3 动力锂电池材料分析
锂电池材料可分为电极(正极/负极)材料、隔膜和电解液。正极材料是锂电池的核心,目前以钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰锂和磷酸铁锂为主。负极材料则以石墨、固体碳粒为主;在正负极中间则是电池电解液和隔膜。
3.1 正极材料
此前,锂电池成本之所以高于镍氢电池,主要原因就在于其正极材料使用的是以贵金属钴为原料的钴酸锂,锰酸锂和磷酸铁锂由于成本优势更为明显;不过,与锰酸锂相比,磷酸铁锂的容量密度更高,前者为100-115mAH/g,后者为130-140mAH/g;充放电寿命更长,前者为500次以上,后者可达1500次以上;工作温度区间更大,前者为0至50℃,后者则为-40至70℃。因此,在锂离子电池中,磷酸铁锂电池最被看好。
在锂电池产业链目前的产能比较中,由于进入壁垒较高,锂电池正极材料的产能是最小的,这是整个产业链中最看好的一个环节。
3.2 负极材料
与正极材料相比,负极材料占锂电池成本比重较低,而且国内已经实现产业化,负极材料以石墨、固体碳粒为主。目前国内从事锂电池负极材料生产的前三甲企业是中国国安、杉杉股份、长沙海容,目前负极材料基本能够满足国内市场的需求,但随着新能源汽车的逐渐普及,未来这一块的市场需求将出现巨大缺口。
3.3 电解液
国内电池生产商电解液配套也已基本实现国产化。电解液主要原材料为六氟磷酸锂,占电解液成本的50%左右,其生产成本为10万元/吨,售价为40万元/吨,毛利率高达75%,但是,目前市场基本上被关东电化学工业、SUTERAKEMIFA、森田化学等几家日本企业垄断。因此,亟待解决锂电池电解液最为关键的电解质成分六氟磷酸锂(LiPF6)的大规模生产问题。只有此项关键技术取得突破,中国的汽车动力锂电池产业链才能接近完善。
现在全球锂电池电解液市场供求基本平衡,锂电池对电解液要求比较高,但用量却很少。比如一块手机电池只用3克,比重很小,2000吨电解液可供生产6亿块手机电池。汽车动力电池可就不一样了,一辆车就要40公斤。电动车一旦兴起,将带来电解液的爆发性增长。
3.4 隔膜
随着新能源汽车的逐渐推广,未来对动力锂电池材料的需求将得到引爆。隔膜系锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料,毛利率通常达到70%以上,占了锂电池成本的20-30%。按照计算,一辆汽车就可以用到一千到两千平方米的隔膜。目前隔膜市场供应量严重不足,大部分依赖进口,市场主要被日本旭化成工业、东燃化学,及美国Celgard把持。隔膜具有典型的“高技术、高资本”特点,而且项目周期很长,投资风险较大,国内企业的投资热情并不高。