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我國鋰電池四大關鍵材料發展水平究竟如何?

發布時間: 2016-04-13 09:12:14    來源: 電池中國網綜合
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[摘要]電池中國網認為,按照目前的發展狀況,我國在四大關鍵材料領域中,正極材料、負極材料和電解液都已逐步自給,只有隔膜材料還高度依賴進口,但是發展速度也很快。總體來說,我國動力電池核心技術并不缺失,產業化的基礎也比較厚實。可以預見,隨著企業加強技術研發和新能源汽車市場的推動,我國動力電池的質量會進一步提升,并迎來發展的好時期。

  近日,全國乘用車市場信息聯席會、中國汽車工業協會陸續公布2016年3月份新能源汽車產銷量相關數據,與之前媒體預測相符,2016年第一季度新能源汽車的產銷量大幅提升,其中純電動車的銷量同比增長1.4倍。
  預計到新能源汽車的高速增長,2016年各鋰電池企業紛紛擴產。相對以往單純追求產能的突破外,行業內先行企業把目光投射到材料研發帶來的電池產品性能提升上。那么。我國鋰電池四大關鍵材料發展水平究竟如何呢?
  正極材料呈現中、日、韓“寡頭聚集”的格局
  鋰電池主要由五部分構成,即正極材料、負極材料、電解液、隔膜和包裝材料。其中,包裝材料和石墨負極技術相對成熟,成本占比不高。鋰離子電池的核心材料主要是正極材料、電解液和隔膜。其中,正極材料是鋰電池最為關鍵的原材料,占鋰電池成本的30%以上。
  目前世界范圍內已進入商業化的正極材料包括鈷酸鋰(LCO)、三元材料(NCM)、錳酸鋰(LMO)和磷酸鐵鋰(LFP)等。各個國家乃至各個廠商對正極材料的選擇不盡相同,日本和韓國主要開發錳酸鋰(LMO)和鎳鈷錳酸鋰三元材料(NCM),中國更偏向磷酸鐵鋰(LFP)的發展。
  縱觀全球,鋰電池正極材料呈現中、日、韓“寡頭聚集”的格局。日本和韓國的鋰電正極材料產業起步早,整體技術水平和質量控制能力要優于我國鋰電正極材料產業,占據鋰電正極材料市場高端領域。在日韓鋰電池市場,主要鋰電企業的供應商選擇本土鋰電正極材料企業。由于中國大型鋰電正極材料近十年迅速發展,產品質量大幅度提高,并具備較強的成本優勢,近年來日韓鋰電企業開始逐步從中國進口鋰電正極材料,據悉目前中國鋰電正極材料市場份額已占據全球一半左右,未來發展空間仍廣闊。
  負極材料:技術成熟,產業轉向國內
  負極材料作為鋰電池的四大關鍵材料之一,決定了鋰電池充放電效率、循環壽命等性能。鋰電池負極材料國內技術成熟,碳材料種類繁多,成本比重最低,在5-10%左右。現階段負極材料研究的主要方向如下:石墨化碳材料、無定型碳材料、氮化物、硅基材料、錫基材料、新型合金和其他材料。
  目前負極材料以碳素材料為主,占鋰電池成本較低,在國內基本全面實現產業化。負極材料產業集中度高,從區域看,中國和日本是全球主要的產銷國,日本以三菱化學、日立化成(Hitachi Chemical)、JFE化學、吳羽化工(Kureha)等企業承擔了該國主要負極材料的產能。出于為接近資源、降低制造成本的考慮,日本的主要負極材料企業也紛紛將產能轉移到石墨資源豐富的中國。
  電解液:六氟磷酸鋰國產化 產能不斷向中國轉移
  電解液作為帶動鋰離子流動的載體,對電池的比容量、工作溫度范圍、循環效率和安全性能等至關重要,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能的保證,對鋰電池的運行和安全性具有舉足輕重的作用。電解液成本中電解質比重最大,也是電解液中技術壁壘最高的環節。
  六氟磷酸鋰以其獨特的性能優勢成為目前最廣泛的電解質。著眼全球,過去鋰電池電解液一直都是日韓廠商的天下(2011年日本瑞星化工、森田化學和關東電化是六氟磷酸鋰的主要生產商,占全球產能的55%左右),但是隨著中國技術的提高以及國內需求的日益增速,尤其是六氟磷酸鋰國產化后,電解液產能不斷向中國轉移。
  隔膜材料:國內技術實現突破,進口替代日趨明顯
  隔膜在成本構成上僅次于正極材料,占20-30%,隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能。
  目前市場上大規模使用的隔膜主要有單層聚乙烯膜(PE膜)、單層聚丙烯膜(PP膜)和3層PP/PE/PP符合面膜。這些隔膜的制備工藝主要是干法和濕法兩種。受益于下游新能源汽車動力電池需求的提升,全球鋰離子電池隔膜產業發展迅速。但國產隔膜主要集中于低端的干法隔膜產品領域,量產批次均勻性、穩定性較差,在質量上難以有效應用到動力鋰電池上,目前我國在鋰電池隔膜仍處于進口替代的階段。
  過去幾年里,鋰電隔膜的高毛利率吸引了大量新進入者,而新建產能集中在低端產品領域,造成了低端產品供過于求的局面,高技術壁壘使得中高端產品國內供給遠低于市場需求,特別是高端產品約90%為進口隔膜。全球隔膜行業集中于美日韓,國內發展空間大。
  電池中國網認為,按照目前的發展狀況,我國在四大關鍵材料領域中,正極材料、負極材料和電解液都已逐步自給,只有隔膜材料還高度依賴進口,但是發展速度也很快??傮w來說,我國動力電池核心技術并不缺失,產業化的基礎也比較厚實??梢灶A見,隨著企業加強技術研發和新能源汽車市場的推動,我國動力電池的質量會進一步提升,并迎來發展的好時期。

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