2011年智能手机、平板电脑、 移动电源 等便携式消费电子异军突起,带动小型锂离子 电池 稳步增长;随着新能源发电规模日益扩大、电动汽车技术日臻完善,大型锂离子 电池 的市场需求也逐步释放。高工锂电产业研究所统计显示,2011年全球 锂电池 出货量大约50亿只,同比增长15.32%。 正极材料 不仅作为

2011年智能手机、平板电脑、移动电源等便携式消费电子异军突起,带动小型锂离子电池稳步增长;随着新能源发电规模日益扩大、电动汽车技术日臻完善,大型锂离子电池的市场需求也逐步释放。高工锂电产业研究所统计显示,2011年全球锂电池出货量大约50亿只,同比增长15.32%。正极材料不仅作为电极材料参与电池的化学反应,并且是锂离子的主要来源,对提高锂离子电池效能的电容量密度和成本结构影响最大,是锂离子电池必须使用的关键材料之一;在锂离子电池产量增长的拉动下,正极材料市场保持稳定的上升态势。

全球三元材料和锰酸锂占比提升

高工锂电产业研究所统计显示,2011年全球锂离子电池正极材料的产量为64580吨,相比2010年增长18.5%,市场规模达120亿元(如图1所示)。2011年,动力锂离子电池正极材料技术路线争论仍在延续,日韩生产企业加速在中国布局,美国A123、Valence为了磷酸铁锂继续烧钱,中国厂家面临着亏损的尴尬境地。在全球范围内,有一大批锂离子电池正极材料企业把未来押在电动汽车市场需求;高工锂电产业研究所认为,如果电动汽车市场需求在未来2年不出现爆发性增长,那么正极材料行业将迎来新一轮洗牌。

具体品种看,全球钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂及其它材料的产量分别为29061吨、17674吨、12867吨、4978吨(如图2所示)。全球钴酸锂绝对产量稳步增长,但是它在正极材料市场占有份额逐渐被三元材料和锰酸锂取代(如图3所示)。主要是因为钴酸锂价格昂贵,有毒、环境污染大,循环性能相对较差;并且过多的锂离子于材料嵌入/释出时会发生六方晶相(Hexagonal)转变为单斜晶相(Monoclinic),导致晶体上的C轴膨胀了约2.6%,使结构不稳定。三元材料和锰酸锂由于成本较低等优点,在与钴酸锂的竞争中具有一定的优势,近两年来,它们的压实密度、热稳定性都有较大改善,这是市场占有率提升最重要原因。磷酸铁锂具有价格低,无毒性,拥有良好的热稳定性,是近年来热门的动力锂离子正极材料;但是磷酸铁锂大规模生产的缺陷是在合成过程中,因二价铁易氧化成三价铁,需在惰性或还原气氛下合成,故合成不易,量产时易有稳定性问题;以磷酸铁锂为主要路线的中美两国电动汽车市场未见爆发性增长,上述两大因素制约了磷酸铁锂的市场占有率大幅增长(如表1所示)。

本土企业举步维艰

高工锂电产业研究所统计显示,2011年中国正极材料产量占全球产量比例为46.3%,达29900吨;钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂及其它材料的产量分别是12650吨、8500吨、6150吨和2600吨。2011年正极材料产量同比增长29.41%(如图4所示),比全球产量增速高10.91%,我国已保持连续六年保持高速增长。可在正极材料产量突飞猛进的背后是原料金属涨价,成品价格下跌,我国正极材料企业生产经营利润急剧下滑。锂离子电池材料龙头企业杉杉股份(600884.SH)最新公布的年报数据显示,正极材料(含正极材料前驱体)、负极材料和电解液业务分别实现净利润-421万元、5,863万元和1,527万元。杉杉股份称正极材料投资过大,产能过剩,竞争日趋激烈的影响,导致正极材料利润大幅下降。一叶知秋,杉杉股份的经营数据反映了整个正极材料行业生产经营状况十分困难。

图4:2006-2011年中国正极材料产量(单位:吨)

2011年,钴酸锂最大亮点在于海关统计出口量4524吨,相比2010年2883吨,增长56.92%(如图5所示)。由于2011年3月份日本发生大地震,日本锂锂离子电池行业受到影响,部分需求向韩国市场转移。中国钴酸锂主要出口到韩国三星和LG。此外,近年来,三星扩张比较快,这直接推动中国钴酸锂出口量的增长。8月份以后,我国钴酸锂出口量显着增长的主要原因是天津巴莫科技有限公司进入了韩国锂离子电池厂家的采购体系,仅12月份天津巴莫的出口量达到258吨,全年实际出口量779吨,大部分是在8月份以后完成,而天津巴莫2010年仅出口3吨。钴酸锂出口前四名的厂家分别是湖南瑞翔、当升科技、无锡光未来和天津巴莫,出口占有比例依次是38.81%、27.65%、16.29%和17.25%。在价格方面,依然保持着弱势,2011年钴酸锂均价同比下降16%,占成本70%的原材料氯化钴均价同比下降10.42%(如图6所示)。在工艺流程没有大幅改善的情况下,成品价格降幅远大于原料降幅,说明我国在钴酸锂定价权并没有优势,主要是因为产品同质化竞争,客户依赖度高。

2011年是中国锂离子电池行业接触及开发镍钴锰三元正极材料的第7个年头,2004年至2006年中国三元材料发展并不如意,市场份额非常小,但是三元正极材料企业抓住2007年金属钴价格飙涨,钴酸锂也随之上涨的替代机遇,努力提升技术进步,市场份额有了较大的提升。2011年实际产量8500吨,占据正极材料28.42%市场份额,居第二位。2011年三元材料均价约15.6万元/吨,同比下降23.9%;而主要原材料镍降幅仅为8.38%(如图7所示)。因为三元材料受制于专利问题,目前绝大部分市场针对山寨手机/笔记本、电动工具等,很难为大厂配套,且出口至今未实现,所以议价能力较差。三元材料产量前五名分别是深圳天骄、宁波金和、湖南杉杉、重庆特瑞和青岛新正,这五家企业占三元材料市场份额的80%以上。

2011年如果不是通用公司雪佛兰旗下的新能源品牌汽车沃蓝达的自燃事故,或许锰酸锂的市场占有率将高于现有水平,而国内大部分企业将会蜂拥投资锰酸锂。尽管锰酸锂发展曲折,但依然保持强劲的增长势头,2011年中国产量达6150吨,占据正极材料市场20.57%份额;根据海关统计数据显示,出口总量是295.78吨,主要出口韩国、台湾等地;进口总量66.73吨,主要从日本进口65.73吨,美国1吨(如图8所示)。从07年以来,锰酸锂的价格下降近一半,而主要原料电解锰的价格维持在1.5至2万元/吨的区间(如图9所示)。这是因为规模化效应、技术进步,尤为重要的是大部分中国锰酸锂厂家的定位集中在中低端,而这部分需求对锰酸锂需求较少,并且大型动力锂离子电池的产量有限。主要的生产厂家有青岛乾运、云南汇龙、盟固利电源、河北强能、深圳源源新材料、临沂杰能、无锡晶石和广州鸿森等。

磷酸铁锂是中国近两年来正极材料的“吸金王”,然而由于电动汽车市场的发展远远低于预期,导致磷酸铁锂的全年产量仅有2600吨,大部分企业的产能处于闲置状态。高工锂电产业研究所认为,磷酸铁锂面临的核心问题是产品一致性,磷酸铁锂对合成工艺条件的敏感性远远大于目前产业化的其他正极材料,即合成的工艺条件要做到严格一致才能确保批次的稳定性。即使中方在“磷酸铁锂专利无效诉讼”中胜诉,但是工艺系统性设计、产能无序扩张等问题仍然是磷酸铁锂行业发展必须面对的难题。目前,磷酸铁锂主要的生产厂家有台湾立凯、台湾长圆科技、天津斯特兰、烟台卓能等。

前方路途不平坦

2011年对于中国正极材料企业而言是困难的一年,2012年会否苦尽甘来呢?根据高工锂电产业研究所不完全统计,2008年以来正极材料投资额达到48.22亿元,2010年的投资额超过了2008年之前正极材料投资总和(如图10所示)。其中有60%的金额是投向磷酸铁锂,规划产能超过5万吨,即使电动汽车达到50万辆,磷酸铁锂的需求也不会超过3万吨。另外,有一批企业看好锰酸锂在动力汽车方面的应用,正在筹划新建产能。未来3年内,正极材料行业尤其是磷酸铁锂和锰酸锂很可能会陷入恶性竞争循环圈。

钴、镍、锰、锂等金属占正极材料生产成本的比例非常大,美联储的宽松货币政策持续至2014年中期,对金属价格上涨产生积极推动作用;随着工业产品需求增加,金属资源不断减少,在供需紧张的情况,中期看,金属价格将上涨。我国大部分正极材料生产企业同质化竞争,与下游客户议价能力弱。因此,即使摆脱行业亏损的困局,但仍将保持较低毛利率水平。

三元材料、磷酸铁锂的核心技术专利仍然牢牢被美国企业和加拿大把控,即使专利在中国无效,但是也很难进入国际大厂,这使得中国正极材料的市场空间大大萎缩。与此同时,日本研究机构及企业在正极材料研究方面也颇有斩获,户田工业、田中化学研究所和三洋电机在固溶类(Li2MnO3-LiMO2)进展顺利,丰田汽车在改善磷酸锰-锂方面也取得一定成果等等。我国正极材料的研究与美日国家相比差距甚大,产品在高端领域竞争力差。

虽然我国正极材料的前途并不平坦,但是企业只要专心致志做好产品,不要纠结于锰酸锂和磷酸铁锂的路线之争,在便携式小型锂离子电池、储能动力大型锂离子电池广阔的市场中一定能获得一席之地。

[责任编辑:赵卓然]

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