一、正極材料在鋰離子電池中成本占比最高
鋰電材料是指為鋰電池的生產過程中所需的各種原材料,能夠決定電池的性能、安全性、壽命和成本。目前,鋰電材料主要包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜、鋁塑膜等。
鋰電池正極材料是鋰電池電化學性能的決定性因素,對電池的能量密度及安全性能起主導作用,其在鋰離子電池中成本占比最高。
數據來源:觀研天下數據中心整理
二、得益于新能源汽車發(fā)展,我國鋰電池正極材料出貨量持續(xù)增長
根據觀研報告網發(fā)布的《中國鋰電池正極材料行業(yè)現狀深度分析與投資前景研究報告(2024-2031年)》顯示,隨著新能源汽車、智能手機等電子產品的普及,鋰電池正極材料的市場需求持續(xù)增長。特別是在新能源汽車領域,隨著續(xù)航里程要求的提高,對高性能正極材料的需求更加迫切。
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根據數據,2019-2023年我國鋰電池正極材料出貨量由40.4萬噸增長至248萬噸,預計2024年我國鋰電池正極材料出貨量達319萬噸,較上年同比增長28.6%。
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三、鋰電池正極材料中磷酸鐵鋰及三元材料占比大且技術發(fā)展路徑明確
鋰電池正極材料按照化學成分可分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等。其中,磷酸鐵鋰及三元材料出貨量較多,分別占比67%、26%,總占比達93%。與磷酸鐵鋰及三元材料相比,錳酸鋰和鈷酸鋰出貨量較少,分別僅占比4%、3%。
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磷酸鐵鋰材料主要得益于儲能與動力鐵鋰電池發(fā)展。數據顯示,2019-2023年我國磷酸鐵鋰材料出貨量由8.8萬噸增長至165萬噸,預計2024年我國磷酸鐵鋰材料出貨量達198萬噸,較上年同比增長20.0%。
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三元材料因其高能量密度、高電壓平臺以及良好的循環(huán)穩(wěn)定性而廣泛應用于現代電動汽車和便攜式電子設備中。2019-2023年我國三元材料出貨量由19.2萬噸增長至65萬噸,預計2024年我國三元材料出貨量達69萬噸,較上年同比增長6.2%。
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隨著下游對鋰電性能要求不斷提升,各類正極材料都將迎來一輪新的技術迭代和升級,其中磷酸錳鐵鋰和高鎳三元兩條技術路徑最為明確,磷酸錳鐵鋰電池商業(yè)應用步伐加快,高鎳三元在三元電池中的占比也將持續(xù)提升。
鋰電池正極材料發(fā)展方向
正極材料 | 發(fā)展方向 |
磷酸鐵鋰 | 磷酸鐵鋰電池的能量密度已經接近“天花板”。磷酸錳鐵鋰(LMFP)作為磷酸鐵鋰的升級版,磷酸錳鐵鋰(LiMnxFe1-xPO4)是在磷酸鐵鋰(LiFePO4)的基礎上摻雜一定比例的錳(Mn)而形成的新型磷酸鹽類鋰離子電池正極材料。通過錳元素的摻雜,一方面使得鐵和錳兩種元素的優(yōu)勢特點能夠有效結合,而另一方面錳和鐵的摻雜不會明顯影響原有的結構。高能量密度是磷酸錳鐵鋰相較磷酸鐵鋰的核心優(yōu)勢。磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰理論克容量(170mAh/g)一樣,但放電平臺卻不同;磷酸錳鐵鋰中錳離子開路電壓放電平臺為4.1V,磷酸錳鐵鋰總體放電平臺3.8V-4.1V;磷酸鐵鋰理論放電平臺是3.4V,實際水平3.2-3.3V。磷酸錳鐵鋰對比磷酸鐵鋰具有更高的電壓平臺,能量密度可以比其高出15%左右,且保留了磷酸鐵鋰電芯的安全性及低成本特性。磷酸錳鐵鋰過去受限于其較低的導電性能與倍率性能,商業(yè)化的進程緩慢。隨著碳包覆、納米化、補鋰技術等改性技術的進步,一定程度改善了其導電性,磷酸錳鐵鋰產業(yè)化進程開始加速。磷酸錳鐵鋰制備工藝與現有磷酸鐵鋰生產體系區(qū)別不大,主要需要通過包覆、摻雜、納米化等改性技術來解決其電導率較低的問題,兩者成本差異也在可接受范圍之內。多重優(yōu)勢使磷酸錳鐵鋰愈發(fā)受到市場青睞。 |
三元材料 | Ni 元素比例在60%及以上的稱為高鎳三元材料。高鎳化三元將持續(xù)成長為長續(xù)航車型的主流技術,隨著相關技術發(fā)展以及整車平臺功能整合,未來新能源汽車將持續(xù)向更高能量密度、更長續(xù)航里程發(fā)展,高鎳化三元鋰電池的發(fā)展趨勢愈加明顯。 |
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四、我國鋰電池正極材料行業(yè)較集中
鋰電池正極材料的制備技術涉及材料科學、化學、物理等多個領域,技術含量較高。技術壁壘下鋰電池正極材料行業(yè)較集中。數據顯示,2023年我國磷酸鐵鋰材料CR3達56%,其中湖南裕能、德方納米、萬潤能源出貨量分別占比30%、15%、11%。
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2023年我國三元材料CR3達41%,其中容百科技、天津巴莫、當升科技出貨量分別占比15%、14%、11%。
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2023年,我國鈷酸鋰材料中廈鎢新能源占比超40%,錳酸鋰材料中博石高科占比超30%。
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