锂电池负极材料深度研究
时间:2016-04-07 10:47来源:澄泓研究 作者:西顾
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随着行业不断发展，市场竞争的加大，锂电池负极材料供应将出现供大于求的情形，加之，人工成本上涨及原材料价格波动等因素的影响，行业整体利润将呈现下滑趋势。
分析观点
●2015年我国负极材料产量7.28万吨，同比增长42.7%；国内负极材料产值为38.8亿元，同比2014年增长35.2%。2015年负极材料均价保持下滑，幅度在5%~10%。
●未来2~3年石墨类负极材料仍会作为主流，预计产量将保持年20%左右的增长。天然石墨主要用在数码产品及笔记本电脑上，人造石墨多用于交通工具领域，其增长速度会高于负极材料的增长速度。而天然石墨的增长会低于负极材料的增长速度。
●负极材料的投资逻辑是建立在巨大的下游锂电池需求上，虽然价格趋势向下，但龙头企业因产能集中，出货量增加，会提升盈利水平。
新能源汽车高速发展，锂电池材料将充分受益。锂离子电池性能优越，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、新能源汽车、储能等领域。尤其是新能源汽车产业，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“十三五”期间将快速发展，届时将带动锂电池材料快速增长。
锂电池构成材料
锂离子电池的主要组成部分包括正极、负极、电解液和隔膜等，统称为锂电池四大材料，上述材料在电池成本中所占的比例不同。其中，正极材料占40%左右，电解液占16%左右，隔膜占21%左右，负极材料仅占5%。因此，可以说正极材料的成本直接决定锂电池成本的高低。
在锂电池四大材料中，负极材料的技术相对最成熟。通常将锂电池负极材料分为两大类：碳材料和非碳材料。其中碳材料又分为石墨和无定形碳，如天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、软炭(如焦炭)和一些硬炭等；其他非碳负极材料有氮化物、硅基材料、锡基材料、钛基材料、合金材料等。
锂电池负极材料处于锂电池产业中游的最核心的环节，按电池成本分布，锂电池负极材料及其他占比锂离子电池总成本的28%左右。好的负极材料应该满足如下要求：比能量高、相对锂电极的电极电势低；充放电反应可逆性好；与电解液和粘结剂的兼容性好；比表面积小(<10m2/g)；振实密度高(>2.0g/cm3)；嵌锂过程中尺寸和机械稳定性好；资源丰富、价格低廉；在空气中稳定、无毒副作用。目前主要是中间相碳微球(MCMB)、天然石墨(NGR)和硬碳(HC)。
负极材料在国内已几乎全部实现产业化。目前，国内负极材料产能也较大，基本能满足国内市场的需求。高工产研锂电研究所(GGII)调研显示，2015年我国负极材料产量7.28万吨，同比增长42.7%；国内负极材料产值为38.8亿元，同比2014年增长35.2%。2015年负极材料均价保持下滑，幅度在5%~10%。虽价格整体下降，但负极材料产值增速接近产量增速，因为负极材料的结构在发生变化。受动力电池带动，2015年国内负极材料的需求增长最快的是人造石墨，而人造石墨的均价高于天然石墨。
全球负极材料总出货量中天然石墨占比55%，人造石墨占比35%，中间相炭微球占比7.4%，钛酸锂、锌、硅合计占比约1%。综合而看石墨类负极材料占总出货量的90%。全球来看，目前锂电池负极材料生产企业主要在中国和日本，中国的优势是石墨资源，日本优势是技术。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局，负极材料市场集中度高决定了行业盈利的相对稳定，但是国内产能的集中建成，预计产品价格会小幅走低。
硅合金和钛酸锂等负极新材料有望大幅提高产品性能。随着锂电池交通工具以及储能领域的快速增长，由于石墨类负极的高性价比，未来2~3年石墨类负极材料仍会作为主流，我们预计产量将保持年20%左右的增长。天然石墨主要用在数码产品及笔记本电脑上，人造石墨多用于交通工具领域，其增长速度会高于负极材料的增长速度。而天然石墨的增长会低于负极材料的增长速度。从技术来讲，石墨负极材料的性能逐渐趋于理论值，如石墨的克容量为372mAh/g，目前部分厂家产品可以达到365mAh/g，由于生产工艺和固有缺陷，这已经基本达到极限值。
锂电池下游需求分析
全球锂电池产业呈现在东亚地区集聚的现象，中、日、韩三国几乎占据了全球锂电池市场所有的份额，但各国的产业重点并不相同。日本锂离子电池产业的发展偏重于动力电池，其国内动力型锂离子电池份额已经超过消费型锂离子电池，占据了优势地位。与日本相反的是，韩国锂离子电池产业与其本国三星、LG等消费类电子产品制造厂商紧密联系，其更偏重于消费型锂电池的发展，消费类电子产品类锂电池仍占据其产量的较高份额。在中国市场，锂离子电池产业一直保持稳健的增长势头，我国锂电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年稳步上升的态势，年均增长率为2%，由2011年的21%逐步增长至2014年的27%，仅次于韩日两国，为世界第三大锂离子电池生产国。
锂电池材料下游需求主要在小型电池(消费电子)、动力电池(新能源汽车)、储能等领域。根据统计，2015年全球锂离子电池总产量达到了100.75Gwh，其中小型电池占比66.28%、动力电池占比28.26%、储能电池占比5.46%，动力电池领域的占比对比2014年增长接近一倍：
1、小型电池方面：由于消费电子渗透率较高，消费电子领域对于锂离子电池的需求趋稳，基本保持10%左右的增长率。
2、动力电池方面：新能源汽车领域的高速增长将带动动力电池产业高速增长。
2015年新能源汽车出现井喷态势，2015年我国累计生产新能源汽车37.90万辆，同比增长400%。2016年，中汽协预测预测新能源车销量为70万辆，对比2015年将增长一倍，在这种增速下，由于消费电子需求趋稳，动力电池占比将继续提高，我们预计2016年动力电池占比将超过50%。
3、储能领域的发展对于锂离子电池的需求巨大
到目前为止，针对不同的领域、不同的需求，人们已提出和开发了多种储能技术来满足应用。全球储能技术主要有物理储能、化学储能(如钠硫电池、全钒液流电池、铅酸电池、锂离子电池等)、电磁储能和相变储能等几类。锂离子电池储能则是目前储能产品开发中最可行的技术路线。
由上面分析可以得知，未来对电池消费增长拉动最大的将是动力电池方面和储能方面。根据预测，2016年动力及储能锂电池总需求约3420万KWh。动力电池需求中还包括了电动自行车、代步车等，其中锂电自行车近两年增长迅速，占整个动力电池的份额约10%。此外，储能及工业方面，锂电池也正在快速发展，通信后备电源中已经开始广泛使用磷酸铁锂电池来替代铅酸电池，整个市场正在快速起量，微电网储能也进入了比较大规模的实验阶段。综合来看，预计2016年国内动力电池总需求在3420万KWh，同比增长30%。
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