一、負(fù)極材料綜述
鋰離子電池是指以嵌鋰化合物為正負(fù)極材料的二次電池,在充放電過程中,鋰離子在兩個(gè)電極間往返脫嵌和嵌入。相對于傳統(tǒng)鉛酸電池和鎳鉻電池等,鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長、充放電性能好、使用電壓高、無記憶效應(yīng)、污染較小和安全性高等優(yōu)勢,同時(shí)相對于各類燃料電池、空氣電池及超級電容電池,鋰離子電池技術(shù)明顯成熟。
負(fù)極材料一般分為碳系負(fù)極和非碳系負(fù)極,其中碳系負(fù)極可分為石墨、硬炭、軟炭負(fù)極等,石墨又可分為人造石墨、天然石墨、中間相炭微球;非碳系負(fù)極包括鈦酸鋰、錫類合金負(fù)極、硅類合金負(fù)極等。
鋰電負(fù)極材料分類
目前主流負(fù)極產(chǎn)品有天然石墨與人造石墨兩大類,人造石墨主要用于大容量的車用動(dòng)力電池和倍率電池以及中高端電子產(chǎn)品鋰離子電池,天然石墨主要用于小型鋰離子電池和一般用途的電子產(chǎn)品鋰離子電池。
石墨類材料未來幾年內(nèi)仍具備技術(shù)、價(jià)格和成熟配套優(yōu)勢。石墨作為負(fù)極材料未來幾年內(nèi)仍將是主流,對鋰離子電池性能及安全性起著非常重要的作用。目前鋰離子電池的發(fā)展方向是高容量、高倍率、高安全,實(shí)現(xiàn)高容量高倍率的主要途徑是開發(fā)以人造石墨為主要原材料的高性能鋰離子電池負(fù)極材料。
不同材料鋰電負(fù)極應(yīng)用領(lǐng)域
各類負(fù)極材料具體性能、應(yīng)用現(xiàn)狀、技術(shù)指標(biāo)、優(yōu)缺點(diǎn)對比如下:
各類負(fù)極材料對比
二、負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈
負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈:鋰電池負(fù)極材料的上游,原材料根據(jù)產(chǎn)品種類不同而不同,天然石墨負(fù)極材料的上游原料為天然石墨礦石,人造石墨負(fù)極材料的上游原料是針狀焦、石油焦、瀝青焦等;鋰電池負(fù)極材料的設(shè)備主要包括流化床、回轉(zhuǎn)爐等。
鋰電池負(fù)極材料的中游為鋰電池負(fù)極材料的生產(chǎn)加工商,生產(chǎn)含不同種類的負(fù)極材料。鋰電池負(fù)極材料下游為鋰電池行業(yè),下游行業(yè)的產(chǎn)品最終應(yīng)用于動(dòng)力電池、3C消費(fèi)電池及工業(yè)儲(chǔ)能電池三大領(lǐng)域。下游行業(yè)對負(fù)極材料行業(yè)的發(fā)展具有較大的影響,其需求變化直接影響到負(fù)極材料行業(yè)未來的發(fā)展?fàn)顩r。
三、負(fù)極材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
全球汽車電動(dòng)化大趨勢,新能源車滲透率持續(xù)提升,驅(qū)動(dòng)動(dòng)力電池和負(fù)極材料需求保持高速增長。從全球市場來看,據(jù)統(tǒng)計(jì),2020全球市場鋰電池產(chǎn)量為342GWh,負(fù)極材料需求量為30.9萬噸。預(yù)計(jì)2021年鋰電池產(chǎn)量達(dá)到448GWh,負(fù)極需求量為39.7萬噸。
2015-2021年全球鋰電池產(chǎn)量及負(fù)極需求量情況
從負(fù)極材料市場規(guī)模來看,據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年全球負(fù)極材料市場規(guī)模約為193.9億元,同比上漲29.27%,年均復(fù)合增長速度為19.76%。預(yù)計(jì)2021年市場規(guī)模約為239.5億元。
2015-2021年全球負(fù)極材料市場規(guī)模及增速情況
四、負(fù)極材料行業(yè)競爭格局
從企業(yè)競爭格局來看,2019-2020年,在全球鋰電池負(fù)極材料市場TOP9企業(yè)中,中國占據(jù)了7席,其余兩席分別是韓國的浦項(xiàng)化學(xué)和日本的日立化成,此外,頭部的企業(yè)均是中國企業(yè)。2020年,全球鋰電池負(fù)極材料產(chǎn)能排名前三的企業(yè)分別是璞泰來、貝特瑞和杉杉股份。
2020年全球負(fù)極材料主要企業(yè)產(chǎn)能占比情況
負(fù)極材料分類別來看,石墨材料領(lǐng)域主要供應(yīng)企業(yè)有貝特瑞、杉杉股份、江西紫宸、江西正拓等企業(yè),硅碳領(lǐng)域主要包括貝特瑞、杉杉、璞泰來等,鈦酸鋰領(lǐng)域貝特瑞和深圳斯諾有布局,中間相碳微球領(lǐng)域杉杉股份和創(chuàng)亞動(dòng)力有布局。
五、全球企業(yè)產(chǎn)能布局情況
從企業(yè)產(chǎn)能布局情況來看,截止2020年,杉杉股份負(fù)極材料產(chǎn)能為12萬噸,貝特瑞負(fù)極材料產(chǎn)能為10.4萬噸,璞泰來負(fù)極材料產(chǎn)能為7萬噸,中科電氣產(chǎn)能4.2萬噸,翔豐華產(chǎn)能2.5萬噸。
鋰電負(fù)極材料主要企業(yè)產(chǎn)能情況(萬噸)
近年來,傳統(tǒng)燃油車向電動(dòng)化、智能化發(fā)展的趨勢日漸清晰,全球新能源汽車市場在高速發(fā)展,國內(nèi)中高端負(fù)極材料供給嚴(yán)重不足,特別是中高端人造石墨負(fù)極材料。為滿足下游中高端動(dòng)力鋰電的市場需求,跟上下游頭部動(dòng)力鋰電廠商的產(chǎn)能擴(kuò)張步伐,主流負(fù)極材料廠商紛紛擴(kuò)建產(chǎn)能。主要負(fù)極材料企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)能約46萬噸,擬擴(kuò)建產(chǎn)能45萬噸,預(yù)計(jì)到2023年主要負(fù)極材料企業(yè)負(fù)極總產(chǎn)能將達(dá)到90.5萬噸,年復(fù)合增速達(dá)到40%。