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1、锂离子电池行业市场调查宋正辉 曲利华中信国安盟固利电源技术有限公司CITIC GUOAN MGL POWER SOURCE TECHNOLOGY CO.,LTD目 录UU第一部分 电池概述1一、电池的分类1二、二次电池(可充电电池)的种类2三、近年来国产二次电池增长趋势2四、动力电池的主要种类及补贴政策3五、衡量电池性能的主要技术指标4六、电池产业一般特征5七、电池行业发展态势5第二部分 锂离子电池概况7一、锂离子电池的组成7二、锂离子电池原理图(以钴酸锂为例)7四、锂离子电池技术不断提高8五、锂离子电池的应用领域9六、锂离子电池行业竞争格局9七、国内制造基地分布情况及产业概况11八、国内主要
2、的锂离子电池制造商及其经营态势12九、锂离子电池技术的发展方向13十、锂离子电池未来应用的发展方向14十一、主要电池厂商材料选用情况14十二、锂电池材料的市场空间15第三部分 锂离子电池正极材料17一、正极材料的分类及其运用17二、各种正极材料的性能比较17三、国内生产正极材料的主要企业18四、下游厂商选择正极材料考虑因素19五、正极材料行业竞争格局20六、主要正极材料的制备流程20七、最受关注的正极材料磷酸铁锂21八、正极材料的主要原材料碳酸锂22九、锰酸锂的重要原材料二氧化锰23十、正极材料的毛利润水平23第四部分 锂离子电池负极材料26一、负极材料的种类26二、国内负极材料的主要生产企业
3、26第五部分 锂离子电池电解液28一、国内生产锂电池电解液的主要企业28二、关键原材料六氟磷酸锂28三、六氟磷酸锂在国内的进展29第六部分 锂离子电池其他组成30一、隔膜30二、电池组管理30三、动力电池生产31第七部分 国内主要竞争者的简单情况32一、中信国安32二、杉杉股份32三、中国宝安33四、湖南瑞翔34五、国泰华荣化工35主要资料和数据来源3629B第一部分 电池概述一、电池的分类1、按电解液种类划分碱性电池:锌锰电池、镉镍电池、镍氢电池主要以氢氧化钾水溶液为电解质酸性电池:锌锰干电池主要以硫酸水溶液为电解质有机电解液电池:锂电池、锂离子电池主要以有机溶液为电解质的电池2、按正负极材
4、料种类区分锌系列电池锌锰电池、锌银电池镍系列电池镉镍电池、镍氢电池铅系列电池 铅酸电池锂系列电池锂离子电池、锂锰电池二氧化锰系列电池锌锰电池、碱锰电池空气(氧气)系列电池锌空气电池3、按工作性质和储能方式一次电池:又称原电池,即不能再充电的电池锌锰干电池、锂原电池等二次电池:即可充电池镍氢电池、锂离电池、镉镍电池、铅酸蓄电池、碱性蓄电池燃料电池:即活性材料在电池工作时才连续不断地从外部加入电池氢氧燃料电池贮备电池:即电池贮存时不直接接触电解液,直到电池使用时,才加入电解液镁化银电池(海水电池)二、二次电池(可充电电池)的种类镍镉电池电压与镍氢电池一样同为1.2V,与同形状的碱性干电池有互换性,
5、因此推荐用于需要经常换电池的装置是使用,会比较经济。不过,需要专用的充电器。使用在无线电话、电动牙刷、刮胡刀或电动工具、紧急照明灯等,需要大电力的装置上。镍氢电池电压与镍镉电池一样同为1.2V,与同形状的碱性干电池有互换性。以相同大小来比,较镍镉电池有将近2倍的蓄电力。小形的镍氢电池可用于立体耳机、电动刮胡刀、笔记型计算机中,中型的镍氢电池可使用在油电混合车、电动脚踏车等地方。锂离子电池电压3.7V约为镍氢电池的3倍,轻又有大电力是其特点。使用在行动电话、笔记型计算机、摄影机、数字照相机等地方,是携带型装置不或缺的尖端电池。铅酸电池单列铅酸电池的电压为2V,若将单列电池串联后可提高电压,如车用
6、电瓶(12V)即为以6组单列铅酸电池所串联出的。使用在汽车、摩托车及其它电动车辆、电动堆高机等地方。产业上可使用在UPS、公共设施之紧急用电等。碱性蓄电池碱性电池的放大版,外观如同铅酸蓄电池,使用在医院等地的紧急用电。比铅酸蓄电池有更长的使用时间为其特点。太阳电池太阳电池是将太阳光的能量利用光电效应转换成电能的变换装置。使用在计算器,手表等地方。另外,无人灯塔、无线电中继站或道路标志等地方也会使用。燃料电池将氢及氧的结合反应所生成的能量,直接转换成电力的装置。汽车用或家用的燃料电池发电装置在实验阶段。小型的燃料电池也可使用在个人计算机上。三、近年来国产二次电池增长趋势四、动力电池的主要种类及补
7、贴政策1、动力电池主要包括:铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池2、动力电池的发展方向镍氢能量密度低;燃料电池都只能小流量放电,而且没有合适的燃料,作为中间能量介质的氢由电解制造,逻辑上就不经济,而且液态氢需要要配套纯氧来燃烧,两者在存储和使用上有很大的安全问题。国际上对燃料电池的研发经历了几次热潮,前后开发了50年。大多数人认为镍氢电池肯定会被取代,燃料电池现在看不到希望,近几年应该会是锂电池发展起来。3、动力电池的补贴政策汽车行业的危机以及各国对环境、能源问题的忧虑推动了新型动力汽车的应用。美国奥巴马宣布,到2015 年力争使美国的新型动力汽车销量达到100 万辆。我国科技部表示到20
8、12 年新型动力汽车的产能将达到100 万辆。主要补贴政策如下:标准补贴额度乘用车和轻型商用车混合动力汽车纯电动汽车 燃料电池汽车 最高 5 万6万25 万城市公交客车镍氢电池汽车 锂离子电池汽车 纯电动汽车 燃料电池汽车 最高 8 万最高 42 万50万60万五、衡量电池性能的主要技术指标充电率(C-rate) C是Capacity的第一个字母,用来表示电池充放电时电流的大小数值。例如:充电电池的额定容量为1100mAh时,即表示以1100mAh(1C)放电时间可持续1小时,如以200mA(0.2C)放电时间可持续5小时,充电也可按此对照计算。终止电压(Cut-off discharge v
9、oltage)指电池放电时,电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。根据不同的电池类型及不同的放电条件,对电池的容量和寿命的要求也不同,因此规定的电池放电的终止电压也不相同。开路电压(Open circuit voltage OCV)电池不放电时,电池两极之间的电位差被称为开路电压。 电池的开路电压,会依电池正、负极与电解液的材料而异,如果电池正、负极的材料完全一样,那么不管电池的体积有多大,几何结构如何变化,其开路电压都一样的。放电深度(Depth of discharge DOD)在电池使用过程中,电池放出的容量占其额定容量的百分比称为放电深度。放电深度的高低和二次电池的充电寿命有很
10、深的关系,当二次电池的放电深度越深,其充电寿命就越短,因此在使用时应尽量避免深度放电。过放电(Over discharge)电池若是在放电过程中,超过电池放电的终止电压值,还继续放电时就可能会造成电池内压升高,正、负极活性物质的可逆性遭到损坏,使电池的容量产生明显减少。过充电(Over charge)电池在充电时,在达到充满状态后,若还继续充电,可能导致电池内压升高、电池变形、漏夜等情况发生,电池的性能也会显著降低和损坏。能量密度(Energy density)电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。一般在相同体积下,锂离子电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍,镍氢电池的1.8倍,在电池容量相等
11、的情况下,锂离子电池就会比镍镉、镍氢电池的体积更小,重量更轻。自放电(Self discharge)电池不管在有无被使用的状态下,由于各种原因,都会引起其电量损失的现象。若是以一个月为单位来计算的话,锂离子电池自我放电约是1%-2%、镍氢电池自我放电约3%-5%。循环寿命(Cycle life)充电电池在反复充放电使用下,电池容量回逐渐下降到初期容量的60-80%。记忆效应(Memory effect)在电池充放电过程中,会在电池极板上产生许多小气泡,时间一久,这些气泡会减少电池极板的面积,也间接影响电池的容量六、电池产业一般特征1. 需多项关键技术整合与生产技术经验累积 :电池产业需要多项技
12、术整合,包括化学技术,生产技术、电子技术、材料开发技术等。不仅在理论上需要不断开发且在生产上亦需要长时间的技术经验。不同种类的电池,其技术经验不同。电池是一种储能组件,必须特别注意产品的安全性。 2. 外围产业依赖度高:电池行业对原材料价格波动敏感,对下游运用也很敏感。七、电池行业发展态势1. 在技术的推动和市场拉动下,电池产业规模将继续保持快速增长的态势。2. 二次电池的增长速度高于一次电池的增长速度,一次电池和储备电池产业将稳中有升。3. 铅酸电池产业仍然将有所增长。4. 太阳能电池产业短期受金融风暴影响,但长期仍将保持增长,其中薄膜电池优势将日益凸显并会压缩硅基电池的市场份额。5. 镍镉
13、、镍氢电池产业将逐步被镍氢或锂离子电池取代。6. 锂离子电池产业仍将高速增长,尤其是二元/三元/锰酸锂等低成本电池和磷酸铁锂电池将进入产业化的高潮。7. 动力电池产业将加快发展,目前看来,镍氢电池的技术是最成熟的;燃料电池使用成本过高,技术还有待进一步提高,短期内不可能实现产业化;而锰酸锂和磷酸铁锂动力电池各有优势,其中磷酸铁锂最被看好,最后应该会是锰酸锂和磷酸铁锂一争高下。1B第二部分 锂离子电池概况一、锂离子电池的组成锂离子电池钴酸锂镍酸锂锰酸锂钴镍锰酸锂磷酸铁锂负极材料正极材料电解液隔膜其他电池组管理外壳及其他石墨材料碳材料溶剂溶质钛酸锂六氟磷酸锂其他二、锂离子电池原理图(以钴酸锂为例)
14、三、锂离子电池常用的金属材料镍我国镍矿品位低,露采比例很小,可采储量仅占总储量的10%,开采和冶炼的技术相对较为落后;选矿一般采用弱酸或弱碱介质浮选工艺,与先进技术有差距,开采和冶炼的成本居高不下。2010年预计中国镍消费量将达到40万吨/年以后,中国将成为世界最大的镍消费国。现在中国镍金属基础储量只有230万吨左右,近年来中国镍矿勘探没有重大进展,如果就按照这样消费下去的话,10年后中国的镍矿资源将逐渐消耗殆尽。钴我国钴金属资源量约为140万t,绝大多数为伴生资源,单独的钴矿床极少,品位较低,均作为矿山副产品回收,金属回收率低、生产成本高。锰中国锰矿资源较多,在全国21个省(区)均有产出;探
15、明储量的总保有储量矿石5.66亿吨,居世界第3位。富锰矿较少,在保有储量中仅占6.4%。锂我国的锂矿资源丰富,以目前我国的锂盐产量计算,仅江西云母锂矿就可供开采上百年。从盐湖内提取成本要远低于从矿山中提取。四、锂离子电池技术不断提高1. 随着技术的发展,锂离子电池在能量密度和比能量指标不断提高的同时,单位能量价格在不断下降,由此市场竞争力在不断提升。如下图:2. 随着锂离子电池成本的降低,在动力电池领域有替代镍氢电池之势五、锂离子电池的应用领域锂离子电池主要的应用方向有便携式电子产品的充电电池、电动工具及电动汽车等。其中,在汽车动力电池的应用才刚刚开始。2007年度锂离子电池市场结构如下图六、
16、锂离子电池行业竞争格局1. 锂离子电池行业,中、日、韩三分天下:l 低档次手机领域,中方明显优势,品牌手机领域,有较多国内企业渐次进入。l 在手提电脑电池领域,因对一致性和安全性要求极高,国内企业无力或无信心面对电池召回,几乎没有大规模进入的例子。日韩具显著优势。因手提电脑用电池类型单一,适合全自动化生产,未来国内企业也难建立优势。l 在动力电池领域,国内个别领先企业在国际上也不落后,但大多数企业仍面临技术未达商用要求以及专利问题。电动自行车电池领域或可提供一较大的发展空间。2. 在高端产品及应用上,目前日本领先:第一梯队第二梯队第三梯队三洋电机,索尼,三星比亚迪、ATL、MBI、LG、力神、
17、NEC、MAXELL、LGBAK,B&K等3. 全球主要锂电池生产企业概况厂商合作伙伴/投资者已有客户产能08PB08PEA123通用电气、宝洁、联博基金、德国大陆THINK、沃尔沃卡车、戴姆勒、通用汽车约1500万个电池单元(08年)-三洋-大众、本田、福特1000万块(15年)8.6929.34江森自控SAFT、德国大陆宝马、戴姆勒、奇瑞-0.867.36德国大陆A123、江森自控、SAFT戴姆勒、大众-0.30(1.85)Compact PowerLG化学通用汽车、现代-SAFT江森自控、德国大陆戴姆勒、福特-2.009.62EnerDelEner1、德尔福合资THINK60万个电池包(
18、11年)6.17(8.11)AESC日产、NEC合资日产雷诺20万台(11年)-HVE日立、神户电机GM-PEVE丰田、三菱丰田100万台(11年)0.658.65汤浅电池三菱三菱20万块(09年)2.1756.534. 被看好的汽车锂电池厂家据德意志银行调研显示,整车企业最愿意与以下10家企业合作开发汽车锂电池:1)JohnsonControls-Saft(美国江森自控和和法国Saft的合资公司);2)A123系统公司(由麻省理工学院、通用电气等投资成立,该公司与大陆集团有合作);3)LG化学(该公司在美国有子公司CompactPower);4)EnerDel(Ener1和德尔福的合资公司)
19、;5)AESC(日产和NEC的合资公司);6)PEVE(丰田和松下的合资公司);7)GS汤浅;8)日立;9)三洋电机;10)三星。从上面调研中可以发现,日本的锂电池供应商目前在全球市场中确实占有较大的优势地位。日本、法国、德国都规划2020年新型电动汽车的保有量达到100万台。丰田、日产汽车及松下电器等相关企业签署协议,合力开发统一规格的新一代汽车锂电池(锰酸锂电池及三元材料电池),并计划在2年内实现量产。东芝公司决定,斥资500亿日元开发电动汽车用的锂离子电池,这种高效动力将于两年内进入半商品化生产。日产公司将于明年开始量产锂离子动力电池汽车Leaf。5. 规划中的动力电池汽车七、国内制造基
20、地分布情况及产业概况l 主要集中在广东、山东、江苏、浙江、天津等地,广东占总量的60%以上。广东省也主要集中在深圳、东莞、中山等地。其中,深圳就有比亚迪、比克、邦凯、华粤宝等领先的国产制造企业,是我国最大的生产基地。l 我国为数众多的锂离子电池生产企业中,内资企业约40%,外资和中外合作企业占50%以上,包括日本三菱、索尼、TDK等均在境内新建和收购了生产工厂。l 内资企业在整体性能和可靠性低于日韩,主要原因是设备自动化程度较低,产品一致性较差,产品只能作为单只电池使用,不能连成电池组使用,因此一般用在手机、数码相机、便携游戏机及MP3和DVD等移动视听设备上。唯一是湖南瑞翔与三星合资,向三星
21、提供锰酸锂和三元材料。l 笔记本电脑用电池主要被韩国三星、LG,日本索尼、三洋、松下等垄断。比克、力神等内资领先企业已逐步进入笔记本电脑市场。八、国内主要的锂离子电池制造商及其经营态势公司背景现状比亚迪民营企业港股上市公司世界第二大锂电池生产商。主要业务是手机电池业务,尚不能进入圆柱型锂电市场,已经几乎打入了所有国际著名手机公司。计划在08年成为全球最大的手机锂电商。动力锂电池也只是处于开发阶段。中信国安盟固利母公司在A股上市08年动力锂电池产能为2000万安时,09年可达1亿安时深圳比克民营企业纳斯达克上市公司世界十大锂电池商之一,08年产能达3亿只。依靠资本运作,在3-4年的时间里,迅速做
22、大了规模,月钴酸锂用量在150-200吨之间,现正在努力追求产品升级,已基本放弃低端钢壳电池的生产,主要以铝壳电池为主,主要客户为国内品牌手机厂。另外成套引进了圆柱型电池的自动化生产线,该公司的圆柱型电池主要目标客户是台湾笔记本电池生产商(电池组装),其产品暂时还没进入国际品牌笔记本电脑厂。天津力神天津津能国投高科技等合资2008年产能达2.5亿只。成套引进日本设备,目前主要的国际客户是摩托罗拉。该公司投入巨大,但是,因体制原因,发展速度一直不快。深圳雷天民营企业2007年产能达1.5亿安时澳柯玛新能源母公司在A股上市2009年锂电池产能预计可达8000万只TCL金能电池母公司在A股上市研制聚
23、合物锂电池,2008年产能达6000万只苏州星恒联想投资和中科院合资2007年产能为3600万安时ATL东莞新能源科技公司TDK子公司被TDK收购后,其业务发展更加迅速,而且进入了日本高端市场。ATL是一家由职业经理人加风险投资、自主开发成功聚合物生产技术的公司,目前其主要供应商是杉杉,并初步形成了战略伙伴关系,双方在技术方面有较深的合作。万向电动车公司万向集团子公司2010年车用动力电池产能可达1500万安时另外规模还相对比较大的公司有邦凯、华粤宝、迈科、天贸、哈尔滨光宇、力多威、优科等,其正极材料月用量在20-50吨月之间。稍具规模的公司还有:伊斯达、盈力、德赛、鸿德等,其正极材料使用量在
24、10-20吨月。其他都是较小的公司,大小公司总计有约100家。锂电池是性能优异的电池,但有一个弱点,就是存在安全隐患,最近一到两年,一些国际锂电巨头包括三洋、索尼、松下和LG都碰到了安全投诉,并对其形成重大打击。国内大型锂电公司至今很少进入笔记本用锂电及动力锂电领域,就是因为这些电池对安全性的要求更高。九、锂离子电池技术的发展方向l 开发更高体积容量的电池,这需要更高克容量的材料与之配合。l 提高电池的安全性,同样需要高安全性的材料与之配合。l 开发大型动力锂电,与之配套的是要开发动力电池用材料,如锰酸锂、磷酸亚铁锂等。十、锂离子电池未来应用的发展方向l 混合动力(HEV、PHEV)纯动力汽车
25、(包括休闲车、高尔夫球车、清洁车、电动叉车等):经过十几年的探索发展,现关键技术国内已掌握,已到产业化的初期。随着电芯的发展成熟和产业相关优惠政策出台,混合动力和纯动电汽车(或PHEV)到时一定会快速发展。但目前由于电池性能还有差距和成本居高不下导致商业化进程缓慢。l 电动自行车及电动轮椅等:目前中国是全球电动自行车生产和消费大国,近年城市人口大量增加,同时政府又禁摩,导致电动自行车飞速发展,预计未来年增速也不会低于20%。l 电动工具类(包括电动工具(无线)、电钻、除草机):由于此类手握式的移动作业电动工具,只有用电池驱动才最适用和方便,所以现得到快速发展,特别在欧美等发达地区。l 电力储能
26、(太阳能、风能、UPS、汽车启动电瓶等):由于太阳能、风能的不连续性和不稳定性,为保证供电系统的稳定性,必须加上太阳能、风能电力储能系统。将来几年国家把发展风力和太阳能等新能源放在优先发展位置,这样相应需大量储能电池。l 小型设备和医疗设备:电动轮椅车、电动代步车、电动玩具、航模、矿灯等市场前景也相当广阔。十一、主要电池厂商材料选用情况公司正极材料负极材料电解质封装形式结构形状丰田钴酸锂石墨液体金属螺旋式椭圆松下镍锰钴酸锂混合液体金属螺旋式椭圆江森自控钴酸锂石墨液体金属螺旋式圆柱日立锰酸锂/三元固体碳粒液体金属螺旋式圆柱/椭圆AESC锰酸锂/三元固体碳粒液体袋装堆栈式棱柱三洋锰酸锂/三元混合液
27、体金属螺旋式圆柱GS汤浅电池锰酸锂/钴酸锂固体碳粒液体金属螺旋式椭圆A123磷酸铁锂石墨液体金属螺旋式圆柱/椭圆LG化学锰酸锂固体碳粒凝胶体袋装堆栈式棱柱三星锰酸锂/三元石墨液体金属螺旋式圆柱SK Corp锰酸锂石墨液体袋装螺旋式棱柱东芝锰酸锂低温氧化碳液体袋装/金属螺旋式棱柱AltairNano锰酸锂低温氧化碳液体袋装堆栈式棱柱比亚迪磷酸铁锂-液体金属螺旋式圆柱/椭圆Electrovaya聚合金属锂-威龙科技磷酸铁锂-聚合物袋装堆栈式棱柱十二、锂电池材料的市场空间1、按每辆混合动力轿车电池成本5万元,正极材料50公斤,负极材料40公斤,电解液40公斤计算。100万辆混合动力汽车将带动5万吨正
28、极材料,4万吨负极材料,4万吨电解液的需求。如果按客车计算,数值还将提高3倍每辆客车的电池需求是轿车的4倍。2、国内锂电池材料的销售预测:产品王教授预测张总预测彭总预测正极材料钴酸锂09年12000吨09年18000吨-锰酸锂09年5000吨09年8000吨08年8000吨09年15000吨三元正极材料09年6000吨09年6000吨-二元正极材料-09年1000吨-磷酸铁锂2009年500吨2010年2000吨2011年后可能出现爆炸性增长,在6000吨以上2009年1000吨2010年2000吨2011年后可能出现爆炸性增长,在6000吨以上-正极材料小计09年23500吨09年34000
29、吨-负极材料09年10000吨09年18000吨-电解液09年10000吨09年18000吨-2B第三部分 锂离子电池正极材料一、正极材料的分类及其运用主要产品产品用途及特点钴酸锂目前应用最广泛的锂电池正极材料,具有开路电压高、比能量大、循环寿命长等特点;生产的锂电池主要用于通讯数码类电池领域。钴价格昂贵,钴酸锂的毒性较大。目前技术上,容量已几乎发挥到极限。受资源等制约,有被替代之势。镍钴锰酸锂(三元)电化学容量高、循环性能好、成本低、具有三元协同效应;主要用于通讯数码类成本相对较低的锂离子电池领域。目前生产工艺相对成熟。锰酸锂研究已相对成熟,成本低,无污染, 制备容易,安全性能好,理论容量低
30、、循环性能较差,受电池体积小型化趋势的制约,主要用于动力电池、低成本电池领域。磷酸铁锂最具潜力的锂电池正极材料之一,理论容量相对较高,价格低、热稳定性好、无污染,优良的充放电循环性能。目前只有少数厂家掌握制备技术;主要用于动力电池领域。由于导电性能较差,需参杂其他材料,振实密度低,比容量相对较小,在小电池领域,同样尺寸电池只有现有电池容量的一半不到。工艺极特殊,制造难度大。配套电解液研发稍落后。对工艺要求极严,因动力电池一般由多个电池串并后组成,故对单个电池的一致性要求极高。镍酸锂合成困难,目前量极少。二、各种正极材料的性能比较钴酸锂镍酸锂镍钴锰锰酸锂磷酸铁锂容量(mAh/g)140-1601
31、70-180150160100-120130-150充放电寿命(次)1000100010005005000工作温度()与稳定性-20至55度,热稳定性一般-20至55度,不稳定-20至55度,热稳定较好-20至55度,热稳定性好-20至55度,热稳定性很好原材料资源贫乏较多较贫乏丰富丰富原材料成本高较低中低低安全性较差、保护电路设计复杂差,保护电路设计复杂较好好优异蕴藏量稀少较多较贫乏丰富丰富环保性较差较差较差好好工作电压/V3.73.53.63.83.2电池综合性能好较好较好一般较好目前取代钴酸锂材料有两个方向:一是在动力电池领域,锰酸锂和磷铁酸锂是最有希望的材料;二是在通讯电池领域,镍钴酸
32、锂和三元材料是最有希望代替钴酸锂的正极材料。三、国内生产正极材料的主要企业公司背景现状比亚迪民营企业,港股上市公司钴酸锂产能2000吨、磷酸铁锂产能1000吨以上中信国安盟固利母公司在A股上市08年锰/镍/钴锂电池正极2500吨湖南杉杉母公司在A股上市钴酸锂产能4000吨,锰酸锂500吨其他约500吨北京当升北京矿冶研究院、深圳创投公司控股08年钴酸锂产能达3000吨远期可达5000吨湖南瑞翔上海致达科技、中南大学合资钴酸锂产能2000吨其他锂正极材料产能1000吨北大先行东圣科技、北京大学合资钴酸锂产能1500吨,磷酸铁锂500吨三元300吨天津斯特兰民营企业2010年内实现磷酸铁锂产能20
33、00吨新乡格瑞恩母公司为河南金龙铜管集团年产2000吨锰酸锂,100吨磷酸铁锂深圳天骄母公司中国宝安年产三元材料1000吨,计划2009年150吨磷酸铁锂深圳贝特瑞母公司中国宝安磷酸铁锂年产能1500吨临沂杰能母公司中国宝安锰酸锂产能2000吨(2010年规划3000吨),磷酸铁锂产能200吨湖南浩润民营企业2008年磷酸铁锂产能1000吨宁波金和民营企业三元材料、钴酸锂合计年产能1600吨以上常州博杰民营企业钴酸锂年产能1400吨注:1、美国Valence、A123等企业在中国建有OEM生产厂2、磷酸铁锂大多都是不能正常投产。四、下游厂商选择正极材料考虑因素下游厂商选择正极材料主要考虑:产品
34、价格、既有生产线的适应性、产品加工性能、付款方式、储藏性能、电化学性能、安全性、质量稳定性、供应商实力等因素。五、正极材料行业竞争格局1. 行业内:竞争者较多;竞争者较分散;行业固定成本高;现有企业产量扩大步伐加快;赛迪顾问研究表明:电池新材料领域由于技术进入门槛高,投资收益高、持续时间长,成为企业尤其是上市公司扩大利润来源、提升业绩的渠道之一。因而,进入锂电池正极材料行业的大企业比较多。2. 下游:下游客户数量少;对单一客户依赖性强;供应关系一旦建立,量就比较大;基于安全性和一致性保证的考虑,客户转换供应者不难但一般不转换,但低档运用则不然。3. 上游:锂电池正极材料的原料为氢氧化锂、氧化钴
35、、氧化镍及氧化镁等,供应商方面有很较强的讨价还价能力。六、主要正极材料的制备流程镍钴锰酸锂锰酸锂钴酸锂MNC-OH碳酸锂添加剂配料、干粉高速混合烧结破碎、粉碎、混合过筛、除铁包装、入库二氧化锰碳酸锂添加剂配料干粉高速混合烧结破碎、粉碎、混合过筛包装、入库四氧化三钴碳酸锂辅料、酒精配料、混合、干燥一次烧结破碎、粉碎、混合二次处理过筛、除铁包装、入库七、最受关注的正极材料磷酸铁锂磷酸铁锂是目前最被关注的正极材料,大多数人都认为锂离子动力电池正极材料将最终在磷酸铁锂与锰酸锂中产生。磷酸铁锂的主要情况如下:1. 专利情况磷酸铁锂电池的专利权分为两部分。1996年,美国德克萨斯大学的教授最早发现磷酸铁锂
36、可以用作电池材料,并申请了专利,但并不属材料合成方法方面的专利。因为天然矿石用在电池上内阻太大,当时并没有引起重视。2000年左右,有机构发现在磷酸铁锂表面包裹一层碳后可以改善导电性。此后的一些关键专利(包敷碳技术、碳热还原技术及一系列专利)被加拿大Phostech公司获得。2002年,麻省理工学院的几个教授发现在锂的位置上掺杂高价位元素,可以大幅度提高电导率,基本与钴酸锂和锰酸锂相当。美国的A123公司便是建立在此合成技术专利基础之上。此外,美国Valence公司提出了三价铁碳热还原合成磷酸铁锂的方式。国内磷酸铁锂的合成方式也不同,如天津斯特兰的磷酸铁锂是由碳酸锂、磷酸二氢氨、草酸亚铁合成。
37、其路径是将锂减少,留出锂的空位,提高了导电性。现在国际上专利权的诉讼点是“将磷酸铁锂材料用在电池生产上”。从2000年开始,围绕这一专利问题,有好几个官司在诉讼,但目前还没有准确结果。Phostech在我国内没有申请到相关专利,当时国内就有一些论文和专利了。Phostech找杉杉商量,只要其交50万元,杉杉都没有答应。2. 供应情况全球主要生产厂商是美国的Valence、A123和天津斯特兰。两家美国公司合计产能在1000吨左右,生产基地都在中国,但都不对国内客户提供。斯特兰号称正在建设新生产线,将具备2000吨/年的产能,全球第一。还计划在2010年将扩张到4000吨/年。但是不稳定,三波投
38、资者进去,都只是勉强维持而已。此外,还有贝特瑞、烟台卓能、北京锂先锋、苏州恒正、北大先行、合肥国轩、新乡华鑫、新乡创佳等公司,都没多少产量。目前斯特兰的成本为12-13万元/吨,售价在15-18万元/吨,产能进一步扩张后,毛利率可达到40%以上(国外的售价达30万元/吨)。中国宝安(000009)控股的深圳贝特瑞主要做负极材料,但其磷酸铁锂的成本已做到10万元,有800吨/年的产能,但生产量只有40吨。3. 市场预测2007年全球的需求只有700吨,2008年增长到1800吨。2010年是国内混合动力汽车产业化初期,年需求量超过1.5万吨。根据A123的预测,到2010年全球磷酸铁锂的供给缺口
39、将达到10万吨,严重短缺。每辆混合动力轿车需用磷酸铁锂50-100公斤,纯电动轿车和混合动力客车需用200公斤左右。从新能源汽车发展带动的增量上来看,以上预测有一定的依据。但是多数研究报告认为磷酸铁锂市场需求要3-5年后才能放量。未来磷酸铁锂最大的需求会来自于太阳能、风力、水力的大型储能设施。4. 锰酸锂和磷酸铁锂的比较l 与锰酸锂相比,磷酸铁锂的容量更高,前者为100-120mAH/g,后者为130-150 mAH/g;充放电寿命更长,前者为500次以上,后者可达5000次以上。其弱点:(1)最致命的是导电性不好(已经通过添加导电剂、真空环境制备等方式解决);(2)振实密度较小,体积大;(3
40、)低温性能差;(4)批次间性能不稳定。另外,专利障碍的问题如何解决还是不明朗。l 锰酸锂电池现在已开始规模化应用。产业化的锂系电池的汽车,包括日本、美国等,都是锰系电池。杉杉、比亚迪现在也在上锰系,说明锰系动力电池是目前最成熟的汽车动力锂电池的技术路线,其安全问题已经初步解决。八、正极材料的主要原材料碳酸锂1. 碳酸锂的生产分布碳酸锂的生产分为锂矿提锂(成本约3 万元/吨)和盐湖提锂(成本约2 万元/吨),目前80%以上的采用盐湖提锂。智利、中国、巴西、加拿大占全球90%以上的锂资源储量。当前70%的碳酸锂由SQM(智利)、FMC(美)、Chemetall(德)生产,控制着定价权。未来新增产能
41、主要是中国青海东西台吉乃尔和西藏扎布耶等盐湖。2. 2007年全球碳酸锂的产量公司 设计产能 2007 年产量生产方式SQMFMCChemetall中信国安西藏矿业28000210001500025000500027000170001500020001200盐湖提锂新疆锂盐厂四川天齐锂业四川尼科国润四川阿坝锂业、四川集祥锂业N/AN/AN/AN/A300055003000各1000锂矿提锂总计91000 757003. 国内碳酸锂储量较多,但便于开采和提取的不多。主要分布点为青海盐湖、西藏扎布耶盐湖、江西云母矿。中信国安和西部矿业在青海盐湖都有工厂,主要是提钾。该湖的氯化镁含量高,提取碳酸锂的
42、成本高,提取钾后都倒回到湖内,形成了“镁害”。有提锂工艺,但成本高,一直不能正常生产。4. 关于青海盐湖矿权中信国安子公司青海国安主要从事青海西台吉乃尔盐湖中锂、钾、硼、镁等资源的综合开发。该盐湖位于柴达木盆地中部,面积570 平方公里,氯化锂资源储量308 万吨,设计生产规模为年产3 万吨碳酸锂。中国各大盐湖金属成分 Li+ Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Mg/Li(mg/L)扎布耶盐湖大柴旦湖一里坪湖 东台吉乃尔湖西台吉乃尔湖达不逊湖寨尔汉湖878.8 123563 26601 0.761 21 0.0284.9 88386 3222 453.5 9697 114.22262 8135
43、1 11019 374 24181 92.29141 116452 3786 433.7 5686 40.33202 103286 6895 294.5 13650 67.57256 101175 8444 1989 15737 61.4715.8 71360 12110 1017 28667 1814.37九、锰酸锂的重要原材料二氧化锰二氧化锰是用于锰酸锂电池的一个关键原材料,目前锰酸锂电池都是采用电解方法生产出来的二氧化锰,其存在一些影响电池性能的缺陷。目前产生了新技术,利用化学方法来生产二氧化锰。1、 化学法生产二氧化锰的优势:(1)化学法生产二氧化锰,是以一个核心来结合的反应方式,能够做成最好的类球形,而电解的是片状的;(2)可以调节杂质含量水平。因此,如果化学二氧化锰成功,是有可能提高锰酸锂电池安全性,并使得充电次数大幅上升到和磷酸铁锂相同的水平;(3)敲试比重达到2.5-2.6g/ml。2、 化学法是一个独创性的突破,是国家“863”计划项目,由海利化工研究院开发,由韶山一个企业在进行工业