10月9日,諾貝爾委員會宣布2019諾貝爾化學獎獲得者為John·B·Goodenough(美國)、M·Stanley·Whittingham(英國)和Akira Yoshino(日本),以表彰他們在锂電池領域做出的重要貢獻。
盡管三位獲獎的科學家都和中國無關,但事實上,中國已經和日本韓國一并,成為锂電池産業鍊三強争霸中的一員。
中國目前擁有全球最大的锂電池産業鍊,據外媒數據,目前全球7成以上的锂電池産能來自中國。
電池革命
也許你并不熟悉Goodenough其人,但是你對他的發明一定毫不陌生。
他是“锂電之父”,是钴酸锂、錳酸锂、磷酸鐵锂等正極材料的發明人,我們日常離不開的各種電子産品中所使用的锂電池,無一不嵌套着他的理論——“嵌入、脫出”的工作機制。
Goodenough研發出钴酸锂正極材料,并在20世紀90年被索尼所采用并制造出第一款商用锂電池。
此後,锂電池行業的發展進入了快車道。
如今,锂電池已經成為日常生活中不可或缺的一部分,但仍未能跳出Goodenough的理論框架。
按照不同的電池正極種類和應用階段,我們可以将锂電池的曆史分為三個階段:
锂電池正極材料主要分類
1. 受消費電池驅動,正極材料以钴酸锂為代表
钴酸锂電池擁有最好的體積能量密度,但由于钴屬于稀有金屬,因此造價頗高,目前較多用在手機、筆記本電腦等消費3C電子産品中。
2. 随着新能源汽車市場放量,磷酸鐵锂快速增長
磷酸鐵锂電池能量密度較低,但安全性能非常好,國内比亞迪、甯德時代、國軒高科等企業均有生産,也是國内大巴普遍采用的動力電池品種。
3. 受新能源乘用車對長續航裡程需求與國家政策的推動,三元材料已成為市場需求主導
三元電池采用三種或三種以上金屬合成的正極材料。比如鎳钴錳酸锂三元、鎳钴鋁酸锂三元電池等等。
目前,中國電動車主要采用的是鎳钴錳酸锂三元正極材料(NCM),而美國的特斯拉則采用的是鎳钴鋁酸锂(NCA)作為正極材料。
具體來看,鎳钴錳酸锂三元正極根據其中鎳、钴和猛三種金屬元素配比的不同又可以細分為333、523、622、811等系列,其中鎳的含量逐步上升;電池能量密度也逐步提升。
由于特斯拉電池正極活性高,控制難度大,所以國内目前能生産NCA正極及電池企業偏少,而三星、LG、比亞迪、甯德有大量的NCM電池産能。
電動車重新定義锂行業需求
钴酸锂電池的成本的居高不下,帶出了三元锂電池的普及。
由多種材料聚合而成的三元锂電池,原材料供應相對更為充足,價格穩定,成本也更低,因而目前已經成為新能源電動汽車電池中的主流選擇。
受益于新能源汽車銷量的快速增長普及,動力電池的裝機量同樣快速上升。
動力電池成為拉動锂電池需求的主要動力
锂行業需求假設
注:以上述模型預測,2022E锂市場到49萬噸,2028E锂市場到106萬噸。锂市場需求預測模型對于子行業增速假設非常敏感,必須要不斷跟蹤,不斷修正。
從全球範圍來看,锂資源的總量豐富,且分布集中。從全球锂貿易來看,中國是最活躍的锂鹽貿易市場,且全球維度,中國锂鹽生産量和消費量均占到一半左右。
全球供給分企業市場份額
來源:國泰君安研究團隊