨大市場、人力能源成本及工程師紅利。隨著國內(nèi)企業(yè)負(fù)極在技術(shù)上不斷突破,國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品從成本到性能都趕超海外企業(yè)。

從行業(yè)格局看,負(fù)極材料是鋰電池四大材料中行業(yè)集中度最高的一環(huán),2019年CR3已達(dá)到56%,行業(yè)格局十分穩(wěn)定(見圖3-9)。負(fù)極市場呈現(xiàn)“三大五小”格局,貝特瑞、杉杉、紫宸分列前三,其產(chǎn)能均在4萬噸以上(見表3-4)。但第二梯隊的東莞凱金等勢頭同樣強(qiáng)勁。隨著國內(nèi)負(fù)極材料市場競爭進(jìn)一步加劇,低端重復(fù)產(chǎn)能將被淘汰,擁有核心技術(shù)和優(yōu)勢客戶渠道的企業(yè)才能獲得長足的發(fā)展,市場集中度將進(jìn)一步提升。

圖3-9 2019年中國負(fù)極材料市場份額

資料來源:華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院、渤海證券。

表3-4 負(fù)極企業(yè)2019年重點企業(yè)營收情況分析

2.技術(shù)現(xiàn)狀

負(fù)極材料技術(shù)與市場均較為成熟,鋰電池負(fù)極材料可分為碳材料和非碳材料兩大類。碳材料包括人造石墨、天然石墨、復(fù)合石墨、中間相碳微球等。非碳材料包括鈦基材料、硅基材料以及其他非碳材料等。當(dāng)前主要使用的負(fù)極材料是碳材料類中的天然石墨和人造石墨,其中天然石墨主要使用在消費電池領(lǐng)域,而人造石墨主要使用在動力電池領(lǐng)域。目前商業(yè)化鋰離子電池采用的負(fù)極材料如圖3-10所示。

圖3-10 負(fù)極材料主要分類

資料來源:貝特瑞官網(wǎng)。

目前,由于石墨類碳材料在保證負(fù)極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、防止鋰電池能量衰減等方面作用較為明顯,且經(jīng)過多年發(fā)展,產(chǎn)業(yè)較為穩(wěn)定,技術(shù)較為成熟,所以市場上大量采用石墨類碳材料作為鋰電池負(fù)極材料。

(三)隔膜

1.市場及競爭情況

隔膜是鋰離子電池電芯的重要組成部分,在鋰電池中主要作用是防止正負(fù)極短路,同時在充放電過程中提供離子運輸?shù)碾娡ǖ馈8裟げ牧吓c高電化學(xué)活性的正負(fù)極材料應(yīng)具備優(yōu)良的相容性,同時還應(yīng)具備優(yōu)良的穩(wěn)定性、耐溶劑性、離子導(dǎo)電性、電子絕緣性、較好的機(jī)械強(qiáng)度、較高的耐熱性及熔隔離性。要在滿足鋰電池的特殊需求的同時,滿足制膜工藝的可行性,這涉及多學(xué)科領(lǐng)域,因此隔膜生產(chǎn)技術(shù)難度較高。

鋰電池隔膜目前已被列入國家鼓勵發(fā)展的電池配套材料,符合國家《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南》,同時屬于《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》中所列“高效能源材料技術(shù)”中的高效二次電池材料。我國出臺的《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》確定的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中,“新能源、新材料、新能源汽車”等三項都與鋰離子電池有關(guān)。

在國家政策及資金的支持下,鋰電池隔膜國產(chǎn)化取得了快速發(fā)展,出貨量在全球市場的占比越來越高。2019年中國鋰電池隔膜出貨量為27.4億平方米,同比增長35.6%,隔膜出貨量繼續(xù)呈現(xiàn)較大幅度增長(見圖3-11),主要原因包括:2019年中國動力電池出貨量為71吉瓦·時,同比增長9.4%,帶動國內(nèi)隔膜需求增長;受特斯拉等車企出貨量增加帶動,LG、松下等海外電池企業(yè)出貨量增量明顯,國內(nèi)隔膜企業(yè)出口量進(jìn)一步提升,出口拉動力增強(qiáng);國內(nèi)隔膜生產(chǎn)企業(yè)具備更強(qiáng)的規(guī)模化效應(yīng)以及成本優(yōu)勢,成本較國外隔膜企業(yè)低50%~80%,部分超過100%,較低的成本有助于國內(nèi)企業(yè)搶占更多全球市場份額。

圖3-11 2017~2019年中國鋰電池隔膜出貨量

資料來源:高工鋰電。

而從隔膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分類來看,2019年濕法隔膜出貨量19.9億平方米,同比增長51.2%,占隔膜總出貨量72.6%,占比增加7.5個百分點(見圖3-12)。濕法隔膜出貨量占比提升主要原因為市場對動力電池高能量密度等性能要求進(jìn)一步提升,加之中高端數(shù)碼電池應(yīng)用占比提升,對濕法隔膜需求上升。干法隔膜出貨量7.5億平方米,同比增長6.4%,增速遠(yuǎn)小于濕法隔膜。主要原因是:動力電池往高能量密度方向發(fā)展,更薄的濕法隔膜相比干法隔膜優(yōu)勢明顯;另外,濕法隔膜近些年成本大幅下降,與干法單拉隔膜成本差距逐漸減小;加之涂覆隔膜低成本化與高性能優(yōu)勢明顯,在一定程度上搶占了干法隔膜市場。

圖3-12 2019年不同生產(chǎn)工藝隔膜出貨量(27.4億平方米)

資料來源:真鋰研究。

目前動力市場用濕法隔膜產(chǎn)品主要集中在9微米、12微米以及16微米領(lǐng)域,數(shù)碼市場用濕法隔膜主要集中在5微米、7微米領(lǐng)域,相比2018年,隔膜加速向薄層化以及功能化方向發(fā)展。

從隔膜市場規(guī)模來看,2019年中國鋰電隔膜市場規(guī)模35.6億元,同比下滑12.2%。市場規(guī)模增速遠(yuǎn)小于出貨量增速,主要原因為隔膜價格下降趨勢遠(yuǎn)大于產(chǎn)品出貨量增長趨勢,具體有以下原因。

第一,2019年鋰電隔膜國產(chǎn)化比例超過92%,加之企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模化效應(yīng)提升,導(dǎo)致隔膜成本進(jìn)一步下降,造成隔膜價格下降,第四季度隔膜價格同比下降幅度達(dá)30%~45%。

第二,龍頭企業(yè)行業(yè)滲透率高且具有更低的成本與價格優(yōu)勢,導(dǎo)致二線梯隊企業(yè)“低價促銷”,行業(yè)競爭激烈。

第三,電池企業(yè)受到終端客戶降成本壓力,倒逼隔膜企業(yè)降價。

我國鋰電池隔膜行業(yè)正處于高速發(fā)展的階段。鋰電池隔膜國產(chǎn)化率正在不斷提升,進(jìn)展速度驚人,2010年我國國產(chǎn)隔膜市場產(chǎn)值僅為6.46億元,2017年達(dá)到47億元,預(yù)計2020年可以達(dá)到43億元(見圖3-13)。

2018年我國隔膜產(chǎn)能為61.2億平方米,產(chǎn)能利用率從2016年的58%下降到2018年的33%,由于國內(nèi)隔膜企業(yè)良率較低,有效產(chǎn)能大大低于實際產(chǎn)能。考慮到不同隔膜企業(yè)生產(chǎn)線的良率,濕法隔膜有效產(chǎn)能利用率約57.43%,高于干法隔膜的40.63%。由于隔膜行業(yè)技術(shù)含量高、盈利能力較強(qiáng),毛利率較高,吸引了眾多資本介入,導(dǎo)致大量產(chǎn)品檔次較低,在中低端市場占據(jù)較大比例,中高端市場依然為國際龍頭公司壟斷。雖然名義產(chǎn)能嚴(yán)重過剩,但是中高端產(chǎn)品依然嚴(yán)重依賴進(jìn)口。

圖3-13 我國隔膜市場產(chǎn)值及增速

資料來源:真鋰研究、動力電池藍(lán)皮書。

從隔膜企業(yè)出貨量情況來看,上海恩捷在濕法隔膜領(lǐng)域龍頭效應(yīng)顯著,業(yè)務(wù)已深入動力電池與數(shù)碼電池領(lǐng)域,2019年其在隔膜市場市占率超過40%,且具較強(qiáng)的技術(shù)、資金實力與規(guī)模化效應(yīng);星源材質(zhì)仍是國內(nèi)最大干法隔膜生產(chǎn)企業(yè),其濕法隔膜以及涂覆隔膜業(yè)務(wù)也已經(jīng)大批量銷售。從2019年的趨勢來看,頭部幾家隔膜企業(yè)在產(chǎn)能布局、內(nèi)部管理改善、新產(chǎn)品開發(fā)等方面投入加大,但賬期長、資金壓力大、資產(chǎn)重、規(guī)模化效應(yīng)弱、行業(yè)分化以及產(chǎn)業(yè)政策的變動仍困擾隔膜行業(yè)。

從國內(nèi)市場近幾年情況來看,由于隔膜產(chǎn)能急劇擴(kuò)張,市場競爭變得更加激烈,市場格局也有所變化。尤其是隨著濕法工藝以及涂瓷技術(shù)的突破,濕法隔膜產(chǎn)能急劇擴(kuò)張。而隨著滄州明珠、蘇州捷力等公司新產(chǎn)能的投產(chǎn),國內(nèi)鋰電池隔膜市場競爭格局已悄然發(fā)生變化,干法隔膜生產(chǎn)企業(yè)逐漸被淘汰或者轉(zhuǎn)向濕法隔膜生產(chǎn),隨著濕法隔膜新產(chǎn)能的陸續(xù)釋放,市場競爭將更加激烈。

據(jù)統(tǒng)計,2019年國內(nèi)隔膜企業(yè)產(chǎn)量占比排在前5名的分別是上海恩捷(32%)、星源材質(zhì)(13%)、蘇州捷力(9%)、中材中鋰(8%)、滄州明珠(5%)。未來隨著大量濕法隔膜新產(chǎn)能的釋放,市場競爭將更加激烈,受濕法涂瓷隔膜的沖擊,干法隔膜市場壓力較大,行業(yè)將面臨重新洗牌。

總體而言,國內(nèi)市場競爭格局較為集中(見表3-5),隨著隔膜產(chǎn)能不斷擴(kuò)張,行業(yè)利潤率下降,未來龍頭企業(yè)有望從中受益,形成強(qiáng)者恒強(qiáng)的局面。

表3-5 國內(nèi)干濕法隔膜CR5市場占有率

2.技術(shù)現(xiàn)狀

(1)隔膜關(guān)鍵技術(shù)

隔膜的關(guān)鍵技術(shù)集中在生產(chǎn)工藝和設(shè)備技術(shù)上。

生產(chǎn)工藝上,鋰電池要求隔膜具有較高孔隙率、較高強(qiáng)度、較高耐熱性能的同時具有良好關(guān)斷性能,這些性能之間存在矛盾很難兼得,需要長期積累,在眾多指標(biāo)間取得均衡。高端產(chǎn)品特別是動力電池對隔膜的一致性要求極高,對隔膜微孔的尺寸和分布的均一性也有很高的要求。部分國內(nèi)企業(yè)隔膜樣品檢測數(shù)據(jù)很好,批量供貨發(fā)現(xiàn)批次定性差,暴露出工藝穩(wěn)定性的不足。

目前隔膜沒有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,隔膜廠家均需要外購各類設(shè)備進(jìn)行改造和調(diào)試,設(shè)備改造難度較大,對企業(yè)設(shè)備集成的能力要求較高。設(shè)備以及對設(shè)備的改造的差異,造成國內(nèi)與國外,甚至國內(nèi)企業(yè)之間產(chǎn)品上的巨大差距。優(yōu)秀企業(yè)(如星源材質(zhì)等)新生產(chǎn)線建成后半年就可以調(diào)試完成產(chǎn)出合格產(chǎn)品,有些公司設(shè)備交付后1年都遲遲無法投產(chǎn),反映了不同企業(yè)對設(shè)備理解和改造的巨大差距。

干法制膜工藝生產(chǎn)過程控制技術(shù)要求高,雙向拉伸設(shè)備造價昂貴、固定資產(chǎn)投入大。濕法制膜工藝技術(shù)相對要求較低,設(shè)備投入較小,但需要大量有機(jī)溶劑對膜進(jìn)行萃取,有機(jī)溶劑的使用致使成本較高并存在環(huán)境污染問題。干法可細(xì)分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。濕法又稱相分離法或熱致相分離法,將液態(tài)烴或一些小分子物質(zhì)與聚烯烴樹脂混合,加熱熔融后,形成均勻的混合物,然后降溫進(jìn)行相分離,壓制得膜片,再將膜片加熱至接近熔點溫度,進(jìn)行雙向拉伸,最后保溫一定時間,用易揮發(fā)物質(zhì)洗脫殘留的溶劑,可制備出相互貫通的微孔膜材料(見表3-6)。

表3-6 隔膜生產(chǎn)技術(shù)對比(干法、濕法)

干法隔膜生產(chǎn)企業(yè)主要有星源材質(zhì)、惠強(qiáng)能源、中興新材等,濕法隔膜生產(chǎn)企業(yè)主要有恩捷股份、蘇州捷力、湖南中鋰等。在市場需求向濕法隔膜偏移以后,部分干法隔膜企業(yè)開始進(jìn)軍濕法領(lǐng)域,如星源材質(zhì)、滄州明珠。

(2)干法隔膜應(yīng)用領(lǐng)域

干法隔膜應(yīng)用于成本和安全性要求較高的電池產(chǎn)品。干法成品膜可劃分為單層隔膜、雙層隔膜和多層隔膜,各類隔膜厚度依次增加。通常情況下,單層隔膜主要用于數(shù)碼類鋰離子電池,但隨著科技的進(jìn)步,隔膜向輕薄化發(fā)展成為趨勢,如韓國LG化學(xué)已將單層隔膜用于動力類鋰電池領(lǐng)域,雙層隔膜主要用于動力類鋰電池,多層隔膜則主要用于特殊領(lǐng)域高安全性特種動力鋰電池。

干法隔膜的應(yīng)用領(lǐng)域是對成本要求比較高、能量密度要求不高、本身體系設(shè)計安全性能比較高(如磷酸鐵鋰)的產(chǎn)品。干法單拉和干法雙拉隔膜的優(yōu)勢在于成本,目前干法成品隔膜的成本相較于可直接使用電池的濕法涂覆隔膜仍然低50%以上。

未來干法隔膜市場需求提升來源于三方面:一是儲能市場的興起帶來的增量市場;二是在A00級車型、電動物流車、48V微混系統(tǒng)、電動網(wǎng)約車、電動叉車等細(xì)分領(lǐng)域?qū)τ诹姿徼F鋰電池需求的增加;三是部分三元鋰電池也將會使用干法涂覆隔膜。

(3)濕法隔膜應(yīng)用領(lǐng)域

濕法隔膜更適合生產(chǎn)高性能、高能源密度比的動力電池。

濕法工藝技術(shù)水平提升,特別是涂覆技術(shù)的應(yīng)用,能夠有效改善隔膜在鋰電池中的循環(huán)性能和耐高溫性,能夠在更薄厚度的基礎(chǔ)上生產(chǎn)更高強(qiáng)度的隔膜,使得濕法隔膜無論在數(shù)碼類鋰離子電池還是在動力類鋰離子電池中均有廣闊的市場空間。

濕法隔膜在產(chǎn)品特性上的優(yōu)勢在于:具有更好的孔隙結(jié)構(gòu)一致性;更強(qiáng)的TD方向拉伸強(qiáng)度,濕法隔膜平均為150兆帕,高于干法隔膜的15兆帕;更優(yōu)異的抗穿刺強(qiáng)度,濕法隔膜平均為6牛,高于干法隔膜的2.5牛;厚度更薄,濕法隔膜平均厚度為5~30微米,干法隔膜平均為12~30微米;更好的厚度一致性。

(四)電解液

1.市場及競爭情況

電解液在電池中正負(fù)極之間起到傳導(dǎo)電子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的保證。電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽(六氟磷酸鋰)、添加劑等原料,按比例配制而成。電解液成本約占整個鋰電池成本的10%,國產(chǎn)電解液經(jīng)過多年的發(fā)展,已經(jīng)成為四大材料中技術(shù)最為成熟的品種。

從市場規(guī)模來看,由2014年的4.25萬噸快速增長至2019年的18.3萬噸,復(fù)合增長率高達(dá)33.91%(見圖3-14)。隨著各國新能源汽車政策加碼,節(jié)能減排期限接近,新能源汽車滲透率將會快速提升,疊加特斯拉國產(chǎn)化等因素推動,預(yù)計2020年電解液出貨量仍將保持高速增長。

圖3-14 國內(nèi)電解液出貨情況

資料來源:高工鋰電。

由于電解液行業(yè)投資金額小(行業(yè)平均投資成本0.8萬元/噸~1萬元/噸)、產(chǎn)能投建和復(fù)產(chǎn)速度快(萬噸級項目建設(shè)周期1年以內(nèi)),同時國內(nèi)產(chǎn)能規(guī)模已經(jīng)遠(yuǎn)超長期需求,部分電解液大廠仍在擴(kuò)產(chǎn),所以行業(yè)產(chǎn)能長期過剩,預(yù)計電解液長期供過于求,產(chǎn)能利用率或?qū)⒊掷m(xù)下行。據(jù)統(tǒng)計,2019年我國電解液行業(yè)產(chǎn)能利用率降至41.1%。

從全球競爭格局來看,全球電池電解液供應(yīng)商主要來自中、日、韓三國,占據(jù)電解液絕大部分市場份額。日本Mitubushi、韓國Panax-Etecyi在國際市場占據(jù)30%市場份額。

從國內(nèi)競爭格局來看,新能源汽車的迅速發(fā)展,刺激電解液市場需求激增,由于產(chǎn)能不足,電解液、六氟磷酸鋰的價格在2016年達(dá)到了歷史最高點,隨后行業(yè)產(chǎn)能大幅擴(kuò)張造成產(chǎn)能嚴(yán)重過剩,大多數(shù)公司產(chǎn)能利用率低下,2018年行業(yè)進(jìn)入了價格戰(zhàn)的泥潭,電解液、六氟磷酸鋰的價格也隨之跌至谷底。

經(jīng)過此輪行業(yè)競爭與洗牌,行業(yè)馬太效應(yīng)凸顯,強(qiáng)者恒強(qiáng)的行業(yè)格局逐漸明確(見圖3-15),目前行業(yè)兩大領(lǐng)跑企業(yè)天賜材料和新宙邦仍在繼續(xù)擴(kuò)大市場占有率。據(jù)統(tǒng)計,2019年電解液CR6出貨量市場份額已經(jīng)達(dá)到了77.3%,較2018年提升了4%,并且領(lǐng)跑企業(yè)后續(xù)仍有很大的擴(kuò)產(chǎn)計劃,將進(jìn)一步鞏固并提升其領(lǐng)跑地位。

圖3-15 2018年國內(nèi)電解液出貨量市場份額

資料來源:高工鋰電。

但是我國電解液企業(yè)競爭日益激烈,產(chǎn)能利用率低,行業(yè)呈現(xiàn)“增收不增利”的特征,整體利潤率下滑,三線廠商面臨虧損,頭部企業(yè)同樣面臨業(yè)績下滑。截至2019年末,國內(nèi)前十大電解液廠商產(chǎn)能合計31.2萬噸,全年出貨量為18.3萬噸,產(chǎn)能利用率仍處于較低水平,但已有一定回升。國內(nèi)電解液頭部三家企業(yè)天賜材料、新宙邦和國泰華榮擴(kuò)產(chǎn)計劃分別達(dá)到20萬噸、3.5萬噸和8萬噸。各公司在研發(fā)投入上均有所提升,擴(kuò)產(chǎn)積極,旨在進(jìn)一步擴(kuò)大市場份額。2019年行業(yè)競爭加劇,中國新能源汽車行業(yè)遭遇寒潮,補(bǔ)貼退坡,導(dǎo)致電解液行業(yè)ROA、ROE均下滑至冰點。市占率前三名公司分別為天賜材料、新宙邦和國泰華榮,2019年銷售費用率分別為4.67%、3.89%、5.10%,杉杉股份和多氟多分別為5.68%、4.61%。2019年上半年天賜材料、新宙邦和國泰華榮電解液業(yè)務(wù)毛利率分別達(dá)到25.4%、26.66%和26.74%,遠(yuǎn)高于同行業(yè)其他公司,優(yōu)勢明顯(見表3-7)。

表3-7 主流電解液上市公司財務(wù)數(shù)據(jù)對比

2.技術(shù)趨勢

目前來看,電解液環(huán)節(jié)暫不存在技術(shù)路徑的風(fēng)險。溶質(zhì)方面,六氟磷酸鋰成為最終商業(yè)化并且大規(guī)模使用的溶質(zhì)。溶劑方面,混合溶劑可以改善性能,以鏈?zhǔn)胶铜h(huán)式碳酸酯為主。添加劑方面,其作為補(bǔ)充定向優(yōu)化各類性能,溶劑和溶質(zhì)構(gòu)成了電解液的主體,能夠達(dá)到體系要求的綜合性能,但在各項性能上并未達(dá)到最優(yōu),因此添加劑尤為重要。基于各類電池的不同特點以及電池對能量、功率、循環(huán)、安全的持續(xù)追求,添加劑的意義不可小視。添加劑根據(jù)用途通常分為五類:成膜劑、過充保護(hù)劑、高低溫性能改善劑、中和劑、阻燃劑。添加劑是電解液的主要成分,也是提升其性能的關(guān)鍵所在,未來將有更多的發(fā)展方向。

電解液技術(shù)的核心,是材料提純技術(shù)和配方技術(shù)。鋰離子電池電解液通常要求水分控制小于0.02‰,游離酸小于0.05‰,對純度要求高,對企業(yè)生產(chǎn)工藝和過程控制提出較高要求。安全與環(huán)保是電解液生產(chǎn)的核心門檻,同時配方也直接影響到電池的性能,是各大產(chǎn)商主攻的方向。鋰電池應(yīng)用廣泛,不同技術(shù)路線以及不同應(yīng)用領(lǐng)域的鋰電池對電解液要求也會有所不同,因此電解液廠商需要與下游客戶協(xié)同開發(fā),因而形成較為穩(wěn)定的合作關(guān)系。可以說鋰電池性能的每次提升,都離不開電解液的進(jìn)步與之匹配。

總體看,電解液作為鋰電池四大材料之一,配方與添加劑的開發(fā)與應(yīng)用是決定電解液產(chǎn)品差異化的核心要素,發(fā)展初期具備一定的技術(shù)壁壘,但隨著產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)、產(chǎn)品逐漸同質(zhì)化,競爭也就愈加激烈。電解液的直接下游是鋰電池,隨著補(bǔ)貼的退坡,產(chǎn)業(yè)鏈利潤受到大幅壓縮,產(chǎn)業(yè)進(jìn)入陣痛與洗牌期,頭部企業(yè)集中度高,在產(chǎn)業(yè)鏈中議價能力逐步增強(qiáng)。電解液價格受上游原材料影響較大,因此主流電解液企業(yè)大多通過布局上游環(huán)節(jié)平抑原料價格波動,以此提升行業(yè)地位和競爭優(yōu)勢。2019年以后,隨著新能源汽車迅速發(fā)展、5G浪潮來襲,電解液市場的需求量仍將保持較快速度的增長。

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