10月9日,诺贝尔委员会宣布2019诺贝尔化学奖获得者为John·B·Goodenough(美国)、M·Stanley·Whittingham(英国)和Akira Yoshino(日本),以表彰他们在锂电池领域做出的重要贡献。
尽管三位获奖的科学家都和中国无关,但事实上,中国已经和日本韩国一并,成为锂电池产业链三强争霸中的一员。
中国目前拥有全球最大的锂电池产业链,据外媒数据,目前全球7成以上的锂电池产能来自中国。
电池革命
也许你并不熟悉Goodenough其人,但是你对他的发明一定毫不陌生。
他是“锂电之父”,是钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等正极材料的发明人,我们日常离不开的各种电子产品中所使用的锂电池,无一不嵌套着他的理论——“嵌入、脱出”的工作机制。
Goodenough研发出钴酸锂正极材料,并在20世纪90年被索尼所采用并制造出第一款商用锂电池。
此后,锂电池行业的发展进入了快车道。
如今,锂电池已经成为日常生活中不可或缺的一部分,但仍未能跳出Goodenough的理论框架。
按照不同的电池正极种类和应用阶段,我们可以将锂电池的历史分为三个阶段:
锂电池正极材料主要分类
1. 受消费电池驱动,正极材料以钴酸锂为代表
钴酸锂电池拥有最好的体积能量密度,但由于钴属于稀有金属,因此造价颇高,目前较多用在手机、笔记本电脑等消费3C电子产品中。
2. 随着新能源汽车市场放量,磷酸铁锂快速增长
磷酸铁锂电池能量密度较低,但安全性能非常好,国内比亚迪、宁德时代、国轩高科等企业均有生产,也是国内大巴普遍采用的动力电池品种。
3. 受新能源乘用车对长续航里程需求与国家政策的推动,三元材料已成为市场需求主导
三元电池采用三种或三种以上金属合成的正极材料。比如镍钴锰酸锂三元、镍钴铝酸锂三元电池等等。
目前,中国电动车主要采用的是镍钴锰酸锂三元正极材料(NCM),而美国的特斯拉则采用的是镍钴铝酸锂(NCA)作为正极材料。
具体来看,镍钴锰酸锂三元正极根据其中镍、钴和猛三种金属元素配比的不同又可以细分为333、523、622、811等系列,其中镍的含量逐步上升;电池能量密度也逐步提升。
由于特斯拉电池正极活性高,控制难度大,所以国内目前能生产NCA正极及电池企业偏少,而三星、LG、比亚迪、宁德有大量的NCM电池产能。
电动车重新定义锂行业需求
钴酸锂电池的成本的居高不下,带出了三元锂电池的普及。
由多种材料聚合而成的三元锂电池,原材料供应相对更为充足,价格稳定,成本也更低,因而目前已经成为新能源电动汽车电池中的主流选择。
受益于新能源汽车销量的快速增长普及,动力电池的装机量同样快速上升。
动力电池成为拉动锂电池需求的主要动力
锂行业需求假设
注:以上述模型预测,2022E锂市场到49万吨,2028E锂市场到106万吨。锂市场需求预测模型对于子行业增速假设非常敏感,必须要不断跟踪,不断修正。
从全球范围来看,锂资源的总量丰富,且分布集中。从全球锂贸易来看,中国是最活跃的锂盐贸易市场,且全球维度,中国锂盐生产量和消费量均占到一半左右。
全球供给分企业市场份额
来源:国泰君安研究团队