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锂电池材料:锂电未来, 2010 年 12 月 22 日  锂电池性能优越,用途广泛,前景最为广阔。相对于铅酸电池、 镍镉电池、镍氢电池等二次电池,锂电池具有能量密度高、循 环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等突出优势。 锂电池随着技术的不断进步已经在人们的生活中得到了广泛 的应用,如便携式电...

锂电池材料:锂电未来,
2010 年 12 月 22 日  锂电池性能优越,用途广泛,前景最为广阔。相对于铅酸电池、 镍镉电池、镍氢电池等二次电池,锂电池具有能量密度高、循 环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等突出优势。 锂电池随着技术的不断进步已经在人们的生活中得到了广泛 的应用,如便携式电子产品、新能源交通工具等领域。  工信部牵头制定的《节能与新能源汽车产业规划(2011-2020 年)》已基本完成。发展新能源汽车已经上升为国家战略,国 家已提出了发展方向、战略目标、主要任务及政策措施,新能 源汽车发展正面临千载难逢的历史机遇。随着一系列新能源汽 车扶持政策即将出台,中国新能源汽车在“十二五”期间将快速 发展,届时将带动锂电池材料快速增长。  全球锂电行业现状:电芯和材料市场是日、韩、中占据绝对份 额,日、韩企业的技术处于领先地位。全球锂电池产业目前主 要集中在日本、中国和韩国,随着中国、韩国锂电池制造技术 的开发和提升,日本锂电池出货量的比例在逐渐降低。中国锂 电池材料企业发展迅速,但从综合技术实力来看,日、韩企业 仍处于领先地位,中国落后日本大约 2-3 年时间,处于大而不 强的阶段,具有较大提升空间。  锂电池材料中电池薄膜和六氟磷酸锂电解质技术门槛最高。锂 电池材料中碳酸锂是锂电上游关键材料,“技术+资源”壁垒构 建寡头垄断格局;锂电池正极材料:竞争激烈,技术领先为关 键;锂电池电解液将逐步实现进口替代,六氟磷酸锂电解质为 最大看点;锂电池薄膜技术难于上青天,目前基本依赖进口。  锂电池材料行业选股策略。锂电池材料行业相关个股较多,我 们认为公司经营能力强,技术处于行业领先,有一定规模效应, 未来有产能扩张或产业链延伸能力相关公司将超越行业发展, 具备长期投资价值。我们看好佛山照明(000541)、多氟多 (002407)、佛塑股份(000973)等个股投资机会。 锂电池材料行业研究报告:锂电未来,技术先行 评级:强于大市 2011 年绿色能源策略系列二 相对沪深 300 表现 表现 1m 3m 12m 基础化工 1.2 9.2 -13.6 沪深 300 2.2 13.7 -4.3 重点公司 6m% YTD% 评级 佛山照明 35.6 84.5 买入 多氟多 65.5 115.5 增持 佛塑股份 31.9 106.0 增持 相关报告 《锂电池材料深度研究报告:受益于新 能源汽车“蓝海”,锂电发展空间广阔(强 于大市)》2010 年 7 月 绿色能源研究小组 鄢祝兵 证书编号:S0350210050001 电话:0755-83704850 邮件:yanzb@ghzq.com.cn 分析师申明: 分析师在此申明,本报告所表述的 所有观点准确反映了分析师对上 述行业、公司或其证券的看法。此 外,分析师薪酬的任何部分不曾 与,不与,也将不会与本报告中的 具体推荐意见或观点直接或间接 相关。 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -1- 锂电池性能优越,用途广泛 (一)锂电池是最有望大规模商业化的绿色电池 电池的历史可以追溯到公元前100年,当时已经产生了电池原型; 但电池的真正发展是在1800年之后,伏特在这一年发明电池,人们对电 池的原理才有了合理的解释;1959年,可充电的铅酸电池最先得到应用; 1990年,锂离子电池诞生。 图 1 电池的发展简史 资料来源:国海证券研究所 从工作性质来看,电池分为一次电池和二次电池。一次电池是指不 可以循环使用的电池;二次电池指可以多次充放电、循环使用的电池, 如先后商业化应用的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池。电池产 业的发展经历了一个由最早的铅酸电池到镍镉电池,再到镍氢电池、锂 电池,之后到燃料电池的历程。其中锂电池是目前最有望大规模商业化 的绿色电池。 图 2 二次电池的发展史 资料来源:2009-2012 年中国锂电池行业投资分析及前景预测报告 第二代 第一代 第三代 第四代 铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池、锂电池 燃料电池 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -2- (1)铅酸电池 铅酸电池是较早出现的一种二次电池,主要用于汽车蓄电池和大型 固定储能电源。其优点是技术成熟,价格便宜;其缺点是含有污染环境 的重金属铅,能量密度低。铅酸电池的市场份额将随着绿色二次电池的 广泛应用而逐步减少。 (2)镍镉电池 镍镉电池也是一类应用较早的二次电池。其优点是技术成熟、价格 便宜、可快速充电和循环寿命长;其缺点是能量密度不高,具有记忆效 应,含有有毒金属元素镉。欧盟国家自2005 年12 月31 日起,已经限 制了镍镉电池的进口。目前镍镉电池只是在二次电池的低端市场得到一 定范围的应用。 (3)镍氢电池 镍氢电池是早期的镍镉电池的替代产品,不再使用有毒的镉,可以 消除重金属元素对环境带来的污染问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。镍氢电池具有相对镍镉电池大 的比能量,使用镍氢电池能有效地延长设备的工作时间,也一定程度减 小了镍镉电池中存在的“记忆效应”,这使镍氢电池可以更方便地使用。 其应用范围包括:照相机、摄像机、移动电话、无绳电话、对讲机、笔 记本电脑、PDA、各种便携式设备电源和电动工具等。镍氢电池虽无环 保问题,但具有轻度记忆效应,在高温的工作下性能将会下降,但长期 来看,镍氢电池产业的发展将面对锂电池技术进步带来的替代威胁。 (4)锂电池 相对于上述二次电池,锂电池具有能量密度高、循环寿命长、自放 电率小、无记忆效应和绿色环保等突出优势。因此,自索尼公司于1990 年首次开发出锂离子电池后,由于其具有电压高、体积小、质量轻、比 能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、寿命长等优点,已经取得了 飞速的发展,其应用已经渗透到民用以及军事应用的多个领域,相较之 下,在包括移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等强调轻薄短小、 多功能的便携式电子产品应用上迅速普及。 (5)燃料电池 燃料电池是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能,等温地按电化 学原理转化为电能的能量转换装置。燃料电池是由含催化剂的阳极、阴 极和离子导电的电解质构成。燃料在阳极氧化,氧化剂在阴极还原,电 子从阳极通过负载流向阴极构成电回路,产生电能而驱动负载工作。燃 料电池与常规电池不同在于,它工作时需要连续不断地向电池内输入燃 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -3- 料和氧化剂通过电化学反应生成水,并释放出电能;只要保持燃料供应, 电池就会不断工作提供电能。燃料电池在航空航天和军事方面得到较好 的应用,但是受技术和成本的限制,尚未达到普遍的民用商业化程度。 表 1 四种商业化二次电池情况简介 项目 铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池 锂电池 商品化时间 1890年 1956年 1990年 1992年 工作电压 2.0V 1.2V 1.2V 3.3-3.7V 能量密度 <30Wh/kg 50Wh/kg 60-80Wh/kg 100-150Wh/kg 循环寿命 300次 1000次 500次 >1000次 每月自放电率 4-5% 20-30% 30-35% <5% 记忆效应 无 有 有 无 绿色产品 否 否 是 是 价格 <0.2$/Wh 0.5$/Wh 0.5-1$/Wh 0.3-1$/Wh 优点 技术成熟;价格低 可快速充电;价格便 宜;寿命循环长 可快速充电;高功率放 电;能量密度稍高;循 环寿命长 可快速充电;高功率放 电;能量密度稍高;循 环寿命长 缺点 不可快速充电;能量密 度低(重量重/体积大); 寿命短 记忆效应;能量密度 低;环保问题(Cd) 具些许记忆效应;高温 下性能差;充放电效率 差 价格高;安全性; 定位 用于电动自行车及大客车 即将退出市场竞争 占 HEV 电池主导地 位,但难满足更高电动 化程度需求 临近大规模商用,3 年 左右将成主流 行业生命周期 成熟期后期 衰退期 成熟期 成长初期 资料来源:国海证券研究所 表 2 锂电池与燃料电池性能比较 指标 充放电寿命 使用寿命 充电速度 能量密度 功率密度 安全性 环保性 经济性 商业化时间 锂电池 一般 一般 一般 一般 一般 一般 一般 一般 1992年 燃料电池 较好 较差 较好 较好 较好 较好 较好 较差 未商业化 资料来源: 2009-2012 年中国锂电池行业投资分析及前景预测报告 (二)锂电池用途广泛 自1992年索尼公司开发出可以商业化应用的锂电池以来,锂电池随 着技术的不断进步已经在人们的生活中得到了广泛的应用,如便携式电 子产品、新能源交通工具及储能等领域。在便携式电子产品领域,如笔 记本电脑、手机、数码相机和数码摄像机等产品中得到广泛应用,其中 在笔记本电脑和手机中的使用量最大。从锂电池的下游应用领域来看, 根据IIT的销售统计,全球锂电电芯44%用在手机等移动电子设备, 33.26%用在笔记本电脑以及5.5%用于其他消费产品,新能源汽车仅占 0.2%,随着各国新能源汽车政策的推行,未来新能源汽车领域锂电池需 求有望迎来爆发式增长。 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -4- 图 3 锂电池主要应用领域 图 4 目前全球锂电池需求分布比例 38.98% 33.26% 0.33% 0.21% 27.22% 手机 笔记本 电动自行车 新能源汽车 其他领域 资料来源:国海证券研究所 资料来源:国海证券研究所 新能源汽车启动,锂电池材料需求快速增长 锂电池材料的需求量可通过锂电池的生产和消费情况进行分析。锂 电池自上世纪九十年代以来其应用范围越来越广,如手机、笔记本电脑 等便携式产品,电动自行车及电动汽车等领域。 表 3 各领域对锂电池容量的平均需求量 领域 电池容量(Wh) 领域 电池容量(Wh) 手机 3 锂电池 HEV 5000 笔记本 45 锂电池 PHEV 10000 电动自行车 450 锂电池 BEV 25000 资料来源: 国海证券研究所 (一)便携式产品:目前锂电池应用的最重要领域 锂电池在便携式电子产品领域,如笔记本电脑、手机、数码相机和 数码摄像机等产品中得到广泛应用,其中在笔记本电脑和手机中的使用 量最大。 (1)手机市场 随着手机向轻、薄、短、小化的发展,对体积小而容量大的电池需 要也就相应增强,这样就可以省下大量的空间。要使手机可以最小型化, 只有锂电池是最好的电源。截止 2006 年 5 月我国已经有手机 3.7 亿部, 每年新手机的用户还以 15%-25%左右的速度在增加。而且每年新手机的 更换率大约在 25%左右,所以锂电池的需求就越来越大。 2007 年至 2008 年这一时期将成为手机用户增长的高峰期,2006 年至 2010 年全球手机用户的年复合增长率将达到 6.1%,到 2010 年年 底总数将达到 31 亿,我们预测 10 年后的符合增长率将下降至 3.8%, 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -5- 则几年手机用锂电池的需求量将随着手机消费量的上升而不断增加, 2010 年有望达到 5.40GWh,2015 年有望达到 6.98GWh。 图 5 全球手机用户稳步增长 图 6 全球手机领域对锂电池的需求预测 23 26 28 30 31 33 34 36 38 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2006 2007 2008 2009 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 全球手机用户数(亿户) 3.75 3.96 4.50 5.04 5.40 5.74 6.03 6.33 6.65 6.98 0 1 2 3 4 5 6 7 8 2006 2007 2008 2009 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 手机领域的锂电池需求量(GWh) 资料来源:锂离子电池产业运行动态及投资前景指引报告 资料来源:国海证券研究所 (2)笔记本电脑市场 电池作为笔记本电脑中的重要组成部分,从诞生那天起就引起广泛 的关注。随着技术的发展,人们对电池的稳定性、连续使用时间、体积、 充电次数和充电时间等的要求越来越高。因此,电池技术进步也是笔记 本电脑发展的重要组成部分。 2006 年到 2010 年全球笔记本的销售增长较快,复合增长率为 18%, 预计 2010 年将达到 188 万台的销售规模,之后增速有所下降。其中 50%~70%的笔记本电脑采用锂电池,我们按 60%进行测算可知 2010 年锂电池需求为 5.08GWh,2015 年有望达到 8.11GWh。 图 7 全球笔记本销售稳中有升 图 8 全球笔记本对锂电池的需求预测 82 110 139 165 188 209 232 255 278 300 0 50 100 150 200 250 300 350 2006 2007 2008 2009 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 全球笔记本电脑销量(百万台) 2.21 2.97 3.75 4.46 5.08 5.64 6.26 6.89 7.51 8.11 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2006 2007 2008 2009 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 笔记本领域的锂电池需求量(GWh) 资料来源:锂离子电池产业运行动态及投资前景指引报告 资料来源:国海证券研究所 (二)电动自行车:锂电池需求的一个亮点 根据有关方面预测,我国人口总量将控制在 16-17 亿之间。是美 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -6- 国人口的 6 倍,德国的 20 倍。在美国平均 1.5 人 1 辆汽车,德国平均 1.33 人 1 辆汽车。随着中国经济的发展,汽车的拥有量不断增加,如果 达到美国的经济发展水平,那么中国的汽油消耗量将相当于目前中东地 区产油量的 2 倍,显然是不现实的,应当依靠其它 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 来解决。因此, 电动自行车是目前较为理想的选择之一。 我国电动自行车占了全球电动自行车总量的 95%以上。2008 年前 我国电动自行车产量增长较快,复合增长率为 84%,并仍将以每年 15%-25%的速度增长,以满足不断增长的市场需求。我们保守预计 2015 年前以每年 15%左右的速度增长,到 2015 年将达到 6650 万辆。 由于价格因素,国内电动自行车 90%采用铅酸电池,8%采用镍氢 电池,锂离子及其它电池只有 2%左右。在电动自行车上采用的铅酸电 池本身就重达10kg以上,如果采用锂电池,则电池的重量可以降到 3kg 左右。基于电池使用寿命、行驶距离和美观性等因素,以及规模化应用 导致成本不断下降,锂电池在上述领域的用量将会大幅度增长,若我们 预计2015年有20%的电动车使用锂电池,则将带来5.99GWh的锂电池需 求量。 图 9 我国电动自行车产量增长情况 图 10 电动自行车对锂电池的需求增长较快 2500 2875 3306 3802 4373 5028 5783 6650 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2008 2009 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 电动自行车产量(万辆) 0.18 0.34 0.68 1.13 1.69 2.72 3.64 5.99 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 2008 2009 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 电动自行车领域的锂电池需求量(GWh) 资料来源:锂离子电池产业运行动态及投资前景指引报告 资料来源:国海证券研究所 (三)新能源汽车启动带动锂电池需求快速增长 全球性的石油资源紧缺与气候环境不断恶化使现代人类社会的发 展面临着严峻挑战,发展节约能源与无废物排放的新能源汽车已受到各 国政府的高度重视。新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来 源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动 力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新 结构的汽车。 根据驱动系统和能源载体差别,新能源汽车可以分为:混合动力汽 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -7- 车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池汽车(FCEV)、甲醇汽车、二甲 醚汽车等。值得注意的是,甲醇汽车、二甲醚汽车、乙醇汽车发展条件受 地区资源限制较大,不会成为全球新能源汽车主流,以上几种均为内燃 机驱动,与传统汽油车、柴油车相似,能量来源于煤炭或生物质能,可 以减少碳排放,减少石油的依赖,但资源依赖性较强。目前,以储能电 池技术为主基础的新能源汽车受到各国政府更多关注,是重要发展方 向,代表类型包括各类电动汽车,目前主要包括采用锂电池和镍氢电池 的电动汽车,其能源利用率高,可综合利用各种清洁能源,因而对于全 球节约能源和能源消费结构的调整具有十分重要的意义。而燃料电池汽 车是汽车的最终发展趋势。 节能减排、刺激经济政策是各国热衷于电动汽车的重要原因。为了 加速本国电动汽车产业发展,占领未来行业竞争的制高点,西方各国纷 纷推出电动汽车产业扶持政策,加大在相关领域的研发投入,加大购车 补贴力度,实行税收优惠政策。 表4 主要国家制定的电动汽车(新能源汽车)支持政策 序号 国家 电动汽车(新能源汽车)支持政策内容 1 美国 奥巴马8,250亿美元经济刺激 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 中:向动力电池研究提供20亿美元奖金与贷款;4亿美元用于联 邦及地方政府购置新能源汽车;10亿美元升级国家电网,以满足100万PHEV的充电需求;2008 年9月,国会将投资税收优惠延长至2016年,对购PHEV者进行2,500-7,500美元课税扣除。 2 日本 日本从2009年4月1日起实施“绿色税制”,适用对象包括纯电动汽车、混合动力车、清洁柴油车以 及获得认定的低排放且燃油消耗量低的车辆。前3类车被日本政府定义为“下一代汽车”,购买这 类车可享受免除多种税赋优惠。 3 韩国 2011年以前投入23亿美元,包括新能源的科技研发、设备补助与差额补助等;政府正在考虑拨 款150亿韩元(约合1,120万美元),补贴购买小型汽车和混合动力车。 4 欧盟 2009年1月欧洲议会通过议案,将汽车排放等环境影响指标列入公共采购要求;2009年3月欧委 会提供38亿欧元贷款,后续还将提供68亿欧元贷款,支持欧洲汽车企业开发新能源车。 5 英国 2007年修改汽车保有税税制,按二氧化碳排放量进行差别征税,低排放税率为零,高排放税率 最高30%;2009年4月政府发布了道路交通二氧化碳减排5年计划,购买PHEV、BEV可获得 2,000-5,000英镑奖励。 6 法国 法国政府推出“新车置换金”政策,规定车主在更换新车时,购买小排量、更环保的新车可享受2,00 欧元至1,000欧元的补贴,而购买大排量、污染严重的新车则须缴纳高至2,600欧元的购置税,并 规定在工作场所、超市和住宅区大幅增加充电站的数量。 7 德国 石油税收法规定,每年对新能源车实施税收优惠,到2010年税收优惠约30亿欧元/年;2008年为 HEV研发提供5亿欧元补贴;2009年初德国政府通过的500亿欧元的经济刺激计划中,很大一部 分用于电动汽车研发、“汽车充电站”网络建设和可再生能源开发。 资料来源:国海证券研究所 (1)“十二五”规划定调新能源汽车 2010年9月8日,《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决 定》经审议已原则通过。《决定》明确提出,将节能环保、新一代信息 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -8- 技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车等7个产业 培育成为国民经济的先导产业和支柱产业。 表 5 我国制定的新能源汽车规划 时间 政策或目标 2010年12月1日 通用汽车于上海举行的“电气化—未来驱动力”论坛上,中国电力科学研究院超导电力研究所所长兼电 工与新材料研究所副所长来小康透露,我国正加大对新能源汽车的扶持力度,已将十城千辆节能与新 能源汽车示范推广试点城市由20个增至25个。 2010年12月1日 工信部牵头制定的《节能与新能源汽车产业规划(2011-2020年)》已经基本完成,已经进入部委会签阶 段,会签完毕后将上报国务院。中国将投入巨额资金扶持新能源汽车核心技术发展。同时,国家质检 总局正开展汽车节能与新能源汽车标准体系的研究工作。 2010年9月8日 《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》经审议已原则通过。《决定》明确提出,将节能 环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车7个产业培育成为国民经 济的先导产业和支柱产业。 2010年6月 财政部颁布《私人购买新能源汽车试点财政补助资金管理暂行办法》,选定上海、深圳、杭州、长春 和合肥5个城市作为试点(后来又增加了天津、海口、郑州、厦门、苏州、唐山和广州等7个城市), 对私人购买新能源汽车(插电式(plug-in)混合动力乘用车和纯电动乘用车)给予一次性补助;对动力电 池、充电站等基础设施的标准化建设给予适当补助;对满足支持条件的新能源汽车,按3000元/千瓦时 给予补助;插电式混合动力乘用车最高补助5 万元/辆;纯电动乘用车最高补助6万元/辆。 2009年11月17日 中美两国发表《联合声明》,双方将使两国在未来数年有几百万辆电动汽车投入使用,并宣布两国将 在十几个城市开展联合示范项目,并努力开发共同的技术标准以推动电动汽车产业规模快速增长。 2009年11月3日 温家宝总理发表题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话,指出新能源汽车已成为全球汽车工业发 展方向,当前紧迫的任务是尽快确定技术路线和市场推进措施,推动新能源汽车工业的跨越发展。 2009年3月20日 国家发布汽车产业调整和振兴规划》(下称《规划》)中提出了未来三年内中国新能源汽车的发展战略: 到2011年,包括纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力在内的新能源汽车要形成50万辆的产能, 新能源汽车销量要占到乘用车销售总量的5%左右。 2009年1月 财政部、科技部出台了《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 》和《节能与新能源汽 车示范推广财政补助资金管理暂行办法》,决定在北京、上海等13个城市开展节能与新能源汽车示范 推广工作;并对采用新能源的城市公交电动客车最高补贴为50万元,对乘用电动汽车和轻型商用电动 汽车最高补贴为6万元。 2008年8月31日 在2008(首届)中国绿色能源汽车发展高峰论坛上,科技部部长首次提出了新能源汽车发展的明确目 标:到2012年,国内将有10%新生产的汽车是节能与新能源汽车。 资料来源:国海证券研究所 2010年12月1日,工信部牵头制定的《节能与新能源汽车产业规划 (2011-2020年)》基本完成已进入部委会签阶段,会签完毕后将上报国务 院。根据规划的总体思路、围绕着总体目标,“十二五”期间新能源汽车 将重点开展以下几个方面的工作:第一,坚持三纵三横的研发布局,和 进入产业化研发的模式,充分整合国家 973、 863计划和科技支撑计划 的资源优势。 第二,要加大充电设施、基础设施的科技创新力度,加 快基础设施的建设。有效支持、支撑充换电成套技术和规模示范。第三, 加快技术标准的研究,完善标准体系。第四,要深化市场推广、探索商 业推动模式。第五,要支持产业技术创新联盟,承担科技计划任务,以 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -9- 产业链、价值链和技术链为纽带,建立产业技术联盟,跨行业的技术创 新联盟,以及前沿技术创新联盟。第六,完善公共平台,加强人才培养。 第七,要继续深化国际技术交流与合作,推动电动汽车国际化的发展。 据了解,在产业路线图的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 方面,《规划》明确界定了纯电动汽 车和插电式混合动力汽车为新能源车范畴,并将纯电动汽车作为未来产 业发展的主攻方向,将投入巨额资金扶持新能源汽车核心技术发展,并 对其给予更多的政策扶持。同时,各相关部门正在着手完善和加快新能 源汽车发展的专项规划和相关扶持政策的制定,如国家质检总局正开展 汽车节能与新能源汽车标准体系的研究工作。 发展新能源汽车已经上升为国家战略,新能源汽车发展正面临千载 难逢的历史机遇。目前国家已提出了发展方向、战略目标、主要任务及 政策措施。目前国内新能源汽车技术逐渐成熟,接近或达到世界先进水 平,已经具备发展的基础和条件。与此同时,我国已经从发展规划、消 费补贴、税收政策、科研投入、政府采购、标准制定等方面,构建了一 整套支持新能源汽车加快发展的政策体系。随着一系列新能源汽车扶持 政策即将出台,中国新能源汽车“十二五”期间将快速发展,届时将带动 锂电池快速增长。 (2)新能源汽车锂电池需求快速增长 但目前电池电动汽车的份额较小,电动汽车主要采用镍氢电池作为 动力源。从 2010 年开始,汽车制造商开始大幅提高锂电池作为动力源 的比例,2010-2013 年为锂电池电动汽车的快速成长期,并于 2013 年达 到 226 万辆,2013 之后将进入稳步发展阶段,2015 年达到近 371 万辆。 图 11 锂电池汽车发展较快 图 12 电动汽车未来将带来锂电池爆发式增长 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 2008 2009 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 锂电池 HEV(千台 ) 锂电池 PHEV(千台 ) 锂电池 BEV(千台) 0 10 20 30 40 2008 2009 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 锂电池 HEV的锂电池需求量(GWh) 锂电池 PHEV的锂电池需求量(GWh) 锂电池 BEV的锂电池需求量(GWh) 资料来源:IIT 报告 国海证券研究所 资料来源:国海证券研究所 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -10- (四)其他领域 由于锂电池具有很强的优势,目前已经被用于美国航空航天局的火 星着陆器和火星漫游器。在今后的系列探测任务也将采用锂电池。除了 美国航空航天局的星际探索外,其它航天组织也在考虑将锂电池应用于 航天任务中。目前锂电池在航空领域的主要作用是为发射和飞行中的校 正、地面操作提供支持;同时有利于提高一次电池的功效并支持夜间作 业。对于军队而言,目前锂电池除了用于军事通信外,还用于尖端武器, 如鱼雷、潜艇、导弹等;由于锂电池具有非常好的性能,能量密度高, 质量轻,可促进武器的灵活性。从电子手表、CD唱机、移动电话、MP3、 MP4、照相机、摄影机、各种遥控器、剃须刀、儿童玩具的供电到医院、 宾馆、超市、电话交换机等场合和设备的应急电源等设施的供电,锂电 池的应用将会随着这些电器设备的普及而被更广泛地使用。我们预测锂 电池今后几年在这些领域保持5%左右的增长速度。 (五)锂电池材料需求预测 新能源汽车对锂电池的需求由于基数小的缘故,在2010年的增长速 度达到566%,我们预计,2011、2012年的需求增速仍将高达100%,2013 年以后,增速仍可维持在30%以上。新能源汽车领域锂电池需求量由 2009年的0.25GWh爆发式增长至2015年的35.73GWh,年复合增长率高 达129.35%。 除新能源汽车外的其他产业对锂电池的需求稳步增长,我们预计年 复合增长率为 11.83%。全球锂电池的总需求规模在 2009年达到 13.08GWh,2015年预计达到60.83GWh,是2009年的4.65倍,年复合增 长率为29.20%。 图 13 新能源汽车领域锂电池需求增速较快 图 14 未来几年的全球锂电池需求增速情况 565.99 119.27 147.28 121.55 38.70 31.17 11.53 10.58 10.34 12.17 10.45 16.03 0 5 10 15 20 0 100 200 300 400 500 600 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 新能源汽车领域锂电池需求增速(%) 扣除新能源汽车领域后锂电池需求增速(%) 21.94 21.72 35.63 49.00 24.59 24.47 0 10 20 30 40 50 60 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 全球锂电池需求增速(%) 资料来源:国海证券研究所 资料来源:国海证券研究所 新能源汽车的快速发展带动了锂电池需求的快速增长,其占比由09 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -11- 年的1.88%快速跃升至2015年的58.74%,2013年起将取代手机和笔记本 成为锂电池的重要应用领域。 图 15 新能源汽车带动锂电池需求快速增长 1.88 10.25 18.47 33.68 50.07 55.74 58.74 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 2009 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 新能源汽车领域(GWh) 其他领域(GWh) 电动自行车领域(GWh) 笔记本领域(GWh) 手机领域(GWh) 新能源汽车领域锂电池需 求占比(%) 资料来源:国海证券研究所 锂电池材料包括构成锂电池的正极材料、负极材料、电解液及隔膜 构成,锂电池的锂来源碳酸锂,六氟磷酸锂电解质,基于我们前面的预 测,若我们假设每GWh容量的锂电池需要1000吨碳酸锂、2000吨正极材 料、300吨六氟磷酸锂、3000吨电解液及50万m2隔膜,则2015年将需要 6.08万吨碳酸锂,12.17吨正极材料,1.82万吨六氟磷酸锂,18.25万吨电 解液及30.41百万m2隔膜,需求量较大。 表 6 全球锂电池材料需求预测 2009 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 碳酸锂(万吨) 1.31 1.59 1.94 2.63 3.92 4.89 6.08 正极材料(万吨) 2.62 3.19 3.88 5.27 7.84 9.77 12.17 六氟磷酸锂(万吨) 0.39 0.48 0.58 0.79 1.18 1.47 1.82 电解液(万吨) 3.92 4.78 5.82 7.90 11.77 14.66 18.25 隔膜(百万 m2) 6.54 7.97 9.70 13.16 19.61 24.44 30.41 资料来源:国海证券研究所 表 7 新能源汽车电池材料需求预测 2009 2010E 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E 碳酸锂(万吨) 0.02 0.16 0.36 0.89 1.96 2.72 3.57 正极材料(万吨) 0.05 0.33 0.72 1.77 3.93 5.45 7.15 六氟磷酸锂(万吨) 0.01 0.05 0.11 0.27 0.59 0.82 1.07 电解液(万吨) 0.07 0.49 1.08 2.66 5.89 8.17 10.72 隔膜(百万 m2) 0.12 0.82 1.79 4.43 9.82 13.62 17.87 资料来源:国海证券研究所 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -12- 图 16 锂电池材料需求快速增长 图 17 新能源汽车为锂电池材料的主要需求点(2015 年) 1.59 3.19 0.48 4.78 7.97 6.08 12.17 1.82 18.25 30.41 0 5 10 15 20 25 30 35 碳 酸 锂 正 极 材 料 六 氟 磷 酸 锂 电 解 液 隔 膜 2010年的锂电池材料需求量(万吨、百万m2) 2015年的锂电池材料需求量(万吨、百万m2) 6.08 12.17 1.82 18.25 30.41 3.57 7.15 1.07 10.72 17.87 0 5 10 15 20 25 30 35 碳 酸 锂 正 极 材 料 六 氟 磷 酸 锂 电 解 液 隔 膜 全球锂电池材料需求量(万吨、百万m2) 新能源汽车领域锂电池材料需求量(万吨、百万m2) 资料来源:国海证券研究所 资料来源:国海证券研究所 全球锂电行业呈中日韩三足鼎立的格局 (一)全球锂电池产业格局:日本、中国和韩国三分天下 全球锂电池产业目前主要集中在日本、中国和韩国。由于日本是最 早实现锂电池商用化的国家,在2000年以前,全球锂电的生产基本被日 本垄断。随着中国、韩国锂电池制造技术的开发和提升,日本锂电池出 货量的比例在逐渐降低,中国和韩国锂电池出货量的比例在逐渐增加。 表 8 2002~2008 年全球锂电池市场格局 国家 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 日本 65.28% 61.82% 57.67% 58.01% 54.39% 51.40% 49.97% 中国 11.24% 12.62% 19.10% 19.52% 22.95% 23.03% 23.17% 韩国 10.67% 12.17% 16.20% 17.39% 18.40% 21.32% 22.08% 其他 12.81% 13.39% 7.02% 5.08% 4.26% 4.25% 4.78% 资料来源:IIT 报告 国海证券研究所 (二)电池材料市场:日本从规模和技术上都是处于领先地位 从电池材料来看,2009 年全球锂电池材料销售值较 2008 年增长了 16%,达到了 33.9 亿美元,其中正极材料达到了 18.1 亿美元。在生产 和销售地区上,在 2009 年仍然呈现集中于亚洲的态势,其中日本为最 主要的锂电材料生产与销售大国,虽然日本国内因生产成本高涨之故, 锂电池的制造出口处于逐年下降的状态,但至今全球仍有近 67%的锂电 池材料在日本生产,中国与其他亚洲地区占 19%与 14%。至于在销售区 域分布上,由于下游的电池大厂仍以日本企业为多,日本在销售区域的 占比仍较高,中国由于近年来锂电池产业发展较快,销售比率逐年上升。 从锂电电芯和材料市场上总体看来呈现中日韩三足鼎立的格局,中国企 业发展迅速,但从综合技术实力来看,日、韩企业仍处于领先地位,中 国落后日本大约 2-3 年时间,处于大而不强,具有较大提升空间。 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -13- 图 18 2009 年全球锂电池材料销售额(百万美元) 1818 266 479 624 203 0 400 800 1200 1600 2000 正极材料 负极材料 电解液 隔膜 其他 资料来源:IIT 报告 国海证券研究所 锂电池产业链分析 (一)锂电池材料毛利率较高,具有实际业绩支撑,在新能源 板块中较难得 锂电池产业链主要由三部分组成:上游锂资源、锂电池材料(包括 正极材料、负极材料、隔膜、电解液)及电池制造与封装。在锂电池原 材料构成成本中,正极材料所占比例较高,约占制造成本的30~40%, 负极材料约占生产成本的15~20%,隔膜占15%~20%,电解液占5~10%, 其他成本占25%左右。目前锂电池材料中正极材料毛利率超过30%,负 极材料超过20%,电解液达到40%左右,隔膜超过70%,六氟磷酸锂电 解质材料为70%左右。锂电池材料企业具有显著的盈利能力。目前锂电 图 19 锂电池成本构成 图 20 锂电池材料毛利率较高 40% 20% 20% 10% 30% 15% 15% 5% 25% 0% 20% 40% 60% 碳酸锂 正极材料 电解液 隔膜 其他 上限 下限 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 资料来源:国海证券研究所 资料来源:国海证券研究所 池材料行业瓶颈较高,国内目前正极、负极处于供需平衡状态,电解液、 隔膜为技术含量最高的环节,产品供不应求。 (二)碳酸锂是锂电上游关键材料,“技术+资源”壁垒构建寡 超 过 30% 超 过 20% 70%左右 40%左右 超过 70% 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -14- 头垄断格局 碳酸锂是锂电池最重要的材料,是正极材料和电解液中的初始原 料。目前,碳酸锂主要用于制取各种锂的化合物、金属锂及其同位素, 还用于制备化学反应的催化剂,半导体、陶瓷、电视、医药和原子能工 业也有应用,在新能源汽车领域的运用比重不大,但是随着锂电池在新 能源汽车领域的需求增大,新能源汽车将带动碳酸锂需求爆发性增长。 碳酸锂制取工艺因使用资源的不同而分为两大类:矿石提锂和盐湖 卤水提锂。国外公司生产碳酸锂的主要原料是盐湖卤水,盐湖提锂技术 取得突破,成本大幅度降低,迅速占领了全球主要的锂产品市场份额, 已成为未来生产基础锂产品的发展方向。中国碳酸锂生产主要以固体矿 石为主要原料,工艺技术较为成熟,产品质量稳定可靠。近年来中国也 在积极开发盐湖锂资源,卤水提锂主要在青海台吉乃尔盐湖和西藏扎布 耶盐湖两地进行,西藏矿业(000762)、中信国安(000839)等盐湖提 锂的技术取得较快进展,生产规模迅速扩大。另外,佛山照明(000541) 通过与拥有盐湖卤水提锂技术的华欧、拥有资源的盐湖集团合作设立合 资公司的方式进入盐湖提锂领域。华欧的专利技术是先进的吸附法提 锂,吸附法更适合于从高镁锂比的卤水中提取锂,比锻烧法成本低,是 国际主流的提锂工艺。佛山照明通过合资公司在技术和资源方面实现了 快速突破。目前合资公司生产的碳酸锂专利吸附剂在佛山中试非常成 功,近期将在蓝科锂业的 1 万吨碳酸锂装置中应用,一旦该技术成功生 产出电池级碳酸锂产品,未来公司将利用技术和设备实现快速扩产。 图 21 2009 年全球碳酸锂的应用领域 图 22 2009 年全球碳酸锂企业的市场份额 电池 26% 润滑剂 13% 陶瓷 8%玻璃 7% 空调 7% 其他 39% SQM 31% Chemetall 19% FMC 20% 中国企业 29% 其他 1% 资料来源:SQM 国海证券研究所 资料来源:SQM 国海证券研究所 由于规模化生产碳酸锂的企业必须拥有锂资源储量较为丰富的盐 湖资源开采权,这使得该行业具备较高的资源壁垒;另一方面,由于全 球盐湖绝大多数资源都是高镁低锂型,而从高镁低锂老卤中提纯分离碳 酸锂的工艺技术难度很大,之前这些技术仅掌握在少数国外公司手中, 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -15- 这使得碳酸锂行业又具备了技术壁垒,因此,造就了碳酸锂行业的全球 寡头垄断格局。目前全球碳酸锂行业集中度非常高,主要产能集中在 SQM、FMC 和 Chemetall 三家手中。三家锂产品在全球的市场份额超过 70%。中国生产碳酸锂的主要厂商有中信国安(000839)、西藏矿业 (000762)、四川天齐锂业(002466)、新疆锂盐厂等,新进入的佛山照 明(000541)预计明年将开始量产碳酸锂。 (三)锂电池正极材料:竞争激烈,技术领先为关键 锂电池各组成部分中,正极材料对电池性能的影响最大。在目前的 商业化生产的锂电池中,正极材料的成本大约占整个电池成本的 40%左 右,正极材料价格的降低直接决定着锂电池价格的降低。正极材料的选 择和质量直接决定锂电池的性能与价格,因此廉价、高性能的正极材料 的研究一直是锂电池行业发展的重点。2009 年全球锂电池正极材料前五 大厂商依序为:Umicore、日亚化学、户田工业、比亚迪与 AGC Seimi Chemical。 图 23 2009 年全球锂电池正极材料市场占有率分布 图 24 世界范围内各种正极材料市场占比 资料来源:IIT 报告 国海证券研究所 资料来源:IIT 报告 国海证券研究所 锂电池的正极材料主要为钴酸锂(LiCoO2)、锂钴镍三元复合材料 (LiCoNi1-XO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、磷酸铁锂(LiFePO4)。锰酸锂、三 元材料、磷酸铁锂都可以用作动力电池,而钴酸锂电池安全性较差, 不适于用作汽车动力电池,仅适合小型锂电;锰酸锂电池安全性较好, 但是循环寿命较短;而磷酸铁锂的能量密度更高、寿命更长、安全性 能更好,且技术提升空间大,是目前最被看好的汽车动力电池,代表 着电池正极材料中短期发展方向。在未来 3~5 年,钴酸锂、锰酸锂、 镍钴猛锂和磷酸铁锂为正极材料的锂电池并存。 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -16- 表9 几种正极材料所生产的电池性能比较 正极材料 钴酸锂 锰酸锂 三元复合材料 磷酸铁锂 正常电压 4.0V 4.05V 3.85V 3.34V 储存电容 (mAh/g) 145 100 120 150 比能量 (Wh/kg) 602 480 588 549 体积比能量 (Wh/L) 3073 2065 2912 1976 循环寿命 (次) >500 >500 >1000 >1000 安全性及环 保要求 稳定性极差,非常不 安全 尚可接受 优 安全性最佳,且最符合环保要求 优点 工艺成熟 安全性好,耐过 充性好,价格低 无过充和过放电限 制;高温稳定性好 优良的循环性、安全性和稳定性;理论 比容量高;较高的振实密度;成本低廉 缺点 成本高,存在安全隐 患,只适合于小容量 充放电时容量 衰减严重,循环 寿命低 充放电时结构欠稳 定,工艺条件苛刻 离子和电子传导率低,二价铁离子容易 被氧化,合成工艺困难,高倍率充放电性 能 资料来源:国海证券研究所 由全球市占分布与生产地域现况来观察,虽然近年韩国与中国大 陆厂商积极投入正极材料制造,但在材料品质仍未普遍获得业界电池 厂商信赖前,日商仍将是全球锂电池正极材料主要的供应来源,短期 间日商的领导地位仍不易被撼动。目前各个国家动力电池正极材料各 有侧重,日本以锰酸锂为主,日商的锰酸锂具有高安全性、低制造成 本特点,在车载环境下寿命高达 12 年、10 万公里,与纯电动汽车的整 车寿命相当,日产 Leaf、三菱 I-MIEV 都使用;美国则同时发展锰酸锂 和磷酸铁锂,通用的 volt 就采用 LG 提供的锰酸锂电池,而 fisker 公司 的产品则使用 A123 的高性能磷酸铁锂电池;我国目前以比亚迪为首的 企业主推磷酸铁锂电池,磷酸铁锂技术处于国际先进水平,安全性、 一致性、电池寿命等问题基本解决,应用新能源车型包括 F3、E6 等。 (四)锂电池负极材料:毛利率较低竞争充分,非关键环节 与正极材料相比,负极材料占锂电池成本比重较低,而且国内几乎 全部实现产业化,负极材料以石墨、固体碳粒为主。由于碳系负极材料 的技术发展比较成熟,国内产能也比较大,其盈利能力并不是很强,不 是发展锂电池的关键性环节。目前新型的硅合金、钛酸锂等负极材料还 基本处于实验室研究阶段,在短期内还难以展开大规模应用。目前国内 从事锂电池负极材料生产的前三甲企业是中国宝安(000009)、杉杉股份 (600884)、长沙海容,目前负极材料基本满足国内市场的需求,但随着 新能源汽车的逐步普及,未来这一块的市场需求将出现巨大缺口。 2010 年 12 月 22 日 行业深度研究 请参阅文后免责条款 -17- 深圳贝特瑞是中国宝安控股 55%的子公司,是国内锂电池负极材料 标准制定者,其碳负极材料产能是 6000 吨/年,市场占有率高达 80%, 居国内第二。客户包括松下、日立、三星、TCL、比亚迪等 130 多家厂 商。杉杉股份(600884)是国内最早量产 CMS(中间
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