锂电池正极材料:三元、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂产业链梳理
一般而言,市场对锂电池的评价主要涉及能量密度、循环寿命、安全性和成本等维度,而决定这些性能的主要因素是正极材料,其成本占到了锂电池整体成本的40%左右。
目前锂离子电池常见的正极材料主要有四种,分别是磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂及新型三元材料等。“三元材料和磷酸铁锂是现在市场中最主流的两大材料,双方在成本、性能等方面各有优劣。
磷酸铁锂电池具有安全性好、原材料易获得、低成本、循环性能优异的优点,但能量密度较低,普遍维持在160Wh/kg左右。三元锂电池最大的优势在于其能量密度高,可以达到350Wh/kg,但热失控风险大,循环寿命短,同时原材料成本高也是三元锂电池的发展短板。
目前,就国内锂电池正极材料整体产业情况来看,正极材料处于产业链的中游,是决定锂电池成本和性能的关键环节,厂商类型多样。本文按照正极材料类型梳理相关供应商基本情况,大致分为三元材料供应商、磷酸铁锂厂商、磷酸锰铁锂厂商,并附加近年从上游原材料领域跨界至中游正极材料的部分企业梳理。
三元材料厂商
目前,在三元正极材料中提高镍的含量是镍钴锰三元锂电池较为明显的发展趋势,这么做一方面可以提升电池能量密度,进而提高电动汽车续航里程,另一方面可以缓解由于钴价飞涨导致的成本问题。因此高镍化也成为了三元正极材料发展的明显方向,以8系、9系产品为主的三元材料厂商市场份额有望进一步提高。
容百科技
宁波容百新能源科技股份有限公司成立于2014年,2019年上市共拥有141项注册专利,产品以高镍三元正极材料为主,包括NCM523,NCM622,NCM811,Ni90,NCA等,其中NCM811产品技术与生产规模均处于行业领先地位,连续多年国内市占率第一。
巴莫科技
天津巴莫科技有限责任公司成立于2002年,为国内三元正极材料头部企业,华友钴业控股。主要产品为钴酸锂和三元材料(含高镍)。拥有天津和成都两处产业基地,其中成都巴莫科技今年4月获评全球首家锂电池正极材料“零碳工厂”认证。
巴莫科技现具备年产10万吨正极材料的生产能力。主要客户包括宁德时代、比亚迪、宁德新能源、三星和LG等。2020年,巴莫科技实现营收超40亿元,归母净利润1.89亿元。
当升科技
北京当升材料科技股份有限公司成立于2001年,起源于央企矿冶科技集团有限公司的一个课题组,2010年在创业板上市。累计获得授权专利200项,主营业务包括锂电正极材料和精密模切设备。产品以多元材料、钴酸锂和锰酸锂为主,今年7月发布了超高镍无钴、新型富锰正极、磷酸锰铁锂、固态锂电正极、固态电解质和钠离子电池正极材料等6款新品。
2021年年底公司实际产能接近5万吨。客户覆盖三星SDI、LG化学、松下、宁德时代、比亚迪、比克电池等国际知名锂电厂商。当升科技上半年预计实现归母净利润9亿元–10亿元,同比增长101.33%–123.70%。
长远锂科
湖南长远锂科股份有限公司成立于2002年,2021年上市拥有近80项自主创新专利。主要产品包括多元材料前驱体、多元正极材料、钴酸锂等锂电正极材料和镍氢电池正极材料。今年4月,长远锂科公告称将投建年产6万吨磷酸铁锂项目,布局磷酸铁锂正极材料。
2021年,长远锂科三元正极材料产能达4.09万吨。客户包括宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、欣旺达、孚能科技、塔菲尔、蜂巢能源等主流锂电池生产企业。
振华新材
贵州振华新材料股份有限公司成立于2004年,2021年上市是国内领先的正极材料供应商,累计获得自主知识产权发明专利授权15项,主攻单晶三元材料技术,包括中镍、中高镍及高镍在内的多种型号一次颗粒大单晶镍钴锰酸锂三元正极材料(NCM),是该公司的核心竞争产品。
2021年底,公司已建成年产5万吨正极材料生产线,现有客户包括宁德时代、孚能科技、多氟多、天津力神、珠海冠宇、微宏动力等电池厂商。振华新材上半年归母净利润6.5亿元至7亿元,同比预增330.29%至363.39%。
瑞翔新材
南通瑞翔新材料有限公司成立于2006年,现为甘肃金川集团下属控股公司,是国内正极材料市场占有率排名前10强企业。拥有发明专利四十余项。产品主要有三元材料、锰酸锂。现有产能3万吨,覆盖中、日、韩锂电客户。
厦钨新能
厦门厦钨新能源材料股份有限公司是厦门钨业股份有限公司的全资子公司,于2016年从母公司分立,2020年分拆至科创板上市。公司产品涵盖钴酸锂、三元材料、前驱体、锰酸锂、磷酸铁锂、高镍材料、NCA等全系列能源新材料产品,其中NCM三元材料主要类型以高电压系列产品为主,新款高电压6系三元材料已成功应用于续航里程超1000公里的电动车上。
2021年底,厦钨新能正极材料产能约为8万吨。客户包括松下、三星、宁德新能源、LGC、中创新航、比亚迪、亿纬锂能、国轩高科等知名电池厂商。厦钨新能上半年归母净利润达5.32亿元,同比增长112.19%。
磷酸铁锂厂商
磷酸铁锂是发展较早也是技术相对成熟的一种正极材料,在2014年左右就得到了快速发展。从2017年开始,由于新能源汽车补贴政策鼓励高续航里程、高能量密度的车型,加之电动汽车市场本身对续航里程越来越看重,能量密度“天花板”更高的三元材料逐渐超过磷酸铁锂成为市场主导。
但最近两年,随着钴镍价格走高,磷酸铁锂成本优势明显,加之头部电池厂商通过改变模组结构(如比亚迪刀片电池)使磷酸铁锂最高能量密度提高至255Wh/kg,磷酸铁锂由此实现了“逆袭”。中国汽车动力电池产业创新联盟数据显示,2021年国内三元电池全年装机量为74GWh,占比48%,磷酸铁锂电池全年装机量为80GWh,占比52%,磷酸铁锂电池全年动力装机量首次超过三元电池。
2022年Q1磷酸铁锂材料竞争格局
湖南裕能
湖南裕能新能源电池材料股份有限公司成立于2016年,宁德时代和比亚迪2020年入股,宁德时代和比亚迪2020年入股,既是股东也是大客户,产品以磷酸铁锂为主,2021年占总营收近99%,同时包括三元材料等锂离子电池正极材料。服务于宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、蜂巢能源、远景动力、赣锋锂电、瑞浦能源、宁德新能源等客户
湖南裕能现有磷酸铁锂年产能19万吨。2021年湖南裕能磷酸铁锂出货量约12万吨,市占率25%,国内排名第一。2022年第一季度,湖南裕能实现归母净利润10亿元,同比增长1772.93%。
德方纳米
深圳市德方纳米科技股份有限公司成立于2007年,2019年上市已获授权发明专利50余项。公司早期从事纳米材料开发,并在2008年成功将纳米化技术应用于磷酸铁锂,核心产品是纳米磷酸铁锂,采用自热蒸发液相法制取,服务于宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等客户,并和宁德时代、亿纬锂能成立合资公司,进行大规模扩产。德方纳米现有产能15.5万吨。2021年德方纳米磷酸铁锂出货量超9万吨,市占率19%,国内排名第二。
国轩高科
合肥国轩高科动力能源有限公司成立于2006年,不仅是国内一线动力电池厂商,也是磷酸铁锂正极材料的主流供应商。国轩高科在安徽庐江、安徽肥东、江西宜春、内蒙古乌海和阿根廷胡胡伊省拥有自建材料基地,主营产品包括磷酸铁锂、三元正极材料等,以自供为主。
2021年国轩高科磷酸铁锂材料出货量超5万吨,市占率10.4%,国内排名第三。
湖北万润
湖北万润新能源科技股份有限公司于2010年成立,今年8月科创板IPO过会,预计年内上市。主要产品涵盖磷酸铁锂正极材料及前驱体、锰酸锂正极材料等,服务于宁德时代、比亚迪、万向一二三、中航锂电、赣锋锂业、亿纬锂能等客户。
湖北万润现有年产能4万吨,2021年国内磷酸铁锂材料市占率8.3%,磷酸铁锂出货量排名第四。
龙蟠科技
江苏龙蟠科技股份有限公司成立于2021年收购贝特瑞磷酸铁锂所有业务成立常州锂源,磷酸铁锂是公司目前收入主要来源。产品包括磷酸铁锂、高镍三元前驱体锂电池材料等。服务于宁德时代、比亚迪、瑞浦能源、亿纬锂能、力神电池等客户。
现有磷酸铁锂年产能9万吨。2021年国内磷酸铁锂材料市占率6.4%,磷酸铁锂出货量排名第五。
融通高科
湖北融通高科先进材料有限公司立于2016年,主营锂电池正极材料研发、生产、回收循环利用,其自主研发的高压实磷酸铁锂正极材料,性能指标行业领先,服务于比亚迪、派能科技、南都电源等客户。
融通高科已建成年产10万吨磷酸铁锂正极材料产线,正在扩建超30万吨磷酸铁锂材料和循环利用产线,预计今年公司营业收入将超百亿。
安达科技
贵州安达科技能源股份有限公司1996年,2014年在新三板挂牌上市。产品以磷酸铁锂及其前驱体磷酸铁为主。服务于比亚迪、宁德时代、中航锂电、中兴派能等客户。其中,比亚迪既是安达科技的第一大客户,也是安达科技的第九大股东。
磷酸锰铁锂厂商
在磷酸铁锂中掺杂一定比例的锰元素后,磷酸锰铁锂材料相比磷酸铁锂可提升15%-20%的能量密度,此外,磷酸锰铁锂具有成本优势,比磷酸铁锂低约28%。
今年7月以来磷酸锰铁锂市场消息不断。一些分析机构认为,由于磷酸锰铁锂和磷酸铁锂在制备方法上相似,因此现阶段相厂商以磷酸铁锂头部厂商为主,此外三元材料龙头容百科技也有借磷酸锰铁锂进军磷酸铁锂市场的意图。
容百科技
作为国内三元材料龙头企业,容百科技在今年7月的发布会上,表示计划布局磷酸锰铁锂正极材料。
当升科技
三元材料龙头当升科技在今年7月的发布会上推出磷酸锰铁锂新款正极材料——LMFP-6M1,该产品是将磷酸锰铁锂单独使用,其中锰含量高达65%,比容量达到155mAh/g。可与目前的磷酸铁锂产线共用。
德方纳米
7月22日,宁德时代在动力电池大会中表示,M3P电池已开始量产,而M3P电池使用的磷酸锰铁锂材料,将由德方纳米供应。德方纳米相关负责人表示,今年四季度公司将有11万吨磷酸锰铁锂正极材料投产。
珩创纳米
江苏珩创纳米科技有限公司是一家从事磷酸锰铁锂正极材料研发生产的初创企业,创始团队来自陶氏化学以及GE。公司拥有从陶氏化学买断的磷酸锰铁锂及其他电池材料的全球核心专利。珩创纳米目前在建年产能5千吨,预计年底投产。
新型技术路线磷酸锰铁锂异军突起也使得国内锂电池正极材料产业格局还在持续变动中。
磷酸锰铁锂(LMFP)作为磷酸铁锂的升级版,是基于磷酸铁锂基础上添加锰元素而获得的新型正极材料,兼顾高能量密度与高安全性。在钴价飙升倒逼下,磷酸锰铁锂也逐渐走进公众视野。
综合性能优势使磷酸锰铁锂愈发受到市场青睐,布局该领域的电池企业、正极材料厂商等玩家增多,产业化提速。
预计,2023年磷酸锰铁锂正极材料有望迎来一定规模出货。到2025年,磷酸锰铁锂正极材料出货量将超35万吨,相比磷酸铁锂材料市场渗透率将超15%。
尽管磷酸锰铁锂仍处于市场应用的初期,但是其未来潜在的市场空间可能在百亿甚至千亿级别。瞄准此预期,电池企业、正极材料企业纷纷行动。
目前,在电池企业方面,宁德时代、比亚迪、中创新航、孚能科技、国轩高科、蜂巢能源、星恒电源、瑞浦兰钧、天能股份等都在加大磷酸锰铁锂赛道的布局。
从技术演化上看,基于高锰化的磷酸盐体系电池,正在成为动力电池技术演化的重要方向。市场需求风向也在逐渐发生变化。
从国内外车企的配套和选择来看,无论是特斯拉、大众等国际品牌,还是蔚来、理想等新势力品牌,亦或是吉利、长城等自主品牌都在加大导入磷酸锰铁锂电池的配套应用。
基于安全、成本、性能、回收等多方面的考量,再加上电池技术的持续迭代,预计高锰化的磷酸盐体系电池将占据更大的市场份额。
值得注意的是,由于双电压平台不稳定,电导率较低的技术问题尚未解决,磷酸锰铁锂目前的制备工艺仍有提升空间,现阶段磷酸锰铁锂更适合与三元(8系)、锰酸锂、钴酸锂等正极材料掺杂使用。
在磷酸锰铁锂与三元8系掺杂的情况下,其能量密度与三元5系相当,但相比三元5系安全性和循环性更高,复合价值明显。
从目前市场应用情况来看,磷酸锰铁锂也将从以小动力轻型车为主的应用场景,逐渐渗透到大动力场景中。
下游应用市场需求提速,入局玩家增多,未来2-3年磷酸锰铁锂将更多的以复配三元材料方式加以应用;长远来看,随着其成本下降,循环性能改善,将加速完成从辅材到主材(代替LFP)的升级过程。
(来源:电池资讯问我)