行业概况及发展趋势
全球新能源汽车渗透率的持续提升以及双碳目标的逐步推进,汽车动力电池和储能电池的需求量将持续以较高速度增长。2021年,全球锂离子电池总体出货量562.4GWh,同比大幅增长91.0%。全球汽车动力电池出货量为371.0GWh,同比增长134.7%;储能电池出货量66.3GWh,同比增长132.6%;小型电池出货量125.1GWh,同比增长16.1%。未来几年,随着中国新能源汽车双积分制度的实施,日韩、欧洲和美国加速汽车电动化,锂电池在新能源汽车终端的驱动下将保持高增长的趋势,锂电材料价格水涨船高,“一货难求”已成为市场现状的主旋律。
1、锂矿资源。全球锂矿资源主要分布南美盐湖、澳洲锂矿、中国的卤水及其他锂矿资源。2021年我国锂行业保持较快增长速度,碳酸锂产量29.82万吨,增幅59.47%;氢氧化锂产量19.03万吨,增幅105%。我国利用国内盐湖卤水、锂云母及锂辉石生产的锂盐折碳酸锂当量约16万吨,对外依存度约为65%,加剧头部企业资源争夺。国内锂盐企业赣锋锂业、天齐锂业,电池企业宁德时代、亿纬锂能、比亚迪等均以收购或入股形式布局全球锂矿资源,车企特斯拉与澳洲锂矿企业签署为期五年的锂辉石精矿供应协议,锁定锂矿资源。
2、磷矿资源。全球磷矿资源70%分布在摩洛哥和西撒哈拉,中国磷矿资源32亿吨,亚洲第一。全球新能源汽车爆发,磷酸铁锂赛道“太香”,磷化工企业纷纷布局,云图控股、新洋丰、川金诺、兴发集团、瓮福集团等磷化工企业加紧布局磷酸铁项目。部分电池材料企业如中伟股份、华友钴业、当升科技、国轩高科、邦普循环等跨行合作,纷纷布局磷矿资源一体化项目。
3、钻矿资源。全球钴储量集中分布于刚果(金),占比约为52%,其次为澳大利亚和古巴,分别为17%和7%。我国钴资源主要分布于甘肃、山东、云南、青海、山西等省份,品位低,分离难度大、伴生矿多、矿床规模小。2021年全球钴产量为17万吨,创历史新高,与2020年相比增长了20%,供需失衡导致对外依存度居高不下。由于美国对清洁能源的不重视,被中国弯道超车,刚果(金)现有19座钴矿场,有15座是由中企运营或资助的。洛阳钼业、中国铁路工程公司、中国有色矿业集团、金川集团、上海鹏欣等企业均拥有该国的钴矿项目。中国是世界最大精炼钴生产国和消费国,80%的用于充电电池。
4、镍矿资源。2020年全球探明镍资源储量约9400万吨,主要分布于新喀里多尼亚、印尼、菲律宾、澳洲等国家。我国以硫化铜镍矿为主,约占全国总量的90%,红土镍矿仅占10左右%。全球新能源汽车销量持续增长和动力电池高镍趋势明显,进而对镍资源产生强劲需求,预计2025年全球新能源汽车对镍的需求将达40万吨,75%左右份额来自中国。镍资源供应紧缺压力下,强化镍资源供应成为了正极材料、电池企业和主机厂的共识,特斯拉目前已和必和必拓、巴西淡水河谷、普罗尼资源、美国矿商Talon Metals等多家矿业公司签署了镍矿供货长单,国内中伟股份、格林美、华友钴业、盛屯矿业等企业宣布在印尼建设镍金属冶炼项目,预计后期还将有更多企业加入这场镍资源争夺战。
5、正极材料。三元电池具有能量密度高、续航能力强的优势,但存在价格昂贵、安全性能相对不稳定的缺点,主要用于中高端车型,市场占有率逐步下降,未来将向高镍化趋势转型。高镍三元材料市场集中于容百科技、天津巴莫、贝特瑞。磷酸铁锂电池具有价格低、安全性好、循环寿命长的优势越来越受市场欢迎,新增装机规模已超越三元电池,包括特斯拉在内的高端电动车都在推动磷酸铁锂电池的应用。国内磷酸铁锂企业龙头如德方纳米、裕能、万润等纷纷跨行合作,构建电池体系产业链。
6、负极材料。主要分为碳基材料与非碳材料两大类。碳基材料包括天然石墨、人造石墨、复合石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳等。非碳材料包括硅基材料、锡基材料、钛酸锂等。负极材料中主流为人造石墨,占中国出货量的84%。硅碳材料是极具潜力的新一代高容量锂电负极材料,比容量高达4200 mAh/g,远大于碳材料的372 mAh/g,且硅碳材料环境友好、储量丰富、成本较低。贝特瑞、璞泰来、杉杉股份、凯金新能源、中科星城市场集中度高度高达60%,主要因为锂电负极材料具有较高的工艺壁垒。
7、电解液。常用的电解质锂盐主要有六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂等。六氟磷酸锂是目前商业化使用最多的电解质。新一代溶质锂盐双氟磺酰亚胺(LiFSI),未来可期。电解液行业是典型的寡头市场,天赐材料、新宙邦、国泰华荣始终占据行业前三。
8、其他电池材料。隔膜占电池成本的25%,仅次于正极材料,,2021年国内隔膜总产量为79.04亿平米,同比增长112.5%,国内隔膜全球市场占有率突破70%。恩捷股份2021年产能大规模释放,产量超过30亿平米,湿法隔膜市场龙头地位进一步稳固,中材科技及星源材质2021年整体产能新增有限,但产能利用率均处于高位,合计市场占有率达76%。软包铝塑膜核心技术仍未实现自主化,高端市场被日韩企业垄断。产业格局中,日本DNP在全球的份额约50%,其次为昭和电工和栗村化学,份额分别在12%、11%,3家海外企业合计占据了73%的市场份额。中国企业约占全球份额的25%。粘结剂占电池成本不到1%,但作用不可替代。人造粘结剂采用现代化学合成工艺获得,其中聚偏氯乙烯是锂电池中应用最为广泛的人造粘结剂。碳纳米管新型导电剂优势显著,将逐步取代传统导电剂。是锂电池的重要组成部分,在锂电池材料成本中占比约5%,对锂离子电池的电化学性能起到重要的作用。天奈科技、三顺纳米、青岛昊鑫、集越纳米合计市场份额占比达到84%左右,市场集中度高。锂电铝箔属精加工产品。其对铝箔各项性能指标控制精度的要求极高,属于加工技术难度较高的正极材料。锂电池集流体用铜箔厚度一般在7~20 μm之间,新能源汽车用锂电池铜箔厚度为8~12 μm,铜箔轻薄化能够有效提升电池的能量密度,未来6 μm锂电铜箔的需求渗透率有望逐渐提升。
9、动力电池。2021年国内新能源车累计销量为352万辆,同比增长158%,市场月渗透率超过了20%。纯电动乘用车销量121.73 GWh,占比78.7%;纯电大巴、纯电专用车和插电混动乘用车均在10~12GWh的年需求量,动力电池领域是高度集中于乘用车市场。宁德时代占比超过52%,比亚迪市场份额为16%,中航锂电为6%,市场积聚效应非常明显。磷酸铁锂装机量快速超过三元。特斯拉、比亚迪和五菱的铁锂化非常迅速(75%以上),紧随其后是长安和欧拉(40%以上)。而大部分其他汽车企业目前还在筹划阶段,主要受限于磷酸铁锂的产能和整车的切换速度。
9、储能电池。“双碳”目标开启全球储能市场新纪元,2021年中国储能电池总出货量为37GWh,同比增长超过110%。其中电力储能占比47%、通信储能占比33%、家庭储能占比15%、便携式储能占比3%。储能电池以方形磷酸铁锂电池为主,高容量、大电芯为主要发展方向,市场占比高达98%。电芯产品正在从100Ah向280 Ah升级迈进。2021年中国二轮车锂电池出货量为10GWh,全球电动工具锂电池出货量为22GWh。
10、充电桩。随着互联互通标准的完善,充电桩将由单纯的“充电插座”演变为“智慧终端”。届时,充电桩不仅是一个充电接口,也将具备与自动驾驶、自动充电、自动停车相配套的智能属性,或承载更多人性化的服务功能,与生活、娱乐设施相结合,成为智慧城市、汽车网络的重要节点。
11、换电站,像加油一样简单。蔚来、北汽、吉利、中国石化等企业已经切入换电市场,均未实现大规模发展,截至2021年底,我国换电站保有量1298座,总量不大。2022年1月18日,宁德时代发布了新的换电品牌EVOGO,由“换电块、快换站、APP”三大产品共同构成,单块换电约1分钟。预计到2025年换电乘用车销量将超280万辆,换电商用车销量50万辆,配套换电站需求约28000座。