动力锂电池材料哪些紧缺,哪些过剩?

2019年02月11日 10:12 8889次浏览 来源:   分类:

动力锂电池材料哪些紧缺,哪些过剩

第一电动汽车网

百家号17-09-1420:31

导读:正极会用到的最上游主要原料包括:锂矿、钴矿、镍矿和锰矿。但即便在产业研究层面,锰都基本无人论及,因为锰的供给并不成问题,只是有涨价压力而已。

锂电池材料涨价的消息好像从未断过,六氟磷酸锂刚歇口气,锂盐、钴价、镍价,也跟着涨……

电动汽车大势已成,许多原材料供应从工业用途转向动力电池用途,而且,有的已经几轮产能扩张,到如今,是否走到了过剩拐点?

本文按锂电池的材料组成来逐一分析。

一 锂电池的组成部分

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以这个圆柱电池单体(也称电芯,方壳电池和软包电池的结构类似)为例,材料包括:正极材料、负极材料、隔膜、电解液、导电剂、粘结剂、导电剂、极耳、铝塑复合膜等。最主要的四大材料是 正极材料、负极材料、隔膜和电解液。由于铜箔紧缺,本文也特别论及。

二 正极上游材料供需评估

正极材料的分类和各自特点如下

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总的技术趋势方面,三元材料因为能量密度高,在乘用车上已经成为最主要的正极选择。中国厂家一度力挺的磷酸铁锂,目前主要在客车上使用。钴酸锂在早期有一些厂家用过,比如特斯拉,但如今基本被抛弃。锰酸锂是中国新能源客车最早曾大量用的正极,如今也逐渐式微,在客车和物流车上仍有市场,但能量密度低,高温性能的问题,虽然需求有增长,但并不大。

矿石并不是冶炼或提纯为纯金属来供给中游材料,而是开采为类似碳酸锂这样的中间品。这些中间品的供求情况基本和矿石的一致,很多供应商除了开采同时也加工,因此一并讨论。

供应

全球锂资源储量共1350万吨,储采比378年,分布集中,智利、中国、阿根廷、澳大利亚四国储量占全球99%。盐湖提锂三巨头ALB、SQM、FMC占市场份额50%;矿石提锂天齐控股的泰利森是全球龙头,占全球供给的30%。(广发证券,2016.8月)

2017-2018年全球碳酸锂产量预计为34.11和45.99万吨。(慧博资讯2016.5)

2018年2季度之后,新增碳酸锂供给中主要增量释放。(申万宏源,2017.9.11)

需求

2017年-2018年全球碳酸锂需求预计分别为28.89万吨和34.10万吨。增长的动力主要来自新能源汽车,若中国新能源汽车产量增速维持100%增长,即使考虑动力电池能量密度上升,2017-2018年全球新能源汽车碳酸锂需求还将上升至9.76万吨和13.67万吨。(慧博资讯2016.5)

2017 年全球碳酸锂需求预计为 23.90 万吨,同比增速 21.19%。其中,新能源汽车需求 6.68 万吨,工业需求 12.40 万吨,3C 数码消费品需求 4.72 万吨,储能需求 900 吨。2018 年-2019 年全球碳酸锂需求预计分别为28.07 和 34.74万吨。(智研咨询 2017.1)

供需评估

2017-2020年供需紧平衡能否缓解取决于新增产能能否如期释放,3-5年内如果电池级碳酸锂价格持续维持在8 万元/吨,则2017年起碳酸锂市场很可能面临巨大的供给压力,除非新能源汽车增速继续维持超高速增长,否则供给压力释放将带来严重过剩。

2017-2018年将维持紧平衡状态, 2019 年供给会逐渐超过需求。 如下表。(智研咨询)

预计明年上半年锂盐价格仍然强势,下半年需要观察,考虑到锂盐供给从来都是低于预期,同时新能源汽车销量有望迎来非线性增长,总体对2018年锂盐价格不悲观。(申万宏源,2017.9.11)

基本上满足需求,有缺口不算太大。从2016年缺货,新增产能两年左右释放, 此后初步能满足 。

采购总监A评估

供大于求。

生意社的报价显示,钴价6月份报价37万/吨,到9月8日平均报价已达44万/吨。各类钴产品的市场价格已经同比去年涨幅80%-100%

供给

2016年全球钴可开采储量为700万吨,按照2016年的钴矿产量,尚可开采58年,这在有色金属中处于偏高的水平。中游则是中国的产量占据了约一半的份额。(商品价值链研究,秦源 李铭一 陈敬,2017.9.8)

假设2020年全球新能源汽车销量400万辆,中国销售200万辆,每辆车电池容量为40Kwh,电池能量密度为200Wh/kg,三元材料再电池材料中占比为60%,三元材料平均含钴量取“20%NCA,30%NCM811和50%NCM622”作为均值代表,则2020年全球和中国的新能源汽车钴消费量分别为46742.4吨、23371.2吨。(商品价值链研究,秦源 李铭一 陈敬,2017.9.8)

由于钴矿的 供给释放可能难以跟上需求的快速增长 ,钴价仍有望维持在相对高位。但长期来看:

1.钴现有的储量并不稀缺,可开采年限也较长;

2.钴的资源勘探仍不充分,未来发现新钴矿的空间很大;

3.钴是可回收的,随之积蓄量的增加,回收钴的量也会增加;

4.随着钴价的大幅上涨,钴矿开采利润丰厚,伴生钴的铜矿和镍矿也会考虑到钴的利润而加大开采力度,并且从价格中长期走势来看,铜价和镍价也走出了中长期的底部;

5.是随着三元材料向高镍低钴材料转移,单位电池材料能量密度的提升,单位电池容量用钴量也会大幅下降。

综合这五方面的因素,我们认为长期来看,钴不会成为新能源汽车普及推广的刚性资源约束。(商品价值链研究,秦源 李铭一 陈敬,2017.9.8)

钴资源紧缺,价格增长较快,未来乘用车用三元电池居多,钴的需求要增长三四倍。钴的原产地刚果局势不好,未来还是 偏紧张 。

三元的一个技术方向是往高镍去转,减少钴的用量。有可能2018年、2019年,811(镍钴锰的比例,此前一般为:333,523,622),NCA(镍钴铝,镍的比例一般也为80%)进入实际应用,但还没达到。

2020年之前都紧张, 钴矿厂家垄断太强,议价能力强。

采购总监B评估

钴稀缺,产地又比较动荡,但是目前技术路线对钴需求又大,2018年底之前不可能改善。未来,高镍的产品不太可能出现,技术路线不改变的话, 会持续紧缺。

生意社的报价显示,9月8日平均报价9.5万元/吨,而两个月前7月3日报价仅7.7万元/吨。

我国镍矿主要是硫化铜镍矿,其中甘肃金川镍矿是全球第四大硫化镍矿,储量占全国的62.7%;红土镍矿资源比较缺乏,高度依赖进口。2015年中国镍矿进口量为3516.72万吨,对外依存度超过60%。

据安泰科估计,2017年国内硫酸镍产量将上升至30万吨;国外方面产量约为20万吨,除了住友集团、优美科和俄镍,还有几家企业在产。我们根据此后的扩产情况推测,2018年全球硫酸镍将进一步上升至60万吨左右。

目前国内的硫酸镍产能大致为34.3万吨左右,由于动力电池和新能源汽车的火热,金川镍盐、格林美和广西银亿此后还有9万吨的硫酸镍扩产计划。

2015年就将硫酸镍列入《危险化学品目录》,所以硫酸镍在生产、运输、库存等环节对环保的要求非常高,新建产能的环境评估需要比较长的周期,这将大幅限制硫酸镍新建产能的扩张。(海通证券,2017.9)

此前我们测算出国内需求保持着35.2%的高增长。 (海通证券,2017.9)

市场对高镍三元的预期以及之前过剩产能的释放导致目前仍略微供过于求。但我们预计 未来几年硫酸镍或将持续短缺。高端材料供给严重短缺 ,去年国内高端三元正极材料NCA、811/622产量占比仅为三元正极材料总量的1%。未来需求可期。(海通证券 2017.9 )

镍资源比较丰富,之前价格也没涨太多。需求急剧增加必须等高镍技术路线成熟之后。目前看不像钴那么紧缺。

中国的镍不缺。不过,欧盟这些国家都要禁售燃油车,需求总体都在上升。镍的供应商或者有些战略布局的企业,如果考虑在上游垄断,有可能形成短缺。

三 正极中游材料供需评估

三元材料

2016年,三元材料上游原材料碳酸锂供应相对紧张,价格大幅上涨,全年均价达14.5万元/吨,且镍、钴等金属价格触底反弹,直接带动三元材料价格在2016年保持着上涨的趋势。2017年第一季度,三元材料价格出现大幅上涨。

国内主要正极材料厂商都有产能扩张计划以应对下游动力电池高速增长对三元正极材料的需求,目前在建产能已达到13.5万吨。仅主流产商三元材料产能建设规模已超30万吨。

就高镍材料而言,高工产研锂电研究所(GGII)调研统计,国内三元材料企业对高镍材料NCA产品目前处于发展建设时期,小部分企业处于小批量投产或者送样阶段,如:科隆、金和、长远、贝特瑞、厦钨等,占比20%,产线正在建设中的企业有:当升、天力、巴莫、锂宝、格林美等,占比25%。其余大部分均在研发阶段。

预计下游采用三元正极材料的乘用车动力电池需求量将以40%增长率递增,未来市场空间广阔。到2020年,全球动力电池需求量将达到120GWh,折算三元正极材料需求量达到30万吨规模,行业保持稳定增长态势。国内方面,2020年三元正极材料出货量预计为21.8万吨,CAGR超过40%。(中信证券,2017.7)

高工锂电预计,在2018-2020年, 三元价格将保持着下滑的趋势, 预计到2020年,动力型523价格将降低至13万元/吨,动力型622价格降低至15万元/吨 ,主要的预测依据有:

1)预计从2018年开始,随着钴矿的供应恢复和市场炒作逐渐消退,到2020年,硫酸钴的价格也将逐渐降低至3-4万元/吨,成本降低带动价格逐渐下滑;

2)2018开始,国内主要的碳酸锂生产企业如天齐锂业、赣锋锂业等企业的新增产能逐渐释放,市场供应增加,碳酸锂的价格将逐渐降低;

3)随着NCM622、NCM811和NCA等高镍三元正极材料的产能逐渐释放,市场应用技术逐步成熟,将实现大批量供应,规模化效应将带动其价格下降。且随着NCM523和NCM111市场逐步别取代,市场竞争加强,企业也将通过下调常规型号的三元材料的价格来换取市场,从而导致三元正极材料市场总体价格保持着下滑的趋势。

就高镍三元正极材料而言,技术壁垒高,毛利率可达到25%以上。(中信证券,2017.7)

目前111、523、622的产能都比较足,年报显示杉杉去年产能达到3.3万吨,但受到政策影响,实际出货可能2.4万吨、2.5万吨的样子。 供大于求。

三元高镍的材料 有供应的比较少,如果未来电池长有需求, 可能供不应求 。

总体还是紧张的。 2018年上半年,三元正极材料价格会横盘,之后看厂家接受何种技术路线 。车厂面临巨大的补贴退坡压力,反过来压电池厂商,传到到上游,涨价的预期不高。

磷酸铁锂

高容量磷酸铁锂价格一直趋于平稳,低容量磷酸铁锂价格下滑。(高工锂电,2017.8)

目前国内实现磷酸铁锂批量生产的企业有60多家,由于磷酸铁锂生产技术门槛很高,大多数生产厂商在批量生产时产品的稳定性难以保证,导致实现批量生产的企业接近20家,从公开资料统计来看,实际产量远低于产能(不足产能的1/10)。(《中国磷酸铁锂正极材料市场研究与投资前景报告(2017版)》)

高工锂电统计,自2017年1月份以来,已先后有厦门钨业、当升科技、科恒股份、天赐材料、湘潭电化、优美科等近8家企业在国内投扩建正极材料,涉及投资金额达60亿元,产能规划则超32万吨。

2017年上半年中国正极材料市场出货量达9.5万吨,同比增长51%。(起点研究)

市场对三元正极材料需求大增,成为乘用车主流,磷酸铁锂出货量占比有所下降。2016年磷酸铁锂正极市场份额60%,今年可能下降到50%。

高工锂电预测,到2018年国内磷酸铁锂正极材料有效产能将达30万吨/年, 磷酸铁锂材料产能将出现明显过剩, 磷酸铁锂材料行业竞争更加激烈。

磷酸铁锂正极产能比较大,主要厂家总产能达到10万吨,实际产出5万吨左右。上半年新能源客车出货量受政策影响,磷酸铁锂电池和正极也连带受影响,下半年虽然能回调,但是增长有限。 总体铁锂产能过大,继续投入做动力电池的风险较大 ,可以转向储能用的铁锂。未来电动汽车产销增长,乘用车、物流车可能70%转向三元,磷酸铁锂增长速度有限。

磷酸铁锂正极供应很成熟, 供大于求 ,很多正极材料厂商扩产能速度超过了电池厂商。 产能很可能过剩。

锰酸锂

锰酸锂材料由于其前驱体二氧化锰供应充分,价格不过5万元/吨,预计未来价格波动不大。(中国电池网2017.6)锰酸锂材料受三元掺杂需求上涨,近期在涨价。(高工锂电,2017.8)

锰酸锂正极材料市场增速显著。如湘潭电化、中天新能源等持续推出高性能锰酸锂材料,以改善公司目前面临的产品供不应求的局面。(中国电池网2017.6)

锰酸锂电池不仅是新能源客车电池领域的主力之一,在专用车(特别是物流车)领域也开始发力,同时在乘用车领域也小试牛刀。(中国电池网2017.6)

锰酸锂电池出货量2017年将上涨到1Gwh,2020年达到4.3Gwh,市场份额将从2.46%上涨到3.39%。(EVtank, 2017.6)

国内企业若能很好地解决高温性能、循环寿命和能量密度的问题, 锰酸锂电池市场或将迎来快速发展周期 。目前,以微宏、星恒电源、盟固利、亿鹏能源等为代表的一批动力锂电池企业正在这一技术路线上不断突破。以星恒电源为例,其超级锰酸锂电池循环寿命超2000次,在高低温性能、安全性能优势明显,更为关键的是,其电池成本在过去的几年里大幅度降低10倍。(中国电池网2017.6)

锰酸锂电池便宜,当生产环节高温锰的溶解问题还有待解决。一些企业的锰酸锂+三元混合的技术路线能够提高能量密度,需求也在增加。主要厂家星恒、盟固利等厂家的产量也在增长。

氢氧化锂

氢氧化锂产品供不应求,价格有小幅增长。

2017 年全球氢氧化锂名义产能约 7 万吨, 高于预计消费量 6.1 万吨, 但考虑到雅化集团等加工企业原料供给存在困难,预计实际供需将维持紧平衡,脉冲式的需求冲击将导致供应出现阶段性短缺,拉大与电池级碳酸锂价差。

碳酸锂与氢氧化锂虽然可以转化,但目前价差下企业主观意愿低。一是氢氧化锂属于危险品,实际生产难度较大;二是工艺改造需要投资千万元的蒸发设备,调试周期长;三是目前与电池级碳酸锂 1 万价差基本合理,与转换后生产成本增加值相当,企业转换意愿低;四是新产品需重新进入下游正极材料厂商采购体系,动力电池产业链认证周期较长;五是产品品控规格高,对一致性有较高要求。

预计2017年全球电池级氢氧化锂需求量有望达2.5万吨左右,2018年有望达4.7万吨。(智研咨询)

长期来看, 随着大量氢氧化锂产能投放,氢氧化锂的供给紧张将得以缓解。氢氧化锂产能释放受制于原料短缺,短期供需紧张延续,其相对于电池级碳酸锂的溢价有望继续攀升。2017-2019 年全球待投放产能接近 13 万吨,合计氢氧化锂产能 20 万吨,这将使得氢氧化锂加工利润回归合理,价格中枢将依然取决于原矿供给是否短缺。(智研咨询)

2017-2018 年将维持紧平衡状态, 2019 年供给会逐渐超过需求。 (智研咨询)

四 电解液材料供需评估

六氟磷酸锂

六氟磷酸锂占电解液成本的一半。价格从2015年最高位40万元/吨下降到目前16万元/吨。

高工锂电初步统计,包括多氟多、必康股份、天赐材料等企业新建产能在2017年9月之前均实现投产,目前国内六氟磷酸锂总产能在21880吨,正在规划产能达32600吨。

值得注意的是,其中包括多氟多、必康股份、天赐材料、石大胜华等企业截止目前新增投产产能达12000吨,大幅缓解2016年六氟磷酸锂供给趋紧状况。(高工锂电2017.9)

根据动力电池的需求量预测,我们估计 2017 年六氟磷酸锂的需求量约 5500 吨,2020 年需求量为 1.5 万吨,年均复合增速 40%。(高工锂电2017.9)

在下游电池需求未达预期背景下,六氟磷酸锂已经呈现出 结构性产能 过剩局面,价格自然也开始下调。(汇金网)

结构性产能过剩明显 ,价格下跌明显,价格战激烈。(高工锂电)

2017年相对以往看,供应比较充足,新增的产能都释放出来了。从企业申报产能来看, 已经过剩 ,可能未来三年不会短缺。

生产能力以前掌握在几家手里,现在能做的越来越多, 供给没问题 。

前几个月在走低,现在看要见底回调了。需求拉动它往上走,整体看需求旺盛,供给也跟得上,持平。

五 负极材料供需评估

石墨

由于原材料针状焦涨幅超过450%,以及环保政策等影响,部分石墨化代工厂关停,石墨化加工费涨至2万多/吨,上涨了2000-4000/吨。

供给端,国外龙头企业战略收缩和调整,国内行业长期低迷下供给出清叠加环保限产影响,有效产能释放不足,供给维持紧张。

我国石墨电极产能超过1万吨的企业有40多家,总产能在110万吨左右,但今年以来受环保督察的影响,河北、山东和河南等省石墨电极生产企业处于限产、停产状态,预计全年石墨电极产量约在50万吨。(安信证券2017.7)

随着我国新能源汽车产销逐步放量,动力锂电用人造石墨负极材料需求随之高涨。两类需求均带动针状焦的增量需求。2017年我国石墨电极新增总需求在8.5万吨-12万吨。

钢铁行业持续回暖,加之各地对“地条钢”和中频炉进行彻底清理整治,导致钢企对电炉的需求急增,从而带动石墨电极的需求,预计全年需求量为60万吨。(安信证券2017.7)

近期的环保监管及供给侧改革打破了上游原材料原有的供需平衡, 新环境下供应紧张 ,下半年价格上涨预期强。(中投顾问,2017.7)

从材料来讲,天然石墨量比较丰富;从性能看,业界更需要人造石墨。人造石墨,原料不缺,受环保纠察等影响,短时间有涨价风险, 但长期来看不会供应不足。

产能本身没有问题,供应链成熟度比正极材料还更高, 产能在2018-2020也在扩张,很有可能过剩 。

石墨是多种化工产品的衍生物, 供给没有问题 。

六 隔膜供需评估

价格走势和供给

湿法隔膜产能在2017年上半年新增释放产能接近2万吨,预计下半年投产产能更大,价格下滑明显。目前,湿法隔膜价格跌破4元/平方米,干法隔膜在3元/平方米。

国内的隔膜厂商产能性能都提高很快,也有出口。 未来两三年隔膜产能会释放得比较快,价格也会下降 。

湿法隔膜供应相对紧张,因为薄,难度比较大。如果动力电池扩产不多的话, 隔膜就会过剩 。

目前新建产能2018年1月、2月才能释放,届时 供应充足。

七 铜箔供需评估

2017 年一季度部分公司在淡季超预期提价.二季度在淡季和库存调整的共同作用下,行业部分企业对铜箔和覆铜板价格进行了下调。进入3 季度以来,已有多次的铜箔和覆铜板的价格上涨。

由于铜箔的核心设备依然处于供给受限的状态,日本的几家主要的设备供应商都未进行产能扩张,17 年新增产能的设备订单已经排到2019 年, 2017 年年内真正能够释放的产能并不多 。铜箔供应在2018 年末至2019年上半年仅有约3.3 万吨的增量供应。

(招商证券2017.7)

根据动力电池的需求量预测,我们估计 2017 年锂电铜箔的需求量为 3.3 万吨,2020 年需求量为 9.1 万吨,年均复合增速 40%。

在2020 年全球新能源汽车销量达到300 万辆的基准假设下,锂电铜箔(含动力电池用和非动力电池用)将从目前的7-8 万吨需求量,攀升至20 万吨附近。

国内锂电铜箔需求量则从3-4 万吨攀升至10 万吨一线,占全球消费量的50%+。(中信建投)

我国锂电铜箔的市场需求仍呈现快速增长的趋势,尽管不断有新的企业进入该领域,产能规模极速扩大,但是仍不能满足国内市场需求,尤其是轻量化铜箔领域, 供需失衡现象较为严重 。

尽管铜很富裕,生产铜箔设备日本的产能有限,影响各家厂家扩产速度。为了满足动力电池比能量提升的需求, 薄的铜箔需求大,供求关系更加紧张 。

铜箔会持续短缺 。如果电池扩产速度大于铜箔速度,还是紧张。

紧缺,整个市场的产能没有释放出来,诺德等厂家生产线有限,对客户都是定额需求分配的情况。明年的二三月份,新建产能才能释放。 2019年、2020年才会更加均衡。

总结

动力电池需求在未来三年内,将增长三四倍。各项材料的市场前景如何评估?应考虑三个因素:一,当下的供求关系;二,和动力电池厂扩产的速度对比;三,动力电池的新技术方向的切换。

由此可见,钴、铜箔将继续紧缺;磷酸铁锂正极、石墨负极、六氟磷酸锂有过剩风险;碳酸锂虽然需求巨大,但产能逐步释放,供需关系将趋于平衡,氢氧化锂也类似;为了满足高比能量、轻量化、快充的技术方向,高镍的三元正极材料需求可能大幅上升,湿法隔膜比干法隔膜需求更大,钛酸锂也有一定上升空间。

责任编辑:李峒峒

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