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文檔簡介
精品文檔鋰電池負極材料生產(chǎn)現(xiàn)狀鋰電池的原材料方面問題,一直都是鋰廠家們非常關心的一個問題。鋰電池生產(chǎn)廠家和大家談談關于鋰電池的負極材料問題,有興趣了解這方面問題的朋友可以看一下這篇文章,如果我們拿負極材料和正極材料來比的話,負極材料占鋰電池成本比重變會顯得較低,并且目前負極材料國內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,其主要的生產(chǎn)廠家有深圳貝特瑞、上海杉杉、長沙海容等,這些都是大型的個業(yè),基本能夠滿足國內(nèi)市場的需求。深圳貝特瑞公司可能很多人對它都有所了解了,它是中國寶安(000009)控股55%的子公司,并且是國內(nèi)鋰電碳負極材料標準制定者。其碳負極材料產(chǎn)能是6000噸/年,價格為6萬元/噸左右,市場占有率高達80%,居全球第二。客戶包括松下、日立、三星、TCL、比亞迪等130多家廠商。2008年,貝特瑞收購了天津鐵誠公司,使其碳負極材料成本下降30%.不過鋰電池生產(chǎn)廠家們了解到貝特瑞宣傳資料顯示,具有磷酸鐵鋰正極材料1500噸/年的產(chǎn)能。而據(jù)其銷售部門透露,目前貝特瑞的磷酸鐵鋰正極材料實際產(chǎn)能為800噸/年,產(chǎn)量只有40多噸/年,主要給大型電池廠商實驗供貨,如天津力神、江蘇雙登等。其產(chǎn)品價格比天津斯特蘭貴,達到18萬-20萬元/噸。據(jù)了解,其毛利率在60%以上。據(jù)華普鋰電池生產(chǎn)廠家了解到的加一個問題是中國寶安控股75%的天驕公司也從事正極材料的生產(chǎn)。該公司主營鈷鎳錳酸鋰三元正極材料,目前產(chǎn)量為800噸/年左右,銷量650噸左右,2009年計劃產(chǎn)能1400噸/年,增長來自于通訊電子類、筆記本等下產(chǎn)品中對傳統(tǒng)高成本的鈷酸鋰的替代。杉杉股份公司可以說是貝特瑞的個巨大的競爭對手。我們都知道杉杉股份是在1999年開始涉足電池負極材料時采用CMS(中間相炭微球)技術,之后為降低成本轉(zhuǎn)用人工石墨和天然石墨,此后,因為電池循環(huán)放電次數(shù)不高,又回到了CMS的技術上。目前,杉杉股份的CMS價格每噸在10萬元以上,年產(chǎn)能為1200噸。鋰電池生產(chǎn)廠家了解到目前杉杉股份的鋰電池材料銷售收入已達9.9億元,占總收入比重超過40%.據(jù)了解,杉杉股份也做充電器正極材料,但產(chǎn)能均為錳鋰和鈷鋰,并非業(yè)界最為看好的磷酸鐵鋰,只是在技術上做了跟蹤。杉杉股份高層人士表示,目前鎳氫池的成本是6元/安時,而磷酸鐵鋰的成本是2.3美元/安時,差距太大,用磷酸鐵鋰并不經(jīng)濟。而且,目前磷酸鐵鋰產(chǎn)品應用時間不長,還需要繼續(xù)觀察一段時間。鋰電池負極材料深度研究報告新能源汽車高速發(fā)展,鋰電池材料將充分受益。鋰電池性能優(yōu)越,用途廣泛,前景廣闊。鋰電池能量密度高、循環(huán)壽命長、自放電率小、無記憶效應和綠色環(huán)保。隨著一系列新能源汽車扶持政策即將出臺,中國新能源汽車在“十三五”期間將快速發(fā)展,屆時將帶動鋰電池材料快速增長。核心觀點隨著行業(yè)不斷發(fā)展,市場競爭的加大,負極材料供應將出現(xiàn)大于需求的情形,加之,人工成本上漲及原材料價格波動等因素的影響,行業(yè)整體利潤將呈現(xiàn)下滑趨勢。2015年我國負極材料產(chǎn)量7.28萬噸,同比增長42.7%;國內(nèi)負極材料產(chǎn)值為38.8億元,同比2014年增長35.2%。2015年負極材料均價保持下滑,幅度在5%10%。未來23年石墨類負極材料仍會作為主流,我們預計產(chǎn)量將保持年20%左右的增長。天然石墨主要用在數(shù)碼產(chǎn)品及筆記本電腦上,人造石墨多用于交通工具領域,其增長速度會高于負極材料的增長速度。而天然石墨的增長會低于負極材料的增長速度。負極材料的投資邏輯是建立在巨大的下游鋰電池需求上,雖然價格趨勢向下,但龍頭企業(yè)因產(chǎn)能集中,出貨量增加,會提升盈利水平,建議關注產(chǎn)能集中和掌握核心技術的龍頭企業(yè):中國寶安、杉杉股份。新能源汽車高速發(fā)展,鋰電池材料將充分受益。鋰電池性能優(yōu)越,用途廣泛,前景最為廣闊。相對于鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等二次電池,鋰電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長、自放電率小、無記憶效應和綠色環(huán)保等突出優(yōu)勢。鋰電池隨著技術的不斷進步已經(jīng)在人們的生活中得到了廣泛的應用,如便攜式電子產(chǎn)品、新能源汽車、儲能等領域。尤其是新能源汽車產(chǎn)業(yè),發(fā)展新能源汽車已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略,國家已提出了發(fā)展方向、戰(zhàn)略目標、主要任務及政策措施,新能源汽車發(fā)展正面臨千載難逢的歷史機遇。隨著一系列新能源汽車扶持政策即將出臺,中國新能源汽車在“十三五”期間將快速發(fā)展,屆時將帶動鋰電池材料快速增長。鋰電池構(gòu)成材料鋰離子電池的主要組成部分包括正極、負極、電解液和隔膜等,統(tǒng)稱為鋰電池四大材料,上述材料在電池成本中所占的比例不同。其中,正極材料占40%左右,電解液占16%左右,隔膜占21%左右,負極材料僅占5%。因此,可以說正極材料的成本直接決定鋰電池成本的高低。負極材料的分類與發(fā)展趨勢在鋰電池四大材料中,負極材料的技術相對最成熟。通常將鋰電池負極材料分為兩大類:碳材料和非碳材料。其中碳材料又分為石墨和無定形碳,如天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、軟炭(如焦炭)和一些硬炭等;其他非碳負極材料有氮化物、硅基材料、錫基材料、鈦基材料、合金材料等。鋰電池負極材料處于鋰電池產(chǎn)業(yè)中游的最核心的環(huán)節(jié),按電池成本分布,鋰電池負極材料及其他占比鋰離子電池總成本的28%左右。好的負極材料應該滿足如下要求:比能量高、相對鋰電極的電極電勢低;充放電反應可逆性好;與電解液和粘結(jié)劑的兼容性好;比表面積?。?.0g/cm3);嵌鋰過程中尺寸和機械穩(wěn)定性好;資源豐富、價格低廉;在空氣中穩(wěn)定、無毒副作用。目前主要是中間相碳微球(MCMB)、天然石墨(NGR)和硬碳(HC)。負極材料在國內(nèi)已幾乎全部實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。目前,國內(nèi)負極材料產(chǎn)能也較大,基本能滿足國內(nèi)市場的需求。高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)調(diào)研顯示,2015年我國負極材料產(chǎn)量7.28萬噸,同比增長42.7%;國內(nèi)負極材料產(chǎn)值為38.8億元,同比2014年增長35.2%。2015年負極材料均價保持下滑,幅度在5%10%。雖價格整體下降,但負極材料產(chǎn)值增速接近產(chǎn)量增速,因為負極材料的結(jié)構(gòu)在發(fā)生變化。受動力電池帶動,2015年國內(nèi)負極材料的需求增長最快的是人造石墨,而人造石墨的均價高于天然石墨。全球負極材料總出貨量中天然石墨占比55%,人造石墨占比35%,中間相炭微球占比7.4%,鈦酸鋰、鋅、硅合計占比約1%。綜合而看石墨類負極材料占總出貨量的90%。全球來看,目前鋰電池負極材料生產(chǎn)企業(yè)主要在中國和日本,中國的優(yōu)勢是石墨資源,日本優(yōu)勢是技術。負極材料產(chǎn)品市場呈現(xiàn)出明顯的寡頭壟斷格局,負極材料市場集中度高決定了行業(yè)盈利的相對穩(wěn)定,但是國內(nèi)產(chǎn)能的集中建成,預計產(chǎn)品價格會小幅走低。硅合金和鈦酸鋰等負極新材料有望大幅提高產(chǎn)品性能。隨著鋰電池交通工具以及儲能領域的快速增長,由于石墨類負極的高性價比,未來23年石墨類負極材料仍會作為主流,我們預計產(chǎn)量將保持年20%左右的增長。天然石墨主要用在數(shù)碼產(chǎn)品及筆記本電腦上,人造石墨多用于交通工具領域,其增長速度會高于負極材料的增長速度。而天然石墨的增長會低于負極材料的增長速度。從技術來講,石墨負極材料的性能逐漸趨于理論值,如石墨的克容量為372mAh/g,目前部分廠家產(chǎn)品可以達到365mAh/g,由于生產(chǎn)工藝和固有缺陷,這已經(jīng)基本達到極限值鋰電池材料下游需求分析全球鋰電池產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)在東亞地區(qū)集聚的現(xiàn)象,中、日、韓三國幾乎占據(jù)了全球鋰電池市場所有的份額,但各國的產(chǎn)業(yè)重點并不相同。日本鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展偏重于動力電池,其國內(nèi)動力型鋰離子電池份額已經(jīng)超過消費型鋰離子電池,占據(jù)了優(yōu)勢地位。與日本相反的是,韓國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)與其本國三星、LG等消費類電子產(chǎn)品制造廠商緊密聯(lián)系,其更偏重于消費型鋰電池的發(fā)展,消費類電子產(chǎn)品類鋰電池仍占據(jù)其產(chǎn)量的較高份額。在中國市場,鋰離子電池產(chǎn)業(yè)一直保持穩(wěn)健的增長勢頭,我國鋰電池市場規(guī)模在全球市場的份額呈現(xiàn)逐年穩(wěn)步上升的態(tài)勢,年均增長率為2%,由2011年的21%逐步增長至2014年的27%,僅次于韓日兩國,為世界第三大鋰離子電池生產(chǎn)國。鋰電池材料下游需求主要在小型電池(消費電子)、動力電池(新能源汽車)、儲能等領域。根據(jù)統(tǒng)計,2015年全球鋰離子電池總產(chǎn)量達到了100.75Gwh,其中小型電池占比66.28%、動力電池占比28.26%、儲能電池占比5.46%,動力電池領域的占比對比2014年增長接近一倍:1、小型電池方面:由于消費電子滲透率較高,消費電子領域?qū)τ阡囯x子電池的需求趨穩(wěn),基本保持10%左右的增長率。2、動力電池方面:新能源汽車領域的高速增長將帶動動力電池產(chǎn)業(yè)高速增長。2015年新能源汽車出現(xiàn)井噴態(tài)勢,2015年我國累計生產(chǎn)新能源汽車37.90萬輛,同比增長400%。2016年,中汽協(xié)預測預測新能源車銷量為70萬輛,對比2015年將增長一倍,在這種增速下,由于消費電子需求趨穩(wěn),動力電池占比將繼續(xù)提高,我們預計2016年動力電池占比將超過50%。3、儲能領域的發(fā)展對于鋰離子電池的需求巨大到目前為止,針對不同的領域、不同的需求,人們已提出和開發(fā)了多種儲能技術來滿足應用。全球儲能技術主要有物理儲能、化學儲能(如鈉硫電池、全釩液流電池、鉛酸電池、鋰離子電池等)、電磁儲能和相變儲能等幾類。鋰離子電池儲能則是目前儲能產(chǎn)品開發(fā)中最可行的技術路線。由上面分析可以得知,未來對電池消費鎮(zhèn)長拉動最大的將是動力電池方面和儲能方面。根據(jù)預測,2016年動力及儲能鋰電池總需求約3420萬KWh。動力電池需求中還包括了電動自行車、代步車等,其中鋰電自行車近兩年增長迅速,占整個動力電池的份額約10%。此外,儲能及工業(yè)方面,鋰電池也正在快速發(fā)展,通信后備電源中已經(jīng)開始廣泛使用磷酸鐵鋰電池來替代鉛酸電池,整個市場正在快速起量,微電網(wǎng)儲能也進入了比較大規(guī)模的實驗階段。綜合來看,預計2016年國內(nèi)動力電池總需求在3420萬KWh,同比增長30%。負極材料主要生產(chǎn)廠1、深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司企業(yè)簡介:貝特瑞為中國寶安全資子公司,旗下?lián)碛须u西貝特瑞、雞西長源礦業(yè)、山西貝特瑞、天津貝特瑞、惠州貝特瑞等子公司。主要客戶涵蓋三星、LG、日本松下、索尼、ATL、力神、比克、比亞迪、國軒等。負極材料產(chǎn)能30000噸/年。2015年上半年產(chǎn)量12000噸,實現(xiàn)銷售收入6.8億元,同比增長10.62%。優(yōu)勢:貝特瑞憑借產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢,以及高自動化水平的生產(chǎn)設備,產(chǎn)品質(zhì)量及價格具有較強競爭力,已經(jīng)供應三星SDI、LG化學、韓國SK、松下等國際大客戶的第一供應商,行業(yè)龍頭地位依舊堅固。在產(chǎn)品升級動作較快,第一代BSCN、BISO、SiO-C已實現(xiàn)持續(xù)批量供貨;第二代硅碳BLSN產(chǎn)品已經(jīng)入量產(chǎn)階段;第三代高容量、高效率CSC-3也已經(jīng)完成小試,目前已經(jīng)進入中試階段,競爭力將進一步提升。另外,其母公司中國寶安將貝特瑞裝入上市公司平臺,給貝特瑞未來帶來了更多的融資渠道,但能否繼續(xù)維持獨立穩(wěn)定的發(fā)展且行且看。2、上海杉杉科技有限公司企業(yè)簡介:上海杉杉是杉杉股份的全資子公司,擁有產(chǎn)品系列包括中間相、天然石墨、人造石墨、復合石墨、合金及硬炭等五大系列。石墨負極材料現(xiàn)有產(chǎn)能15000噸/年,在建產(chǎn)能3.5萬噸。主要客戶有LG、SONY、ATL、力神、比克、比亞迪、光宇等。2015年上半年,實現(xiàn)銷售量7197噸,同比增長30.90%;實現(xiàn)主營業(yè)務收入4.13億元,同比上升11.52%。優(yōu)勢:產(chǎn)能擴張迅速。依托母公司寧波杉杉股份資本優(yōu)勢,上海杉杉產(chǎn)能擴張及壓低價格去占有市場份額。目前在寧波啟動了年產(chǎn)3.5萬噸鋰離子動力電池負極材料成品加工項目。研發(fā)的實力凸顯。在人造石墨材料領域處于行業(yè)龍頭地位,目前,在硅-碳負極材料、軟碳、鈦酸鋰等新型負極項目有一定的進展,其中硅負極材料進入中試階段。2014年以來已經(jīng)在硅、石墨烯材料領域累計發(fā)布了10項專利聲明,技術研發(fā)優(yōu)勢也日益明顯,已經(jīng)進入日本和韓國的PCT階段。3、湖南星城石墨科技股份有限公司企業(yè)簡介:湖南星城石墨是當升科技、深圳市創(chuàng)新投資集團、原始創(chuàng)業(yè)者股東等注資興建的現(xiàn)代化企業(yè)。2015年8月星城石墨正式在新三板股轉(zhuǎn)系統(tǒng)做市。目前公司負極材料產(chǎn)能8000噸,到2015年10月產(chǎn)能將達到10000噸,主要客戶有福斯特、比亞迪、蘇州星恒、CATL等。2015年上半年公司收入3279.25萬元,同比增長30%,凈利潤424.50萬元,同比增長52%。優(yōu)勢:星城石墨產(chǎn)能擴張迅速,到2015年10月產(chǎn)能已到10000噸/年。隨著動力的電池需求的增加,星城石墨產(chǎn)品供應一直處于緊張狀態(tài),此前與擴大產(chǎn)能,但苦于資金問題,2015年新三板的上市無疑為公司發(fā)展增添了動力。此外,公司陸續(xù)開發(fā)出硅碳負極、硬碳負極、軟碳負極材料的新型負極材料,其中微晶石墨負極、高性能低成本導電劑,已經(jīng)處于小批量產(chǎn)階段。憑借資本及技術優(yōu)勢,星城石墨競爭力有望進入前三。4、江西紫宸科技有限公司公司簡介:紫宸科技成立于2012年12月,是由上海璞泰來新材料技術有限公司、蕪湖佳輝投資管理有限公司、上海符禺山投資管理有限公司、上海闊甬投資管理有限公司等共同出資,其中上海璞泰來新材料技術有限公司占主要51%股份。目前公司負極材料產(chǎn)能10000噸,其中容量型鋰離子電池負極材料7240噸/年、綜合型鋰離子電池負極材料2620噸/年;倍率型鋰離子電池負極材料140噸/年,未來規(guī)劃總產(chǎn)能40000噸/年,主要客戶是ATL。2015年上半年實現(xiàn)銷售收入約1億元。優(yōu)勢:紫宸科技憑借技術研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新上的優(yōu)勢及與原ATL背景關系,能夠取得ATL的大量訂單,目前ATL也大力布局動力電池領域,已擁有北汽、一汽、宇通、寶馬等國內(nèi)大客戶,新能汽車銷量的增長拉動了動力電池材料需求量,作為ATL大客戶,紫宸科技業(yè)務也隨之增長迅速。此外,公司主要股東為具有鋰電池技術研發(fā)經(jīng)驗公司的投資人上海璞泰來新材料技術有限公司,在加上背后資本方的支持,在短期內(nèi)仍具有一定優(yōu)勢。不過公司也存在客戶單一的風險,急需擴展自己的下游客戶。5、深圳市斯諾實業(yè)發(fā)展有限公司公司簡介:公司成立于2002年,注冊資本3100萬元,旗下有深圳市斯諾實業(yè)發(fā)展有限公司石墨材料分公司,深圳市斯諾實業(yè)發(fā)展有限公司寶安分公司等兩家公司,目前主要從事鋰離子電池負極材料(MAG)、改性石墨材料等的研發(fā)和生產(chǎn),產(chǎn)能達到8000噸,主要客戶有福斯特、迪凱特等。2015年銷售收入約8000萬元。優(yōu)勢:公司專注于開發(fā)人造石墨材料,擁有十幾人的研發(fā)團隊,與中南大學、湖南大學、武漢科技大學等多家高??蒲袉挝挥芯o密的協(xié)作。但產(chǎn)品主要集中人造石墨系列,有部分鈦酸鋰負極材料,公司也開始著手研究硅碳復合材料。但公司缺乏客戶,產(chǎn)能利用低。未來隨著對電池容量的要求,新型負極材料的研發(fā)生產(chǎn)已成趨勢,傳統(tǒng)材料的將會迎來更新替代的風險,對公司來說,如何通過提升自身的競爭力,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),加大對新產(chǎn)品的開發(fā)迫在眉睫。6、湖州創(chuàng)亞動力電池材料有限公司公司簡介:公司成立于2009年,注冊資本1500萬元,主營鋰電池負極材料和電解液材料。負極材料包括改性人造石墨、改性天然石墨、復合類石墨、中間相碳微球等四大種類產(chǎn)品。目前公司的負極材料產(chǎn)能5000噸左右,在建產(chǎn)能5000噸/年,未來總產(chǎn)能達10000噸/年,主要客戶有光宇、比克等。2015年上半年負極材料營業(yè)收入4431萬元,利潤138.38萬元。優(yōu)勢:創(chuàng)亞動力也和星城石墨有點像,擁有一個上市的母公司,依靠母公司中科英華(600110.SH)的平臺優(yōu)勢,再加上公司已經(jīng)連續(xù)兩年盈利,業(yè)績表現(xiàn)也不錯,未來登陸新三板還是有可能。在技術研發(fā)上,公司與蘇州大學、清華大學,蘇州大學,中南大學等有著緊密的合作,有較強的技術儲備實力。7、江西正拓新能源科技股份有限公司公司簡介:公司成立于2008年,注冊資本5000萬元,產(chǎn)品以石墨為主,目前各類石墨材料年產(chǎn)能達3000噸左右,產(chǎn)品涵蓋3C電池、動力電池、儲能電池等,擁有先進的自動化生產(chǎn)設備,30余名專業(yè)人員研發(fā)團隊,國家專利24項。目前,正拓新能源負極材料年產(chǎn)能7000噸左右,主要客戶有深圳華粵寶、中山天貿(mào)、寧波維科、深圳比克等。2015年公司負極材料出貨量約1500噸左右,實現(xiàn)銷售收入約3706萬元。優(yōu)勢:公司憑借著與北京工業(yè)大學、湖南大學、南昌大學等的技術合作關系,截至2015年6月,正拓已申請31項國家專利,其中4項發(fā)明和18項實用新型專利已獲得授權。目前,公司專利主要集中在傳統(tǒng)石墨材料上,研發(fā)能力仍待提高,公司客戶主要集中在國內(nèi)二線數(shù)碼電池企業(yè),由于數(shù)碼電池增速放緩,導致整體銷售收入下滑,2015年,江西正拓獲得全國中小企業(yè)股份轉(zhuǎn)讓系統(tǒng)掛牌函,正式登陸資本市場公司,公司應借助資本加快產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。8、大連宏光鋰業(yè)股份有限公司公司簡介:公司成立于2013年11月,是由大連麗昌新材料有限公司與遼寧弘光科技(集團)有限公司重組合并而成,主要產(chǎn)品包括天然石墨類、人造石墨類、復合石墨類、中間相類、動力材料類等,擁有大連和丹東兩個生產(chǎn)基地,年產(chǎn)能3500噸(大連1500噸,丹東2000噸),主要客戶比亞迪和比克等。2015年上半年銷售收入達3500萬元。優(yōu)勢:公司專注于動力類石墨負極材料的生產(chǎn),在技術積累上已有一定的優(yōu)勢,隨著比亞迪電動汽車項目和比克電池項目在在花園口經(jīng)濟區(qū)落戶,與公司鋰離子電池高性能負極材料項目共同形成新技術產(chǎn)品創(chuàng)新鏈。雖然目前業(yè)績較為平穩(wěn),隨著動力電池的市場進一步增長,擁有比克和比亞迪兩位下游鄰居,將會是一個較大的機遇。9、湖南摩根海容新材料有限責任公司公司簡介:湖南摩根海容新材料有限責任公司成立于2004年,注冊資本1600萬元,2011年由英國碳素陶瓷材料生產(chǎn)商摩根坩堝公共有限公司控股,公司目前供應SKG、MGM、P-RC、CAP、EG、CMS等系列負極材料產(chǎn)品,目前負極材料產(chǎn)能3000噸左右,主要客戶萬向等。2015年上半年負極材料營業(yè)收入約3000萬元。優(yōu)勢:面對目前負極材料領域日益激烈的競爭,公司業(yè)績出現(xiàn)了急劇下滑,排名也大幅下滑。未來借助摩根坩堝研發(fā)平臺和先進技術,逐步完善內(nèi)部研發(fā)中心、研發(fā)團隊和自有專利核心技術,將注意力由海外市場轉(zhuǎn)移到國內(nèi)市場,在未來新型負極材料還有望挽回失去的地位。作為技術優(yōu)勢突出的企業(yè),具有后來居上的能力,隨著下游客戶擴展,未來的市場的份額有望進一步擴大。10、天津錦美碳材科技發(fā)展有限公司公司簡介:公司成立于2007年,注冊資本1110.00萬元,產(chǎn)品主要是人造石墨負極材料。目前錦美碳材負極材料產(chǎn)能5000噸,主要客戶有LG化學、凱豐電子、BAK、神鹿能源、捷威動力等。2015年上半年公司負極材料出貨量約700噸左右,實現(xiàn)營業(yè)收入約3500萬元。優(yōu)勢:錦美碳材擁有較強負極材料技術研發(fā)團隊,依托原有的技術優(yōu)勢,成為吳羽化學以及美國某公司的人造石墨材料代工廠商,并開始用于LG化學及美國一些廠商的動力鋰離子電池新品開發(fā),從公司客戶結(jié)構(gòu)看,公司具備進入一線電池企業(yè)的實力。此外,錦美碳材通過原材料循環(huán)利用及特碳產(chǎn)品的延伸,極大降低了生產(chǎn)成本。但公司產(chǎn)能利用率比較低,未來應快速擴大渠道,把握住18650電池快速發(fā)展的大勢。負極材料行業(yè)風險分析隨著行業(yè)不斷發(fā)展,市場競爭的加大,供應將出現(xiàn)大于需求的情形,加之,人工成本上漲及原材料價格波動等因素的影響,行業(yè)整體利潤將呈現(xiàn)下滑趨勢。市場競爭加劇將對行業(yè)內(nèi)企業(yè)的經(jīng)營業(yè)績造成一定的不利影響。市場環(huán)境必將倒逼更多的企業(yè)從“價格驅(qū)動”轉(zhuǎn)向“技術驅(qū)動”,如果行業(yè)內(nèi)技術升級滯后,將進一步壓縮行業(yè)盈利空間,甚至面臨技術發(fā)展滯后所引發(fā)的行業(yè)衰敗風險。負極材料投資策略全球前四大企業(yè)市場份額合計占比為78%,負極材料表現(xiàn)出高度集中化。石墨類負極材料的價格近幾年呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢,而且預計未來幾年這一趨勢仍將維持。國內(nèi)行業(yè)龍頭企業(yè)通過對負極材料的生產(chǎn)規(guī)模的擴大,能夠強化公司產(chǎn)品原材料采購方面的議價能力,提高生產(chǎn)設備的使用效率等,增強市場競爭力,由于傳統(tǒng)材料性能已經(jīng)達到極限,重點選取受益于新能源汽車補貼以及具備材料升級先發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)。負極材料的投資邏輯是建立在巨大的下游鋰電池需求上,雖然價格趨勢向下,但龍頭企業(yè)因產(chǎn)能集中,出貨量增加,會提升盈利水平,建議關注產(chǎn)能集中和掌握核心技術的龍頭企業(yè):中國寶安、杉杉股份。作為鋰電池的四大關鍵材料之一,負極材料技術與市場均較為成熟,成本比重最低,在5-10%左右?,F(xiàn)階段負極材料研究的主要方向如下:石墨化碳材料、無定型碳材料、氮化物、硅基材料、錫基材料、新型合金和其他材料。 圖1、負極材料的分類 圖2、負極材料各類型材料出貨量占比 負極材料主要由碳素材料為主,包括天然石墨、人造石墨、石墨化中間碳微球。據(jù)高工鋰電研究所(GBII)統(tǒng)計結(jié)果顯示,2012年中國負極材料出貨量為27650噸,其中天然石墨出貨量占比59%,人造石墨30%,石墨化中間碳微球8%。在全球,石墨類負極材料占總出貨量的90%,在負極材料中處于絕對主流的優(yōu)勢。 我國石墨礦資源豐富,成本較低,但是天然石墨也有一些缺陷,吸液性差,分子中不存在交聯(lián)的sp3結(jié)構(gòu),墨片分子容易發(fā)生平移,從而導致石墨負極材料的循環(huán)性能差。天然石墨負極材料主要用于消費類電子產(chǎn)品。 人造石墨通過對原始材料進行表面改性和結(jié)構(gòu)調(diào)整,使其部分無序化或者在各類材料中形成納米級的孔、洞和通道等結(jié)構(gòu),加大鋰離子嵌入和脫嵌反應,因此具有高壓實、高容量、長壽命等優(yōu)勢。人造石墨主要作為動力電池的負極材料。 表1、國內(nèi)主要動力鋰電池企業(yè)負極材料情況 中間相碳微球是球形結(jié)構(gòu),堆積密度高,單位體積嵌鋰容量比較大,而且小球具有片層狀結(jié)構(gòu),有利于鋰離子的嵌入和脫嵌。700熱處理的中間相碳微球充電容量可達1190mAh/g,放電容量大750mAh/g,遠超過石墨的理論放電容量(372mAh/g)。 圖3、乳化法制備中間相炭微球流程 圖4、Yoon法制備中間相炭微球流程 零應變性是鈦酸鋰嵌入和脫嵌鋰離子晶格常數(shù)和體積變化很小,能夠有效避免由于電極材料的來回伸縮導致結(jié)構(gòu)的破壞,從而大大提高電極的循環(huán)次數(shù)。另外,鈦酸鋰的電勢比純金屬鋰的高,不易產(chǎn)生晶枝,為保障鋰電池的安全提供了基礎,但是鈦酸鋰的比容量比其他負極材料低很多,容量為175mAh/g,作為電池材料其振實密度比較低,單位體積容量較小。 硅具有非常高的理論比容量和較低的嵌入和脫嵌鋰電位。硅碳復合材料采用高比容量的硅為主要活性體,采用體積效應小、循環(huán)穩(wěn)定性好的碳為載體,合成新型的硅/碳復合材料,能夠有效避免硅在充放電過程中由于體積過度膨脹而粉化,但是硅碳復合材料同時也有一些劣勢,其安全性以及倍率性能較差,當電流密度稍大些時,容量下降很明顯。 圖5、鋰電池負極材料-鈦酸鋰生產(chǎn)工藝 目前負極材料以碳素材料為主,占鋰電池成本較低,在國內(nèi)基本全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。負極材料產(chǎn)業(yè)集中度高,從企業(yè)來看,全球前四大企業(yè):日立化學、深圳貝特瑞、JFE、三菱化學,市場份額合計占比為78%,負極材料表現(xiàn)出高度集中化。從區(qū)域看,中國和日本是全球主要的產(chǎn)銷國。從車用動力鋰電池企業(yè)負極供應體系來看,目前動力電池企業(yè)采購負極主要來自于日本企業(yè)。近幾年,隨著中國生產(chǎn)技術的不斷提高,中國又是負極材料原料的主要產(chǎn)地,鋰電負極產(chǎn)業(yè)不斷向中國轉(zhuǎn)移,市場占有率不斷提高。 圖6、全球鋰電負極材料生產(chǎn)廠家占比 受平板電腦、超級本、電動自行車、新能源汽車以及儲能等終端市場需求帶動,鋰電池產(chǎn)量將保持平穩(wěn)增長,2013年上半年中國負極材料實現(xiàn)銷量16560噸,相比于2012年上半年增長19.8%。由于在鋰電池四大材料中,國內(nèi)負極材料相關技術發(fā)展最為成熟,國內(nèi)產(chǎn)能較大,但受產(chǎn)能相對過剩的影響,負極材料的價格近幾年呈現(xiàn)下降的趨勢。 作為鋰電池四大關鍵材料之一,負極材料決定了鋰電池的性能,如充放電效率、循環(huán)壽命等等。常規(guī)石墨負極材料的倍率性能已經(jīng)難以滿足鋰電池下游產(chǎn)品的需求。在動力電池方面,碳酸鋰可能是新的發(fā)展方向;在消費類電子產(chǎn)品方面,需要提高電池的能量密度,以硅-碳(Si-C)復合材料為代表的新型高容量負極材料是未來發(fā)展趨勢。鋰電池負極材料有哪些?鋰電池負極材料大體分為以下幾種: 第一種是碳負極材料: 目前已經(jīng)實際用于鋰離子電池的負極材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。 第二種是錫基負極材料: 錫基負極材料可分為錫的氧化物和錫基復合氧化物兩種。氧化物是指各種價態(tài)金屬錫的氧化物。目前沒有商業(yè)化產(chǎn)品。 第三種是含鋰過渡金屬氮化物負極材料,目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。 第四種是合金類負極材料: 包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金,目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。 第五種是納米級負極材料:納米碳管、納米合金材料。 第六種納米材料是納米氧化物材料鋰電池負極材料生產(chǎn)企業(yè)與發(fā)展概況 碳負極鋰離子電池在安全和循環(huán)壽命方面顯示出較好的性能,并且碳材料價廉、無毒,目前商品鋰離子電池廣泛采用碳負極材料。碳材料種類繁多,目前研究得較多且較為成功的碳負極材料有石墨、乙炔黑、微珠碳、石油焦、碳纖維、裂解聚合物和裂解碳等.在眾多的用作碳負極的材料中,天然石墨具有低的嵌入電位,優(yōu)良的嵌入脫嵌性能,是良好的鋰離子電池負極材料。通常鋰在碳材料中形成的化合物的理論表達式為 LiC6,按化學計量的理論比容量為372mAh/g。近年來隨著對碳材料研究工作的不斷深入,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過對石墨和各類碳材料進行表面改性和結(jié)構(gòu)調(diào)整,或使石墨部分無序化,或在各類碳材料中形成納米級的孔、洞和通道等結(jié)構(gòu),鋰在其中的嵌入脫嵌不但可以按化學計量 LiC6進行,而且還可以有非化學計量嵌入脫嵌,其比容量大大增加,由 LiC6的理論值 372mAh/g 提高到 700mAh/g-1000mAh/g,因此而使鋰離子電池的比能量大大增加。所以近年來鋰離子電池的研究工作重點在碳負極材料的研究上,且已經(jīng)取得了許多新的進展。非碳負極材料近年來對 LIB 非碳類負極材料的研究也非常廣泛。根據(jù)其組成通??煞譃椋轰囘^渡金屬氮化物、過渡金屬氧化物和納米合金材料。鋰過渡金屬氮化物具有很好的離子導電性、電子導電性和化學穩(wěn)定性,用作鋰離子電池負極材料,其放電電壓通常在 1.0V以上。電極的放電比容量、循環(huán)性能和充、放電曲線的平穩(wěn)性因材料的種類不同而存在很大差異。如 Li3FeN2用作 LIB 負極時,放電容量為 150mAh/g、放電電位在 1.3V(vs Li/Li+)附近,充、放電曲線非常平坦,無放電滯后,但容量有明顯衰減。Li3-xCoxN具有 900mAh/g 的高放電容量,放電電位在 1.0V 左右,但充、放電曲線不太平穩(wěn),有明顯的電位滯后和容量衰減。目前來看,這類材料要達到實際應用,還需要進一步深入研究。SnO/SnO2用作 LIB 負極具有比容量高、放電電位比較低(在 0.4-0.6V vs Li/Li+附近)的優(yōu)點。但其首次不可逆容量損失大、容量衰減較快,放電電位曲線不太平穩(wěn)。SnO/SnO2因制備方法不同電化學性能有很大不同。如低壓化學氣相沉積法制備的SnO2可逆容量為 500mAh/g 以上,而且循環(huán)壽命比較理想,100 次循環(huán)以后也沒有衰減。在 SnO(SnO2)中引入一些非金屬、金屬氧化物,如 B、Al、Ge、Ti、Mn、Fe等并進行熱處理,可以得到無定型的復合氧化物稱為非晶態(tài)錫基復合氧化物。(Amorphous Tin-based Composite Oxide 簡稱為 ATCO)。與錫的氧化物(SnO/SnO2)相比錫基復合氧化物的循環(huán)壽命有了很大的提高,但仍然很難達到產(chǎn)業(yè)化標準。納米負極材料主要是希望利用材料的納米特性,減少充放電過程中體積膨脹和收縮對結(jié)構(gòu)的影響,從而改進循環(huán)性能。實際應用表明:納米特性的有效利用可改進這些負極材料的循環(huán)性能,然而離實際應用還有一段距離。關鍵原因是納米粒子隨循環(huán)的進行而逐漸發(fā)生結(jié)合,從而又失去了納米粒子特有的性能,導致結(jié)構(gòu)被破壞,可逆容量發(fā)生衰減。此外,納米材料的高成本也成為限制其應用的一大障礙。某些金屬如 Sn、Si
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