Литиевая батарея представляет собой батарею с металлическим литием или литиевым сплавом в качестве материала катода и неводным раствором электролита. Литиевые батареи отличаются от литий-ионных тем, что первая является основной батареей, а вторая — перезаряжаемой. Литий-ионные аккумуляторы работают за счет перемещения ионов лития между положительным и отрицательным полюсами. Когда аккумулятор заряжается, электрический потенциал, приложенный к полюсам, заставляет соединения на положительном конце высвобождать ионы лития, которые проходят через мембрану к углероду на отрицательном конце, где молекулы располагаются в пластинчатой ​​структуре. Когда он разряжается, ионы лития вырываются из углерода пластинок и рекомбинируют с соединениями положительного электрода. Движение ионов лития генерирует электрический ток.

Цепочку производства литиевых аккумуляторов вверх по течению можно условно разделить на четыре части: положительный материал, отрицательный материал, электролит и диафрагма. Материал катода является основным компонентом литиевой батареи, а также ключевым компонентом, который определяет производительность и стоимость производства литиевой батареи. Средний поток предназначен для производителей оборудования и производителей аккумуляторов, представленных Нинде раз, а нижний поток в основном используется в бытовой электронике, транспортных средствах на новых источниках энергии и накопителях энергии.

Давайте посмотрим на исходное минеральное сырье для литиевых батарей, в основном включающее литий, кобальт, никель и другие ресурсы.

1. Литиевая руда

Ресурсы лития в основном существуют в виде сподумена, рассола соленых озер и литопмики. Литиевый концентрат содержит наибольшее количество лития, около 6,3–7,5%, за ним следует литомика с содержанием от 1,2% до 1,59%. Содержание соленого озера составляет всего 0,07%-0,14%.

Мировые запасы лития богаты, а распределение запасов и концентрация поставок высоки. На Боливию, в основном сосредоточенную в районе литиевого треугольника, приходилось 23,6%; Чили 21,3 процента; Аргентина 11%; За ними следуют США, Австралия, Китай и другие страны.

Однако поставки добычи сосредоточены в Австралии, на долю которой в 2021 году приходилось 55% мирового рынка, за ней следуют Чили с 26% и Китай с 14%.

Наши запасы литиевых ресурсов богаты, как рудный литий, так и литий из соленого озера двух типов, но внешняя зависимость литиевого сырья по-прежнему составляет до 65%. Литиевая руда Китая в основном сосредоточена в Сычуани, Цзянси, Цинхае, Тибете, четыре области запасов литиевых ресурсов составляют примерно 96% от общего объема запасов.

В Сычуани есть шесть крупных месторождений, которые контролируются такими компаниями, как Тяньци Литий, Жунцзе, Шэнсинь Литий Энергия, Я. Хуа Группа и Чуанэн Сила. Цзянси является крупнейшим районом литиевой слюды в Азии, здесь есть четыре основных месторождения, принадлежащих Цзянтэ Электрический Машины, Юнсин Материалы и так далее. ПРОВИНЦИЯ Цинхай имеет самые большие запасы соленых озер в Китае, и есть пять крупных соленых озер, среди которых соленое озеро Кархан является крупнейшим соленым озером в Китае, которое контролируется компаниями Соль Озеро Запас и Кеда Производство соответственно. В Тибете есть три крупных соленых озера, которые принадлежат компаниям Сизан Чэнтоу, Тяньци Литий и Сизан Добыча.

С точки зрения структуры конкуренции литиевых ресурсов в 2021 году Ганфэн Литий и Тяньци Литий относятся к первому эшелону, второй эшелон включает Яньху Запас и Кеда Производство, а другие зарегистрированные предприятия включают Занге Держа, Сизан Чэнтоу, Тяньхуа Цзинчао, Жунцзе Запас. , так далее.

Ресурсы лития перерабатываются с помощью различных процессов для производства карбоната лития и гидроксида лития в качестве катодных материалов литиевых батарей. Сподумен может получать как гидроксид лития, так и карбонат лития, но технологический маршрут отличается, оборудование нельзя использовать совместно, а стоимость не слишком велика; Однако стоимость получения гидроксида лития из рассола соленого озера намного выше, чем у карбоната лития, поэтому большую часть продукции литиевых предприятий в Соленом озере составляет карбонат лития. С точки зрения конкуренции, литий Ганфэн в настоящее время является абсолютным лидером в производстве карбоната лития и гидроксида лития в мире. Имея 28-процентную долю рынка, Эбботт обогнала США и стала крупнейшей в мире. Кроме того, отечественный литий Тяньи,

2. Ресурсы кобальта

Ресурсы кобальта в основном распределены в Демократической Республике Конго (ДРК) в Африке, на долю которой приходилось более 70% мирового производства кобальта в 2021 году. В Китае 84% кобальтового сырья импортируется, и только 2% производится сам. В структуре потребления кобальта в Китае на потребление аккумуляторов приходится относительно высокая доля, достигшая 84% в 2021 году. Из-за быстрого развития мирового рынка аккумуляторов в 2021 году доля кобальта, используемого в аккумуляторных батареях, быстро росла.

В 2016 и 2020 годах Лоян Молибден приобрела две конголезские компании свободного порта в Конго, чтобы занять первое место в стране по запасам металлического кобальта в акционерном капитале. Тем не менее, с точки зрения производства кобальта, кобальтовая промышленность Хуаю по-прежнему является абсолютным лидером, а другие игроки имеют кобальтовую промышленность Ханруи.

3. Добыча никеля

Источники поставок никеля можно разделить на сульфидную никелевую руду и латеритную никелевую руду в зависимости от типа руды. Сульфидная руда никеля в основном распространена в Канаде, России, Австралии и других странах, а латеритная никелевая руда в основном распространена в Индонезии, на Филиппинах, в Сингапуре, Бразилии и других странах. Текущее и будущее увеличение поставок никеля будет происходить за счет латеритных месторождений никеля из-за старения месторождений сульфида никеля и истощения доступных ресурсов.

Ресурсы никеля в мире богаты и распределены неравномерно. Индонезия, Австралия и Россия обладают богатыми запасами никеля. Но производство никеля является концентрированным: в 2021 году на Юго-Восточную Азию будет приходиться 55% мирового производства никеля. Общее мировое производство никеля в 2021 году составило 2,7 млн ​​тонн, при этом больше всего производят Индонезия и Филиппины, на которые приходится 37% и 14% мирового производства никеля. производства соответственно. Что касается производителей, то в пятерку крупнейших мировых производителей никеля входят российский «Норильский никель», бразильская Вейл, китайская Цзиньчуань, Гленкор и л.с. Биллитон, на долю которых приходится около 35,4% мирового производства никеля в 2020 году.

Последующая часть никеля в основном используется в производстве нержавеющей стали, аккумуляторов, гальванических покрытий, сплавов и других областях, среди которых нержавеющая сталь является самой большой областью применения, на которую приходится 70%. Из-за большой базы потребления никеля он по-прежнему будет важной движущей силой роста спроса на никель в будущем. Благодаря стремительному росту производства и продаж автомобилей, работающих на новых источниках энергии, спрос на никель, используемый в аккумуляторных батареях, имеет самый быстрый рост по сравнению со спросом на никель в нисходящей цепочке, и ожидается, что его доля в общем спросе будет продолжать расти.

Во-первых, вверх по течению: материалы

1. Материал положительного электрода

Катодный материал литиевой батареи является решающим фактором электрохимических характеристик литиевой батареи, который играет ведущую роль в плотности энергии и характеристиках безопасности батареи, а стоимость катодного материала также высока, что составляет 30%. 40%. Литиевые батареи делятся на литий-кобальтовую кислоту, литий-марганцевую кислоту, литий-железо-фосфат, тройные материалы и другие технические маршруты в соответствии с системой материалов катода.

Кобалат лития имеет высокую стоимость и короткий срок службы и в основном используется в продуктах 3C. Манганат лития имеет низкую плотность энергии, короткий срок службы и низкую стоимость и в основном используется в транспортных средствах специального назначения. Фосфат лития-железа имеет длительный срок службы, хорошую безопасность и низкую стоимость, что в основном используется в коммерческих автомобилях. Тройные материалы, особенно НКМ, обладают высокой плотностью энергии, хорошими циклическими характеристиками и долгим сроком службы и в основном используются в легковых автомобилях. В настоящее время тройные литиевые батареи и литий-железо-фосфатные батареи являются основной отраслью промышленности. Фосфат лития-железа станет самым быстрорастущим катодным материалом в ближайшие пять лет благодаря росту рынка электромобилей и накопителей энергии.

С точки зрения структуры конкуренции, в последние годы рыночная концентрация литий-кобальтовой кислоты увеличивалась, и постепенно появилась тенденция к концентрации головок. В первой половине 2021 года Сяцзэн Новый Энергия, Шаньшань Энергия, монгули Новый Материалы, Бамо Технологии и Грэм заняли пятерку крупнейших долей рынка литий-кобальтовой кислоты с долями рынка 42%, 14%, 10%, 9% и 6%. соответственно, что в сумме составляет до 82%. Высокая концентрация кобальтата лития тесно связана со значительным расслоением продуктов высокого и низкого уровня, увеличением барьеров для продуктов высокого уровня и зрелостью рынка в целом. В будущем высоковольтный кобальтат лития и другие продукты могут способствовать дальнейшему увеличению барьеров продукта.

Согласно статистике ЦИВК, в первой половине 2021 года концентрация рынка тройных материалов в Китае относительно низкая. Жунбай Технологии занимает первое место с долей рынка 11%, за ней следуют Бамо Технологии, Дуньшэн Технологии и Чанъюань Литий с долей рынка 10%. Разрыв между производителями относительно невелик, а структура отрасли разбросана.

Концентрация катодных материалов из литий-железо-фосфата высока, а катодные материалы Хунань Юнг и Дунфан Нано имеют самую высокую концентрацию. На долю города Хунань Юньэн приходится 22% от общего числа, занимая лидирующие позиции. Второй — немецкий Нано с 20 процентами.

2. Материал анода

Материал анода является важной частью литий-ионного аккумулятора. В основном это влияет на емкость, первую эффективность и цикличность литиевых батарей. Анодный материал изготовлен из анодно-активного материала, связующего и добавки, смешанных в пасту, равномерно распределенную по обеим сторонам медной фольги и сформированной путем сушки и прокатки. Доля анодного материала в стоимости аккумуляторной батареи составляет около 5%~15%.

В настоящее время анодные материалы литиевых батарей в основном представляют собой искусственный графит и природный графит. Тенденция развития заключается в легировании кремнием графитового анода для формирования анода на основе кремния с более высокой плотностью энергии. На данном этапе искусственный графит является основным путем отрицательного электрода. Материалы на основе кремния имеют большой потенциал применения и широкое рыночное пространство в будущем.

В 2021 году поставки литиевых анодов на рынок Китая достигли 720 000 тонн, что на 97% больше, чем в прошлом году. Из-за консистенции и цикличности искусственный графит лучше, чем природный графит, который больше подходит для производства энергии и аккумуляторов энергии, рыночная доля производства искусственного графита продолжает увеличиваться до 84%, в то время как рыночная доля природного графита падает до 14%.

Концентрация рынка материалов с отрицательным катодом высока, а структура конкуренции в отрасли относительно хороша, CR3 достигает 56%. Среди них акции Бейтри, Путай Лай (Цзянси Цзычень) и Шаньшань занимают лидирующие позиции, составляя 26%, 15%, 15% соответственно, доля рынка Дунгуань Кайдзин в последние годы увеличилась, составив 13%.

3. Электролит

Электролит является носителем передачи ионов в аккумуляторе, который играет роль проводника ионов между положительным и отрицательным электродами литиевого аккумулятора и является гарантией высокого напряжения и высокой удельной энергии литий-ионного аккумулятора.

Электролит литиевой батареи обычно состоит из органического растворителя высокой чистоты, соли литиевого электролита, необходимых добавок и другого сырья при определенных условиях и в определенной пропорции. В соответствии с их различной структурой органические растворители можно разделить на основные компоненты: гексафторфосфат лития, этиленкарбонат, пентафторид фосфора и так далее.

Данные показывают, что в 2021 году электролит для литиевых батарей в Китае увеличился на 271 000 тонн со 110 000 тонн в 2017 году. Ожидается, что отгрузка электролита для литиевых батарей достигнет 326 000 тонн в 2022 году.

В настоящее время степень концентрации индустрии электролитов для литиевых батарей в нашей стране высока, а концентрация промышленного бизнеса в тройке лидеров превышает 60%. В то же время в последние годы в нашей стране ведущие предприятия по производству электролита для литий-ионных аккумуляторов постоянно инвестировали в расширение завода, структура отраслевой конкуренции стабильна, концентрация продолжает улучшаться. Соответствующие данные показывают, что тремя ведущими отечественными электролитами для литий-ионных аккумуляторов являются Тяньчи Материалы, новый Чжоу Хлопнуть, Гуотай Хуаронг, 2021, доля рынка трех вышеуказанных предприятий составляет 67,1%. Среди них доля рынка материалов Тяньчи является самой высокой, принадлежащей абсолютному лидеру отрасли, на которую приходится 33,1%.

4, диафрагма

Сепаратор литиевой батареи является одним из сырьевых материалов литиевой батареи. Расположенный между положительным и отрицательным электродами внутри батареи, он обеспечивает прохождение ионов лития и препятствует прохождению электронов. Это тонкая пленка с микропористой структурой, которая является ключевым внутренним компонентом с наибольшим количеством технических барьеров в цепочке производства ионно-литиевых аккумуляторов.

Процесс производства литиевой пленки делится на сухой метод и мокрый метод, если смотреть на структуру продукта диафрагмы, поставки на рынок диафрагмы в нашей стране по-прежнему в основном используют мокрую мембрану. Мокрый сепаратор имеет более высокую производительность и меньшую толщину, что может улучшить плотность энергии литиевых батарей. Основными преимуществами сухой диафрагмы являются более низкая стоимость, меньшие инвестиции в производственную линию и более низкое потребление энергии на единицу продукции, что делает ее более подходящей для приложений с высокой чувствительностью к затратам и низкими требованиями к плотности энергии, таких как рынок хранения энергии.

С точки зрения мокрой диафрагмы, существует промышленная модель"один больше, чем многие сильные". С масштабным выпуском производственных мощностей в 2021 году производство диафрагм Энджи превысило отметку в 3 миллиарда пингов, а ее лидирующие позиции на рынке мокрых диафрагм еще больше стабилизировались, а доля рынка мокрых диафрагм превысила 50%. Звездный исходный материал и технология Синома на втором уровне.

Что касается сухой диафрагмы, то в целом наблюдается рыночная модель «три горшка». Зте Новые материалы в выпуске потенциала и вниз по течению большого объема потребительского спроса, одним махом стали ведущими предприятиями сухой диафрагмы. Звездный исходный материал с 21% доли рынка обратно на второй, другие игроки Хуэйцян новый материал, технологии материалов и так далее.

Процесс производства диафрагмы является сложным, требует больших инвестиций и требует длительного времени исследований и разработок, а также накопления производственного опыта, является последним из четырех основных материалов для литиевых батарей для получения отечественных заменяющих материалов. В последние годы литиевый сепаратор в росте спроса на литиевые батареи обусловлен быстрым ростом отгрузки. В 2021 году Китай отгрузил 7,8 миллиарда квадратных метров литиевых диафрагм, что на 100% больше, чем в прошлом году. Ожидается, что в 2022 году поставки диафрагм для литиевых батарей в стране превысят 15 миллиардов квадратных метров.

5, медная фольга

Литий-медная фольга служит коллектором жидкости для отрицательного электрода литий-ионного аккумулятора и служит носителем активного материала отрицательного электрода. Стоимость литиевых аккумуляторов не высока, около 5-10%, но она оказывает важное влияние на комплексную работу аккумуляторов. Поэтому литий-медная фольга является важной частью литиевой батареи. В зависимости от толщины литий-медную фольгу можно разделить на тонкую медную фольгу (12-18 микрон), ультратонкую медную фольгу (6-12 микрон) и чрезвычайно тонкую медную фольгу (6 микрон и ниже). Из-за высоких требований к плотности энергии транспортных средств на новой энергии в силовых батареях, как правило, используется ультратонкая и чрезвычайно тонкая медная фольга с меньшей толщиной.

Благодаря быстрому развитию новых энергетических транспортных средств и литиевой аккумуляторной промышленности в Китае, развитию литиевой медной фольги в Китае на лидирующих позициях в мире, продукты покрывают тонкую медную фольгу, ультратонкую медную фольгу и чрезвычайно тонкую медную фольгу. В настоящее время Китай стал крупнейшим в мире производителем медно-литиевой фольги со средними темпами роста производства медной фольги для литиевых батарей в Китае в период с 2015 по 2021 год на уровне 80%.

В настоящее время рынок медной фольги для литиевых батарей размером 6 нанометров широк, но традиционный рынок медной фольги для литиевых батарей размером 7-8 нанометров является конкурентоспособным.

В 2020 году в пятерку крупнейших поставок медной фольги для литиевых батарей в Китае вошли Лундянь Хуаксинь, Нород Холдинги, Цзяюань Технологии, Тунгуань медная фольга и Цзюцзян Дефу, Лундянь Хуаксинь временно заняла первое место с долей рынка 18,4%.

Во-вторых, мидстрим: производители оборудования и аккумуляторов.

1, оборудование,

Давайте сначала разберемся с процессом производства аккумуляторов. Материалы положительного и отрицательного электродов разделяют и равномерно перемешивают в суспензию. После перемешивания материал положительного электрода намазывают на алюминиевую фольгу, а материал отрицательного электрода намазывают на медную фольгу. Материалы положительного и отрицательного электродов разделены диафрагмой, а электродный лист с покрытием дополнительно уплотнен для повышения плотности энергии. Затем в соответствии с различными типами нарезки, выпечки, намотки, оболочки, впрыска электролита и, наконец, испытания на инкапсуляцию.

Используемое оборудование для литиевых батарей включает в себя вакуумный смеситель, устройство для нанесения покрытий, роликовый пресс, намоточный станок, машину для впрыска жидкости, испытательную машину и так далее. Оборудование для литиевых батарей в основном делится на переднюю, среднюю и заднюю части. Первый сегмент стоимости оборудования является самым высоким, в основном контролируется японскими и корейскими предприятиями. НАША СТРАНА В литиевом оборудовании ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ в технологическом аспекте производства бэк-энда, уже достигшем международного продвинутого уровня, преимущество в ценовом аспекте очевидно. С точки зрения масштаба доходов, пилотная разведка является абсолютным лидером в области оборудования, с соответствующим доходом от бизнеса в 6,956 млрд в 2021 году. Второе место занимает Инхэ Технологии с соответствующим доходом в 4,907 млрд юаней, а другие предприятия включают Кехэн Запас. , Пултайлай, Ханке Технолоджи,

2. Производители аккумуляторов

В глобальном масштабе Китай в настоящее время доминирует на мировом рынке производства литий-ионных аккумуляторов, на его долю приходится около 77% мировых производственных мощностей по производству литий-ионных аккумуляторов, за которым следуют США с лишь 9%.

В 2021 году во всем мире было установлено около 292,13 ГВт аккумуляторных батарей, что на 114% больше, чем в прошлом году. Среди них общая установленная мощность 15 ведущих энергетических предприятий составляет около 281,58 ГВт-часов, что составляет 96% от мировой установленной мощности аккумуляторных батарей.

Среди них установленная мощность аккумуляторной батареи Нинде раз достигла самого высокого уровня в 93,7 гигаватт-часа с долей рынка 32,1%. LGES заняла второе место с установленной батареей мощностью 60,3 гигаватт-часа с долей рынка 20,6% и 16,0% соответственно. Кроме того, в топ-10 вошли отечественные BYD, Чжунчуан Сингапур Авиакомпании, Госуань Высокая-технология, Зрение Сила и так далее.

В-третьих, вниз по течению: домен приложения

Нисходящий сегмент литиевых батарей в основном включает силовые литиевые батареи, литиевые батареи для хранения энергии и бытовые литиевые батареи. Среди них областью последующего применения аккумуляторной батареи являются в основном автомобили с новой энергией, областью последующего применения аккумуляторной батареи является в основном система электроснабжения, а областью последующего применения потребительской батареи является в основном мобильный телефон и другая бытовая электроника.

С точки зрения мирового производства литиевых батарей, силовые литиевые батареи занимают основную долю производства, достигая 70,8%, за ними следуют потребительские литиевые батареи, доля рынка производства литиевых батарей составляет 22,2%, доля рынка аккумуляторов энергии является самой маленькой, 7%. С предложением"углеродный пик"стратегии в различных странах мира, глобальные предприятия развернули линии по производству силовых батарей и аккумуляторов энергии. Ожидается, что бурное развитие новых энергетических транспортных средств и рынка хранения энергии будет способствовать дальнейшему увеличению доли рынка литиевых батарей и литиевых батарей для хранения энергии.