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锂电池

2018-06-23

基本信息

锂离子电池是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。 从行业生命周期的阶段来看,锂电池行业目前正处于快速成长期。

  • 锂电池主要组成材料:
    • 正极材料:锂;
    • 负极材料:石墨电极,技术相对比较成熟,且其集中度较高,产能由日本向中国转移比较明显。目前负极材料以碳素材料为主,占锂电池成本较低,在国内基本全面实现产业化。从区域看,中国和日本是全球主要的产销国,动力电池企业采购负极主要来自于日本企业。
    • 隔膜:目前世界上只有美国、日本、韩国等少数几个国家拥有行业领先的生产技术和相应的规模化产业。中国国产隔膜仍以干法为主,但是湿法出货量增速正在加快。
    • 电解液:从增长速度来看,中国电解液产量的增长速度明显高于全球。
    • 电池外壳;
  • 锂电池隔膜要求:
    • 具有电子绝缘性,保证正负极的机械隔离;
    • 有一定的孔径,对锂离子有很好的透过性,保证低电阻和高离子传导率;
    • 有足够的化学稳定性和电化学稳定性,有一定的耐湿性和耐腐蚀性;
    • 对电解液的浸润性好,有足够的吸液保湿能力和电子传导性;
    • 具有足够的力学性能,包括穿刺强度、拉伸强度等,但厚度尽可能小;
    • 热稳定性、自动关断保护性能好;

锂电池具有重量轻、体积小、能量密度较大、使用时间长又环保的特点,是未来重点发展产业。主要用于新能源汽车、3C领域等。 3C目前增长平稳,新能源汽车行业发展很快,在国家十三五计划中预计由2016年的50万辆增长到2020年的200万辆,发展前景巨大。

  • 从锂电池到充电桩,新能源汽车到无人驾驶,是整个产业的投资路线和内部接力规律;

  • 锂电池使用场景:
    • 动力锂电池:电动汽车、电动自行车;我国动力锂电池在锂电池全部应用中的占比有望从2015年的34%上升至2020年的70%,动力电池将成为锂电池的主要应用场景;
    • 消费锂电池:手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机、VR、无人机、可穿戴设备;消费类锂电池应用的占比逐年下降;
    • 储能锂电池:储能电站;储能锂电池作为新兴应用场景也逐渐受到重视,预计市场占比从2015年的6%小幅上升至2020年的8%;
  • 储能是解决新能源风电、光伏间歇波动性的重要手段之一。风力、光伏发电具有不稳定性,储能技术可助风电厂平滑输出功率。风电、光伏发电的间歇波动性特征严重限制其并网能力,是导致我国弃风、弃光现象严重的原因之一。2016年,我国弃风率高达17%,西部平均弃光率高达20%。而配置储能系统可以实现“削峰平谷”,解决可再生能源发电的大幅波动问题,为大规模并网创造条件。

产业链

  • 上游:锂、钴、石墨、铜箔;
  • 中游:正极材料、负极材料、电池液、隔膜、电池;
  • 下游:新能源汽车、消费电子、工业储能; 其中,上游的钴、锂和铜箔因为原材料稀缺,中游的正极材料因为技术含量高最易炒作,其次是中游的电解液、隔膜、电池。

龙头

  • 杉杉股份:公司作为目前我国最大的锂离子电池材料综合提供商,形成了成熟完整的锂离子电池材料产品体系,产品种类覆盖锂电池正极材料、正极材料前驱体、负极材料及电解液产品;
  • 天齐锂业:金属锂龙头,规模最大锂产品企业;
  • 赣锋锂业:氢氧化锂龙头,是国内规模化利用含锂回收料生产锂产品的企业之一;
  • 创新股份:隔膜龙头,世界第一大锂电隔膜供应商;
  • 天赐材料:电解液产业链第一股,主要产品为锂离子电池材料及有机硅橡胶材料;
  • 先导智能:锂电设备龙头企业,客户均为国内一线锂电企业;
  • 洛阳钼业:全球第二钴生产商,公司于刚过(金)运营Tenke铜钴矿,间接持有该矿56%权益,同时拥有该矿24%股权的独家购买权;
  • 华友钴业:金属钴龙头,国内市场占有率最大,公司主要生产四氧化三钴、氢氧化钴、硫酸钴等各类钴产品及电积铜、粗铜等铜产品;
  • 亿纬锂能:中国最大、世界第五的锂亚电池供应商,主营业务为锂系电池产品的设计开发与生产经营;
  • 宁德时代:全球领先的动力电池系统提供商,专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发生产

其他高相关度个股

  • 德赛电池:主营无汞碱锰电池、一次锂电池、锌空气电池、锂聚合物电池及其他种类电池、电池材料、配件和设备的技术开发和销售等;
  • 天际股份:全资子公司江苏新泰材料科技有限公司的年产6000吨六氟磷酸锂(电解液)产能及相关副产品项目;
  • 长园集团:收购湖南中锂80%股权,成国内最具竞争力的湿法隔膜企业之一;
  • 坚瑞沃能:国内最早成功研发磷酸铁锂新能源汽车动力电池、汽车启动电源、储能系统解决方案,并率先实现规模化生产和批量应用的动力锂电池企业之一;动力锂电池
  • 融捷股份:公司完成了对长和华锂的股权收购工作,与控股股东共同投资设立成都融捷锂业,完善了锂业及深加工业务布局;
  • 当升科技:公司是国内率先出口锂电正极材料的供应商,目前国际前6大锂电巨头中拥有5家客户;
  • 科恒股份:参股公司主营业务包含公司正极材料的原材料钴、镍等材料,正积极拓展正极材料原料包括三元前驱体等方面;
  • 新宙邦:主营业务锂离子电池电解液,已成为索尼、松下、三线SDI等国际电化学龙头企业的合格供应商;
  • 中国宝安:负极材料国内市场占有率第一;所属板块太多,主营业务包括:酒店、旅游、房地产、高新技术、生物医药、物业管理
  • 鹏辉能源:产品包括3C电池和动力电池;
  • 格林美:公司完成凯力克的股权收购,完善了钴产品线,将下游产品拓宽至电极钴、钴酸锂、镍钴锰酸锂等,打通废旧电池、报废电池材料到新能源电池材料制造的循环产业链;
  • 星云股份:公司是国内领先的锂电池检测系统服务商;
  • 璞泰来:产品包括锂电池负极材料、自动化涂布机、涂覆隔膜、铝塑包装膜、纳米氧化铝等关键材料及工艺设备;
  • 星源材质:生产锂离子电池隔膜,已向韩国LG、法国SAFT等海外知名锂离子电池厂商批量出口;
  • 欣旺达:主营3C锂电池模组;
  • 国轩高科:主营业务为新能源汽车动力电池与输变电产品,公司锂电池装机量仅次于宁德时代和比亚迪;
  • 多氟多:公司六氟磷酸锂产品是市场普遍认可的高性价比进口替代品,产品被国内主流电解液生产厂商广泛使用;
  • 诺德股份:公司是以锂电池铜箔为主营的唯一公司;
  • 金银河:公司锂电池设备研发下设多个项目部,主要有双面同时挤压项目部、隔膜涂布项目部、液压分条项目部等;
  • 赢合科技:公司是唯一一家具备锂电设备交付能力的设备厂商,同时也是国内少数专注锂电行业MES服务商;
  • 寒锐钴业:公司全资子公司赣州寒锐拟新建10000t/a金属量钴新材料及26000t/a三元前驱体项目;在刚果(金)设立了子公司刚果迈特,在当地采购钴、铜矿石;

行业变化

  • 钴产量不足:全球60%以上的钴产自政局不稳的民主刚果,而该国的开采技术瓶颈,进一步限制了钴的产量。在2016年出产66000吨创纪录后,2017年该国仅产出了64000吨钴。排名第二的生产国中国,2016年仅出产7700吨。此外,产业链上下游纷纷“囤货,导致钴更加供不应求。

  • 钴替代品:加州大学伯克利分校的研究团队在寻找钴的替代品上,近期有了重大突破。4月12日,相关论文在《自然》杂志(Nature) 上发表。据伯克利官网介绍,2014年,伯克利分校教授Gerbrand Ceder领导的团队发现被称为“无序岩盐”(Disordered rock salts)的无序材料,它可以储存更多的锂,从而使电池增加50%以上的容量。使用无序材料的另一个好处是能够避免使用钴:通过转向“无序岩盐”,电池设计人员可以自由使用种类更广泛的化学物质。例如,无序材料已经使用铬、钛和钼制成了。但是,现在谈无序材料替代钴还为时尚早。Ceder表示:“有很多的性能需要优化——电压、长期稳定性、是否容易合成——将一种电池材料用于商业化阶段还有很长的路要走。现在我们有一个如何制作这些材料的配方。”

  • 随着气候变温及能源危机进一步加剧,全球对新能源产业发展特别是锂电产业发展更加重视,青海省已探明锂资源储量约占全球总量的三分之一,目前,初步形成了较成熟的锂电产业链,发展了铜箔、铝箔等锂电配套产业,锂电产业集群正在快速崛起。预计到2018年底,推广应用新能源汽车将达8000辆以上。

参考


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