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技術(shù)特點
隨著《私人購買新能源汽車試點財政補助資金管理暫行辦法》和《節(jié)能汽車（1.6升及以下乘用車）推廣實施細則》的出臺，一直受價格制約的新能源汽車，終于看到了產(chǎn)業(yè)化的曙光�！掇k法》對插電式混合動力和純電動汽車高補貼額度分別為5萬元和6萬元，為新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化道路保駕護航，賽迪顧問認為作為新能源汽車心臟的動力電池將是此產(chǎn)業(yè)鏈中的大受益者。而鋰離子電池作為具發(fā)展前景的動力電池，在未來必將取代傳統(tǒng)的鎳氫電池，成為主流動力電池。
根據(jù)相關(guān)專家對鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢的分析和預(yù)測，研究結(jié)果表明：電池材料是鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將在新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的浪潮中凸顯極高的投資價值。而占據(jù)鋰離子電池成本大約30%的正極材料由于能夠很大程度的影響鋰離子電池的性能，從而成為引領(lǐng)鋰離子電池發(fā)展方向的重要載體。
鋰離子電池需求量急劇膨脹，正極材料市場迎來發(fā)展良機
受益于鋰離子電池需求量的擴大，正極材料近幾年得到了很好的發(fā)展，2009年全球正極材料的銷量達到了3.76萬噸，而中國的正極材料銷量占全球銷量的47.87%，達到1.8萬噸。
圖 1 2007-2009年全球正極材料銷量及增速
圖 2 2007-2009年中國正極材料銷量及增速
有些專家認為未來兩年隨著新能源汽車對動力電池需求的擴大，正極材料行業(yè)銷量將在2009年的基礎(chǔ)上出現(xiàn)快速的增長，而國內(nèi)的增速因為巨大的需求空間和現(xiàn)有的良好基礎(chǔ)而高于全球增速。
三足鼎立，國內(nèi)正極材料企業(yè)將異軍突起
全球范圍來看，鋰電企業(yè)主要集中在日本、中國和韓國，相應(yīng)的鋰電正極材料的生產(chǎn)也主要集中在以上國家。日本和韓國的鋰電正極材料企業(yè)整體技術(shù)水平和質(zhì)量控制能力要優(yōu)于我國多數(shù)鋰電正極材料企業(yè)，在高端鋰電正極材料的競爭中有一定優(yōu)勢。
表 1 日韓主要鋰離子電池正極材料生產(chǎn)企業(yè)
在國外市場，日本和韓國主要鋰電企業(yè)的供應(yīng)商主要還是本土鋰電正極材料企業(yè)。由于我國部分鋰電正極材料企業(yè)近年的產(chǎn)品質(zhì)量和一致性水平迅速提高，并且具備較大的成本優(yōu)勢，日本和韓國鋰電企業(yè)近年開始逐步加大從我國采購鋰電正極材料的力度。
表 2 國內(nèi)重點鋰離子電池正極材料生產(chǎn)企業(yè)
經(jīng)過近十年的發(fā)展，國內(nèi)鋰電正極材料行業(yè)目前已經(jīng)形成了以京津地區(qū)、長江中下游地區(qū)和華南地區(qū)三大鋰電正極材料產(chǎn)業(yè)基地。
在國際市場，鋰電正極材料行業(yè)已經(jīng)逐漸形成了寡頭競爭的局面。在國內(nèi)市場，目前仍有較多的企業(yè)在參與市場競爭，由于鋰電正極材料行業(yè)技術(shù)集成度高、下游客戶對產(chǎn)品質(zhì)量要求嚴格等原因，一些不具備核心競爭力的企業(yè)將會逐步退出，行業(yè)內(nèi)的優(yōu)勢企業(yè)將占據(jù)越來越多的市場份額。
鋰電正極材料行業(yè)的競爭格局還受到下游市場需求和上游資源供應(yīng)的影響。一方面，全球鋰電池廠商已形成了寡頭壟斷的競爭格局，這就要求鋰電正極材料生產(chǎn)企業(yè)必須和這些鋰電巨頭建立長期緊密的合作關(guān)系才有機會在未來的競爭中占據(jù)制高點；另一方面，獲得上游資源的長期充足供應(yīng)也將是本行業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵。我國擁有上游主要原材料冶煉產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)的原材料供應(yīng)優(yōu)勢，大量的相關(guān)金屬資源都在我國市場集散，這對于國內(nèi)鋰電正極材料生產(chǎn)企業(yè)來說具有較大的供應(yīng)鏈優(yōu)勢，有助于國內(nèi)企業(yè)在國際競爭市場中擴大自身份額，獲得快速發(fā)展的機會。
多種正極材料同臺競技，磷酸鐵鋰是發(fā)展方向
目前已批量應(yīng)用于鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、鈷鎳錳酸鋰三元材料以及磷酸鐵鋰。但由于鈷金屬儲量少，價格昂貴，因此成本高，而且作為動力電池安全性存在問題，為了降低成本采用金屬錳代替金屬鈷，形成錳酸鋰，但錳酸鋰電池循環(huán)壽命短且高溫環(huán)境下循環(huán)壽命更差（注：60攝氏度以上壽命降低一半）。
圖表 1 主要正極材料性能參數(shù)比較
磷酸鐵鋰可克服前兩者的缺點，并且不含鈷等貴金屬，原材料價格低且磷、鋰、鐵資源豐富，理論電容量大，循環(huán)壽命長，是鋰電池中公認的有發(fā)展前途的產(chǎn)品。
鈷酸鋰：商業(yè)化應(yīng)用的主流
鈷酸鋰早實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)很成熟，并已廣泛應(yīng)用在小型低功率的便攜式電子產(chǎn)品上，如手機、筆記本電腦和數(shù)碼電子產(chǎn)品等。2009年全球鈷酸鋰銷量為2.35萬噸，相比2008年的2.75萬噸有所減少，其銷量占全部正極材料的62.5%，在整個正極材料市場中占據(jù)了重要的地位。隨著正極材料技術(shù)的不斷成熟，三元材料和磷酸鐵鋰等正極材料對鈷酸鋰的替代逐步加快，相關(guān)專家認為鈷酸鋰在鋰離子電池正極材料中的地位將逐步降低，但受益于新能源汽車對動力電池需求的加劇，鈷酸鋰正極材料的數(shù)額在未來兩年內(nèi)還是會保持一定程度的上升，且其在正極材料中仍處于主導地位。
圖 3 2007-2009年全球鈷酸鋰銷量及占全部正極材料比例
國內(nèi)目前鈷酸鋰市場主要集中在中端市場，這個市場的特點要求產(chǎn)品質(zhì)量好和穩(wěn)定，同時具有較大的價格彈性。由于終端消費品過去需求增長迅速，導致鈷酸鋰價格一度暴漲，高攀至60萬/噸，受金融危機影響低回落到20萬/噸，現(xiàn)在略有回升，毛利率在10%以上。
從銷量來看，2009年中國鈷酸鋰的銷量為1.2萬噸，占全球銷量的51.06%，占國內(nèi)正極材料銷量總額的66.7%。同全球趨勢一樣，賽迪顧問認為國內(nèi)鈷酸鋰正極材料銷量占比將呈現(xiàn)下降的趨勢。
圖 4 2007-2009年中國鈷酸鋰銷量及占全部正極材料比例
國內(nèi)鈷酸鋰市場從結(jié)構(gòu)來看，2002年是一個分水嶺。2002年以前，國內(nèi)市場主要由日本SEIMI和比利時聯(lián)合礦業(yè)集團（UM）等少數(shù)國外企業(yè)占據(jù)著。2002 年，以中信國安盟固利，北京當升為代表的國產(chǎn)材料生產(chǎn)商以較優(yōu)的產(chǎn)品性價比，從國外廠商處奪得大量市場份額，中國鋰電的龍頭企業(yè)比亞迪在香港的成功上市后，轉(zhuǎn)成部分自產(chǎn)鈷酸鋰。目前，國產(chǎn)正極材料占比已達到90%以上。從目前的情況來看，當升材料2009年全球鈷酸鋰市場份額為10.4%，其市場地位處于國內(nèi)第一，全球第三。國內(nèi)以鈷酸鋰為正極材料的鋰電池生產(chǎn)廠家主要有：天津力神、深圳比克、邦凱、華粵寶、武漢力興等。
錳酸鋰：安全廉價的適用材料
鈷酸鋰目前雖為主要正極材料，但鈷酸鋰有一個很大的弊端，即鈷酸鋰的成本80%為氧化鈷。氯化鈷由鈷礦冶煉加工制成，而世界金屬鈷總儲量90%以上集中在剛果、澳大利亞、古巴、贊比亞和俄羅斯等國家，因分布過于集中，且屬于小金屬品種，其價格隨市場供求及國際金屬價格波動呈現(xiàn)周期性振蕩，波動很大。因此用錳代替其中的金屬鈷形成錳酸鋰，安全廉價的錳酸鋰電池具有鎳氫和鈷酸鋰電池無法比擬的優(yōu)勢，被認為是電動汽車為實用的電極材料。
2009年全球錳酸鋰銷量達到2850噸，占全部正極材料銷量總額的7.6%，隨著鋰離子電池對正極材料需求的擴大，再加上錳酸鋰相比鈷酸鋰的各種優(yōu)勢，賽迪顧問認為全球錳酸鋰銷量在2010年將在2009年的基礎(chǔ)上出現(xiàn)大幅度的增長，達到4600噸左右，占全部正極材料的比重也將提升到10%。
圖 5 2007-2009年全球錳酸鋰銷量及占全部正極材料比例
就國內(nèi)市場而言，2009年國內(nèi)錳酸鋰的銷量為2000噸，占全球銷量的70.2%，占國內(nèi)全部正極材料銷量的比重也高達11.1%，隨著錳酸鋰正極材料的逐漸成熟，國內(nèi)大多數(shù)正極材料生廠商都積極開發(fā)錳酸鋰正極材料生產(chǎn)線，錳酸鋰在全部正極材料的比重將保持上升的趨勢。
圖 6 2007-2009年中國錳酸鋰銷量及占全部正極材料比例
目前，我國的錳酸鋰生產(chǎn)廠商主要有中信國安、云南玉溪匯龍科技有限公司、天津巴莫科技、大連太陽集團、北京當升等。目前國內(nèi)以錳酸鋰為正極材料的鋰電池生產(chǎn)廠家主要有：比亞迪、青島澳柯瑪、蘇州星恒、湖南晶科、河南海普賽等。
磷酸鐵鋰：動力電池的發(fā)展方向
正極材料中適合用于動力電池的是磷酸鐵鋰。目前國內(nèi)外已經(jīng)能實現(xiàn)量產(chǎn)的合成方法均是高溫固相法，高溫固相法又分傳統(tǒng)的（以天津斯特蘭、湖南瑞翔、北大先行等為代表）和改進的（以美國威能、蘇州恒正為代表，也稱碳熱法）兩種。磷酸鐵鋰電池應(yīng)用主要受制于電池組的一致性問題。用作汽車動力鋰離子電池是將大量單體電池串并而成的電池組，目前單體磷酸鐵鋰電池的壽命超過2000次，在將多個電池組成電池組時，只有在電池性能高度一致時，電池組的循環(huán)壽命才能接近單體電池的壽命。由于目前國內(nèi)大部分磷酸鐵鋰生產(chǎn)廠商的制造設(shè)備及制備工藝都不成熟，產(chǎn)品品質(zhì)容易出現(xiàn)波動，使得電池產(chǎn)品的一致性受到影響，因此，應(yīng)用在動力汽車上存在一定的障礙。
對磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)商來說，還面臨一個專利的問題。目前國際上在磷酸鐵鋰領(lǐng)域的優(yōu)秀企業(yè)主要有3家，分別是美國的A123、加拿大的Phostech以及美國的Valence，掌握著較為成熟的量產(chǎn)技術(shù)。一直以來我國電池產(chǎn)業(yè)面臨到國外專利作為商業(yè)阻礙以及技術(shù)壟斷的干擾。目前，中國在磷酸鐵鋰電池材料上，基本沒有自己的專利權(quán)，技術(shù)稱不上先進。此前日本的NTT公司支付美方3000萬元和解金才解決了磷酸鐵鋰材料的專利糾紛。臺灣很多企業(yè)也是花錢向Phostech等公司購買專利使用權(quán)。
因此，我們認為如果鋰電池行業(yè)內(nèi)企業(yè)不能很好的解決專利權(quán)的問題，不得不和日本一樣，花錢買專利，這將是我國電池材料企業(yè)所面臨的第一大風險。通過賽迪顧問了解，目前，國內(nèi)大多數(shù)廠商在與外方技術(shù)輸出方簽合同時，通過專利保險的方式，將專利被追訴的風險轉(zhuǎn)嫁給國際保險公司。
2009年全球磷酸鐵鋰銷售量為1000噸左右，其中主要集中在全球大的供應(yīng)商A123，國內(nèi)廠商天津斯特蘭幾乎占據(jù)了國內(nèi)市場一般的份額。目前，磷酸鐵鋰市場接受度不高，主要是受技術(shù)和價格的制約。從近期來看，技術(shù)已經(jīng)不容置疑，國內(nèi)能批量生產(chǎn)的企業(yè)有10家左右，如斯特蘭、比亞迪、煙臺卓能、北京鋰先鋒、蘇州恒正、北大先行、合肥國軒、深圳貝特瑞、新鄉(xiāng)花鑫、新鄉(xiāng)創(chuàng)佳等，但是價格仍然是一大障礙，目前國內(nèi)價格維持在15-18萬/噸，國外要高出一倍，不過隨著產(chǎn)能擴展步伐的加快，材料價格下降是趨勢，未來三年有望降至10萬元/噸，屆時磷酸鐵鋰電池將得到廣泛應(yīng)用。
圖 7 2007-2009年全球磷酸鐵鋰銷量及占全部正極材料比例
圖 8 2007-2009年中國磷酸鐵鋰銷量及占全部正極材料比例
國際知名磷酸鐵鋰廠商都已經(jīng)發(fā)展出十分成熟的量產(chǎn)技術(shù)，其中大的產(chǎn)能5000噸/年以上。中國企業(yè)從2001年就陸續(xù)啟動磷酸鐵鋰材料開發(fā)，歷經(jīng)6年時間，北大先行終在2007年突破了磷酸鐵鋰從實驗室技術(shù)到中試生產(chǎn)技術(shù)的一系列技術(shù)及工程問題，并在完善相關(guān)工藝過程中，使得磷酸鐵鋰電池的安全性得到了較大程度的提高與保證，奠定了磷酸鐵鋰產(chǎn)品系列化和規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。
總體來看，國內(nèi)對磷酸鐵鋰的技術(shù)研發(fā)水平及產(chǎn)業(yè)化程度與國際基本同步。在產(chǎn)能方面中國的材料供應(yīng)商與國外大廠差不多，售價比國外要低，但材料加工性能和穩(wěn)定性略遜一籌�，F(xiàn)階段全國約有50多家電池材料生產(chǎn)廠商，其中真正進入工業(yè)化批量生產(chǎn)的僅有天津斯特蘭、北大先行、蘇州恒正等十余家。雖然真正具備供貨能力的企業(yè)為數(shù)不多，但表明中國企業(yè)抓住了此次鋰電池發(fā)展機遇，使中國鋰電在動力電池的產(chǎn)業(yè)化走在世界前列。賽迪顧問認為，正極材料具有一定的技術(shù)門檻，且投資規(guī)模適中，受到投資者的青睞，磷酸鐵鋰材料更是具有良好的發(fā)展前景。