鉅大LARGE | 點擊量:1794次 | 2020年05月11日
正極材料未來需求知多少?
全球新能源汽車持續高速發展
全球新能源乘用車銷售量從2011年的5.1萬輛上升至2018年的184.05萬輛,7年時間銷量上升36.09倍,CAGR接近67%。未來隨著支持政策持續推動、技術進步、消費者習慣改變和配套設施普及,預計2019年全球新能源乘用車銷量將達209萬輛,2025年全球新能源乘用車銷量將達到1280.7萬輛,滲透率將達16.11%左右,相比2018年上升6.1倍,2018-2025年復合上升率近30%。
正極材料需求旺盛,市場空間巨大
2020年海外動力鋰電池需求量預計將達77.6GWh,2025年需求預計超420GWh,2018-2025年CAGR將超40%。
國內市場2018年動力鋰電池出貨量約65GWh,預計需求量2020年將達86GWh,2025將達330GWh,2018-2025年CAGR達26%。
在此背景下,海外市場2025年三元材料需求量將超62萬噸,市場規模將近1120億元,2018-2025年CAGR達43%,國內市場2025年三元材料需求將近43萬噸,市場規模近770億元,2018-2025年CAGR超30.7%。
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正極材料發展趨勢
鋰離子電池產業鏈中,市場規模最大、產值最高的環節當屬正極材料,且其性能決定了電池的能量密度、壽命、安全性、使用領域等,正極材料成為鋰離子電池的核心關鍵材料。
正極材料技術現狀
正極材料技術路線多樣,三元電池已成主流選擇。目前動力鋰電池正極材料技術路線重要有:鈷酸鋰、鎳鈷錳三元、改性錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷鋁三元。
其中磷酸鐵鋰作為正極材料的電池充放電循環壽命長,但其缺點是能量密度、高低溫性能、充放電倍率特性均存在較大差距,磷酸鐵鋰離子電池技術和應用已經遇到發展的瓶頸;鈷酸鋰重要用于對體積能量密度要求較高的消費類電池的正極材料;
錳酸鋰離子電池能量密度低、高溫下的循環穩定性和存儲性能較差,因而錳酸鋰僅作為國際第1代動力鋰電的正極材料;三元材料憑借其較高的能量密度,成為當下EV車型廣泛采用的技術路線。
三元材料發展方向由于成本、能量密度、續航里程等方面的需求,疊加我國產業政策的助推高鎳三元成為現有三元材料體系的主流發展方向。
高鎳三元具備成本優勢鋰離子電池正極材料成本占比最高。NCM523動力鋰電池成本方面正極材料占比高達32%,電解液占比為8%,隔膜占比為10%,負極占比為7%;在NCM523三元正極材料成本方面,前驅體占比高達61%,鋰鹽占比高達30%。
鈷鎳金屬之間價差巨大,高鎳低鈷成為趨勢。由于鈷資源的稀有性,價格高昂,2018年初金屬鈷現貨最高價格達70萬元/噸,目前價格有所回落,目前平均價格約為28.8萬元/噸;
鎳金屬現貨價格目前大約在13.7萬/噸左右,遠遠低于金屬鈷的價格,價差最高時點甚至可達60萬元/噸,目前價差回落至15.1萬元/噸附近。減少鈷的用量,新增鎳的用量,成為動力鋰電池正極材料發展的重要方向。
高鎳三元正極材料成本優勢明顯。三元正極材料重要有NCM333、NCM523、NCM622、NCM811、NCA等系列。高鎳正極有利于新增鎳的使用量,減少鈷的使用量。
根據測算:NCM523鈷含量為20.36%,高鎳NCM622鈷含量為12.16%,高鎳NCM811鈷含量為6.06%,NCM811相對NCM622減少鈷約50%。
折算成每GWh,NCM523約要211噸鈷,NCM622約要196.8噸鈷,NCM811約要93噸鈷,NCM811鈷用量得到大幅減少,減輕對鈷資源的依賴,顯著改善電池成本。
高鎳三元具備里程優勢
高鎳正極能量密度高,具備里程優勢
三元材料中,Ni/Co/Mn是過渡金屬元素,形成固溶體,原子可任意比例混排;Ni上升會提升容量;Mn4+呈電化學惰性,重要起穩定結構的用途,Mn含量上升會提升釋氧溫度,保障安全性;Co既能穩定材料的層狀結構,又能減小陽離子混排,有利于電池循環性能。
目前比容量方面NCA>NCM811>NCM622>NCM523,分別為190mAh/g、180mAh/g、170mAh/g、160mAh/g,隨著比容量的提升,電芯能量密度也隨之不斷得到提升,整車里程焦慮不斷改善。另外單位Wh的電池成本也將進一步改善。
補貼政策助推高鎳三元國內新能源汽車按照續航里程劃分不同補貼檔位,并且設置能量密度、能耗等技術指標,相應設置不同補貼系數,鼓勵新能源汽車往高續航里程、高能量密度、高節能環保方向發展。高鎳三元憑借較高的能量密度,在政策的助推下,發展趨勢明顯。
鋰電公司高鎳布局
國際電池公司NCM811在動力鋰電池領域量產稍微延遲,國內動力鋰電池公司龍頭CATL和BYD紛紛加速布局NCM811電芯,兩家公司均表示將在2019年底量產NCM811動力鋰電池。
LG化學在電動巴士領域使用圓柱形NCM811電池,動力鋰電池方面未來將會發展NCM712或NCMA。
三星SDI只在小型電池中使用NCM811,關于動力鋰電池領域重要為NCM622體系,2021年后使用NCM811/NCA電池。SKI原計劃2018年八月開始批量生產用于電動汽車的NCM811電池,目前SKI宣布推遲量產,預計NCM811會在2019年實現量產。
特斯拉/松下Model3動力鋰電池采用NCA正極材料,能量密度全市場最高。
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全球正極材料市場展望
新能源汽車大勢所趨
海外整車公司全面開啟新能源汽車戰略。
在世界汽車電動化的大浪潮下,國際主流整車公司紛紛加大新能源汽車戰略布局。
不論以Tesla為代表的全球造車新勢力,還是A(奧迪)B(奔馳)B(寶馬)、福特、通用、豐田、本田等傳統汽車廠商,都在以實際行動加速在新能源汽車產業的布局。
自主品牌積極發力新能源車。
眾多車企都提出了明確的銷量占比目標:比亞迪、吉利均提出2020年新能源車銷量占比達到90%;北汽2020年新能源車銷量目標分別為50萬;
上汽計劃到2020年新能源車銷量達到60萬輛,其中自主品牌20萬輛;
廣汽及奇瑞2020年目標均為20萬;一汽汽車計劃到2020年,實現6個新能源整車平臺、16款車型全系列產業化準備,市場份額15%以上;
東風汽車規劃到2020年公司新能源汽車市占率要達到18%,銷量達到36萬輛;長安汽車規劃到2020年完成三大新能源專用平臺的打造,2025年開始全面停止銷售傳統意義的燃油車,實現全譜系產品的電氣化。
2025年全球滲透率有望達16.11%。全球新能源乘用車銷售量從2011年的5.1萬輛上升至2018年的184.05萬輛,7年時間銷量上升36.09倍,CAGR接近67%。
未來隨著支持政策持續推動、技術進步、消費者習慣改變和配套設施普及,預計2019年全球新能源乘用車銷量將達209萬輛,2025年全球新能源乘用車銷量將達到1280.7萬輛,滲透率將達16.11%左右,相比2018年上升6.1倍,2018-2025年復合上升率近30%。
2025年我國滲透率有望達20%,年均復合增速近23%。
據中汽協數據統計,我國2018年全年產銷分別為127.0萬輛和125.6萬輛,同比上升分別為59.9%和61.7%,其中新能源乘用車的銷量為105.3萬輛,新能源商用車的銷量為20.3萬輛。2025年新能源汽車產銷規模有望突破550萬輛,市場滲透率有望達20%,2018-2025年復合增速近23%。
動力鋰電池需求量測算2025年海外動力鋰電池需求近420GWh。
2018年海外動力鋰電池出貨量預計在39.5GWh左右,預計2020年海外動力鋰電池總需求量將達77.6GWh,2025年需求預計超420GWh。
2025年我國動力鋰電池需求近330GWh。2018年動力鋰電池裝機量約為57GWh,出貨量約為65GWh。
預計2020年動力鋰電池總需求量將達86GWh,其中NCM三元電池需求將在66.2GWh左右,占比約77%,重要系使用NCM三元材料的乘用車銷量占比大幅提升。
2025年預計我國動力鋰電池總需求量將近330GWh,其中乘用車動力鋰電池需求將達305GWh,占比近92.3%。
三元正極材料市場空間
海外2025年三元材料需求超62萬噸,市場規模將近1120億元。
市場需求方面:根據我們的測算,2018年海外動力鋰電池三元正極材料市場需求量達5.12萬噸左右,同比上升超80%,2025年需求將達62.3萬噸,上升近12倍,年均復合增速超43%。市場規模方面:我們預計2018年海外動力鋰電池三元正極材料市場約為108億,2025年將達1120億左右,年均復合增速約達40%。
我國市場高鎳三元為重要發展方向。我國動力鋰電池市場,根據GGII及IEK數據,我們預計2019年NCM電池市場占有率約76%,2025年NCM電池占有率將達73%,屆時NCA電池市場占有率約為11%,其它類型電池占比約為26%。
我國2025年三元材料需求近43萬噸,市場規模將近770億元。市場需求方面:2018年預計需求在5.94萬噸,同比上升111.2%,2025年預計需求將達43萬噸,規模為2018年的7.2倍,年均復合增速將超32.6%。
市場規模方面:2018年預計在118.2億元左右,同比上升超110%,2025年預計市場規模將達770億元,為2018年的6.5倍,年均復合增速超30.7%。
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國內正極材料公司加速追趕
國內正極材料公司平均毛利率以及凈利率水平均強于海外公司。NCM811技術國內多家公司可實現量產,有望跟隨CATL早于海外公司率先實現NCM811規模化應用,NCA技術暫落后于日韓。
研發投入占比國內公司正常在2%-6%之間,與海外公司相當甚至領先;在專利儲備方面,國內外公司尚存較大差距;在資源獲取方面,Umicore和住友金屬優勢明顯,同時國內正極公司也紛紛加大資源布局,天津巴莫、格林美、杉杉股份在資源獲取方面能力較強。
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富鋰錳基和固態電池有望成為下一代電池發展方向
富鋰錳基正極材料在比容量、電壓平臺和比能量等方面相較NCM具有顯著優勢,進過優化改進有望成為下一代正極材料。
固態電池有望解決鋰離子電池在安全性、能量密度、運行溫度和充電速度等方面的技術難題,海外整車公司紛紛進行技術布局,其中,豐田引領固態電池的技術發展,專利優勢明顯,2025年有望初步實現商用化,2030年實現大規模量產應用,能量密度可達500Wh/kg。
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