《言之有“锂”》系列报告(三)洞悉锂电核心材料

（以下内容从光大期货《《言之有“锂”》系列报告(三)洞悉锂电核心材料》研报附件原文摘录）
　　《言之有“锂”》系列报告（三） 洞悉锂电核心材料 重要提示 本订阅号所涉及的期货研究信息仅供光大期货专业投资者客户参考，用作新媒体形势下研究信息和研究观点的沟通交流。非光大期货专业投资者客户，请勿订阅、接收或使用本订阅号中的任何信息。本订阅号难以设置访问权限，若给您造成不便，敬请谅解。光大期货不会因关注、收到或阅读本订阅号推送内容而视相关人员为光大期货的客户。 产业链全景：在锂的消费结构中，电池领域占比近约80%。从锂电的产业链来看，在矿端提取原料后，经过原材料的加工，形成不同的正极材料，从而制得不同性能的电池，应用在不同领域。随着新能源汽车产业快速发展，对动力电池和储能电池的技术要求不断提升。此外，其他传统行业的锂消费占比约20% 锂电池组成：从结构组成上，可分为电芯、模组、电池包；从电池形状来看，可以分为圆柱形，方形/刀片形和软包；从电池原材料上看，四大关键材料有正极材料、负极材料、隔膜和电解液。 正极材料：作为电池的关键部分，其性能直接影响电池的性能，在锂电池的成本约占40%，正处在产能快速扩张的阶段。 ·三元材料：我国三元前驱体和三元材料发展趋向高镍化；电池具有能量密度高的特点，但其安全性较差，且高镍的技术难度较高。 ·磷酸铁锂：电池安全性较高，但能量密度比三元电池小。 ·钴酸锂：电池放电平稳，循环性能好，但安全性一般，成本较高。 ·锰酸锂：电池成本较低，安全性好，但电池容量衰减较快。 负极材料：起着能量的储存与释放的作用，影响着锂离子电池的能量密度，在电池成本中约占10%。 电解液：起到保证电池获得高电压、高比能的作用，在电池成本构成中约占5%-10%左右。 隔膜：能够防止电池内部短路，在电池成本中约占10%-20%。 一、锂的消费结构 在锂的消费结构中，电池领域占比近约80%。从锂电的产业链来看，在矿端提取原料后，经过原材料的加工，形成不同的正极材料，从而制得不同性能的电池，应用在不同领域。随着新能源汽车产业快速发展，对动力电池和储能电池的技术要求不断提升。常见锂电池主要有三元电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池和锰酸锂电池。其中，镍钴锰电池和磷酸铁锂电池应用范围广泛；NCA电池国内还未大规模铺开；钴酸锂电池和锰酸锂电池主要应用在3C及新型消费品、小动力等领域。据 EVTank，2022年全球锂离子电池总体出货量957.7GWH，同比增长70.3%，其中，动力电池出货量为684.2GWH，储能电池出货量159.3GWH，小型电池出货量 114.2GWH；2022年中国锂离子电池出货量达660.8GWh，同比增长97.7%，占全球锂离子电池总体出货量的69%。 三元电池和磷酸铁锂电池广泛应用在新能源汽车和储能领域，而这两个行业也处在快车道中。据TrendForce，2022年全球新能源车销量约1065万辆，同比增长63.6%。据乘联会，今年5月，新能源车厂商批发渗透率33.7%，国内零售渗透率33.3%；1-5月，新能源汽车累计批发277.8万辆，同比增长46.5%、累计零售242.1万辆，同比增长41.1%。据《储能产业研究白皮书》，截止2022年全球已投运电力储能项目累计装机规模237.2GW，中国占比25%，其中新型储能累计装机规模45.7GW，年增长率80%，在新型储能设备中，锂电池占比近95%；2022年中国新增项目装机规模16.5GW，其中新型储能新增规模7.3GW，在新型储能中，锂电池占比也近95%。但需要注意的是，6月29日国家能源局综合司发布关于征求《防止电力生产事故的二十五项重点要求（2022年版）（征求意见稿）》意见的函，其中提到中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池。 此外，其他传统行业的锂消费占比约20%。陶瓷和玻璃方面，碳酸锂（或直接使用锂矿）有助于降低烧制温度，改善产品性能；润滑脂方面，锂基润滑脂相比其他具有良好的抗水性、稳定性；医疗方面，碳酸锂可作为安眠药和镇定剂，治疗狂躁症、关节炎、癫痫等疾病；其他方面，金属锂可以提升合金性能，也可以用作冷却剂；溴化锂可以有效吸收水蒸气，调节空气湿度。 二、锂电池 从结构组成上，动力电池可分为电芯（Cell）、模组（Module）、电池包（Pack）。电芯是动力电池的最小单位，是由正负极、隔膜和电解液构成，主流有圆柱形、方形和刀片电池；模组是由多个电芯串并联后封装而成；电池包是由多个模组、电池管理系统（BMS）、热管理系统、电气系统及结构件等组成。 从电池形状来看，可以分为圆柱形，方形/刀片形和软包。将正极材料涂在铝箔上，负极材料涂在铜箔上，夹上隔膜，或卷绕、或叠片，封装后再注入电解液，形成圆柱、方形以及软包电池。 从电池原材料上看，四大关键材料有正极材料、负极材料、隔膜和电解液。正极材料作为电池的关键部分，其性能直接影响电池的性能；负极材料起着能量的储存与释放的作用，影响着锂离子电池的能量密度；电解液起到保证电池获得高电压、高比能的作用；隔膜能够防止电池内部短路。 三、正极材料 正极材料作为电池的关键部分，其性能直接影响电池的性能。据江特电机，正极材料在锂电池的成本占比达到40%；在正极材料成本的构成中，碳酸锂在磷酸铁锂正极材料成本构成中约占40%，在三元正极材料成本构成中占20-30%。常见正极材料包括：三元材料，磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂，按近一年的产量测算，三元材料占比约35%，磷酸铁锂占比约57%，锰酸锂占比约4%，钴酸锂占比约4%。 3.1 三元材料 三元材料是在钴酸锂的基础上，用镍和锰取代一部分钴而得到的新材料，其中，镍的作用是增大电池容量，钴的作用是稳定结构、改善循环和倍率性能，锰的作用是保障电池稳定。三元材料制备方法丰富多样，主要有高温固相法、共沉淀法、溶胶凝胶法等，在制得前驱体后，与锂盐固相混合后煅烧制得。三元材料中常见的有NCM及NCA。镍钴锰（NCM）主要包括镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn），根据配比不同，三元材料性能也不同，常见镍钴锰电池有：333系、523系、622系和811系，数字则代表了配比比例；镍钴铝（NCA）主要包括镍（Ni）、钴（Co）、铝（Al），常见配比8:1.5:0.5。三元电池具有能量密度高的特点，但其安全性较差，且高镍的技术难度较高。 我国三元前驱体和三元材料发展趋向高镍化。我国当前三元前驱体月度产能约14万吨，2022年产量约85万吨，2023年1-5月产量共计约29万吨，同比减少1%。根据2023年1-5月数据，前驱体811占比约36%，622约25%，523约20%，NCA约19%，333约0.3%。我国当前三元材料月度产能约12万吨，2022年产量约66万吨，2023年1-5月产量共计约23万吨，同比减少2%。根据2023年1-5月数据，三元材料811占比约45%，523约26%，622约21%，9系约5%，NCA约3%，333约1%，7系约0.1%。从发展的维度来看，三元前驱体和三元材料低镍系占比逐渐降低，中镍系维持，高镍系占比快速增大，高镍系成为发展趋势。 三元前驱体以向日本、韩国出口为主。2022年，三元前驱体总出口约13万吨，总进口0.8万吨，净出口12.2万吨；2023年1-5月净出口5.7万吨，同比增加65%，其中出口至韩国占比约40%，日本占比约60%。 三元材料大部分依赖于从韩国进口，并向日韩及波兰等国家出口。2022年，三元材料总出口约10.5万吨，总进口约9.2万吨，净出口1.3万吨；2023年1-5月净出口0.3万吨，去年同期为净进口0.46万吨，其中出口至韩国占比约65%，波兰占约14%，日本占约13%。 3.2 磷酸铁锂 磷酸铁锂（LiFePO4）正极材料有多种工艺，分为固相法和液相法。其中，固相法是通过将原料研磨后煅烧制得磷酸铁锂，根据原料不同又分为磷酸铁法，草酸亚铁法和铁红法，应用更为广泛；液相法工艺难度大，是德方纳米独家技术，该方法是原材料混合后，进行搅拌溶解成液体状浆，通过自热蒸发水分，形成凝胶后经过初碎、造粒、烧结、粉碎和除铁得到纳米磷酸铁锂。 磷酸铁锂电池安全性较高，但能量密度比三元电池小。我国当前磷酸铁月度产能约20万吨，2022年产量约74万吨，2023年1-5月产量共计约34万吨，同比增长84%。我国磷酸铁锂月度产能约20.4万吨，2022年产量约98万吨，2023年1-5月产量共计约36万吨，同比增长32%。 3.3锰酸锂 锰酸锂（LiMn2O4）为黑色粉末，易溶于水，经原材料混合后、烧结、粉碎而制得。我国当前锰酸锂月度产能约2万吨，2022年产量约6.5万吨，2023年1-5月产量共计约2.7万吨，同比增长22%。锰酸锂电池成本较低，安全性好，但电池容量衰减较快，有A类和B类两个应用场景，A类主要用于动力电池，侧重于电池的安全与循环性能，如电动自行车等；B类主要用于消费电子，侧重于电池的高容量，如手机、充电宝等。 3.4钴酸锂 钴酸锂（LiCo02）是一种深蓝色粉末状无机化合物，易吸潮。我国当前钴酸锂月度产能约1.1万吨，2022年产量约7.7万吨，2023年1-5月产量共计约2.5万吨，同比减少23%。钴酸锂电池放电平稳，循环性能好，但安全性一般，成本较高。 四、负极材料 负极材料起着能量的储存与释放的作用，影响着锂离子电池的能量密度。据公开资料，在电池成本中，负极材料约占10%。负极材料可分为碳材料和非碳材料。碳材料中包括天然石墨负极材料、人造石墨负极材料等；非碳材料中包括钛基材料、硅基材料等。其中石墨负极导电效果更佳，性价比更高，主要应用于高能量密度和高功率密度的 3C 数码、电动汽车用动力电池等领域，而鉴于人造石墨与电解液相溶性更好，副反应少，循环性能好，成为市场主流，其更加适用于动力电池和储能电池，天然石墨则以圆柱电池和掺混为主。 我国目前负极材料月度产能24.8万吨，2022年产量131.4万吨，2023年1-5月产量51.2万吨，同比增长14%。据EVTank，2022年全球负极材料出货量达到155.6万吨，同比增长71.9%，其中，中国负极材料出货量同比增长84.0%达到143.3万吨，占比已经超过90%；预计全球负极材料出货量在2025年和2030年将分别达到331.7万吨和863.4万吨，其中90%以上将是中国企业生产。 五、电解液 电解液起到在电池正负极之间进行离子和离子化合物的传输，保证电池获得高电压、高比能的作用。据多氟多，在电池成本构成中，电解液约占5%-10%左右。2022年，我国电解液产量约69.1万吨，2023年1-5月产量约33万吨，同比增长37.4%。据EVTank，2022年全球锂离子电池电解液出货量突破百万吨，达到104.3万吨，同比增长70.4%；中国电解液出货量达到89.1万吨，同比增长75.7%，在全球电解液中的占比增长至85.4%。 六氟磷酸锂是一种白色结晶或粉末，潮解性强，具有良好的离子电导率和电化学稳定性，但热稳定性较差、易水解。2022年我国六氟磷酸锂产量10.5万吨，2023年1-5约产量约3.5吨，同比增长8%。2022年我国六氟磷酸锂进口量0.9万吨，出口量17.6万吨，净出口16.7万吨，少量从日本进口，向日本、韩国、德国、匈牙利、马来西亚、美国和英国出口。据多氟多，2021年，全球六氟磷酸锂出货量6.99万吨，同比增长48.7%；2022年出货量达到13万吨。预计全球电解液出货量在2025年和2030年分别达到234.6万吨和696.3万吨，带动六氟磷酸锂需求将达到29.3万吨和87万吨。 六、隔膜 隔膜是在正负极材料中间的多孔薄膜，能够防止电池内部短路。据公开资料，隔膜在电池成本中占比约10%-20%。根据制备方法，隔膜可以分为干法、湿法和涂覆隔膜。其中，干法隔膜用于电动汽车、电动自行车、电动工具、数码产品、储能用电池领域，湿法隔膜用于电动汽车、电动工具、高端数码类用锂离子电池，涂覆隔膜用于对安全性要求更高的动力、数码电动电池领域。 2022年我国隔膜产量约117亿平，2023年1-5月产量约47.6亿平，同比增长13%。进出口方面，我国少量进口干法隔膜，2022年净进口量约0.13万吨；我国以出口湿法隔膜为主，2022年净出口4.2万吨。据EVTank，2022年全球锂电池隔膜出货量为163.9亿平米，同比增长54.5%；2022年我国锂电隔膜出货量为133.2亿平米，同比增长65.3%，我国2022年湿法隔膜出货量占比达78.7%。 附：15家正极材料企业概况 往 期 回 顾 《言之有“锂”》系列报告（二）析毫剖厘锂盐供应 《言之有“锂”》系列报告（一） 锂矿盘点 免责声明 本订阅号是光大期货有限公司研究所（以下简称“光大期货研究所”）依法设立、独立运营的官方唯一订阅号。其他任何以光大期货研究所名义注册的、或含有“光大期货研究”、与光大期货研究所品牌名称等相关信息的订阅号均不是光大期货研究所的官方订阅号。 本订阅号所刊载的信息均基于光大期货有限公司已正式发布的研究报告，仅供在新媒体形势下研究信息、研究观点的及时沟通交流，尽管本订阅号所包含的信息是我们于发布之时从我们认为可靠的渠道获得，但我公司对本订阅号所载资料的准确性、可靠性、时效性及完整性不作任何明示或暗示的保证，其中的资料、意见等均反映相关研究报告初次发布当日的判断，可能需随时进行调整，本订阅号不承担更新推送信息或另行通知的义务。如需了解详细的期货研究信息，请具体参见光大期货有限公司已发布的完整研究报告。 本订阅号所载内容在任何情况下都不构成任何投资建议，任何投资者不应将本订阅号所载内容作为投资决策依据，订阅者应当充分了解各类投资风险，根据自身情况自主做出投资决策并自行承担投资风险。光大期货有限公司不对任何人因使用本订阅号所载任何内容所引致的任何损失负任何责任。 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