鋰電池四大組成材料深度解讀 鋰電行業泡沫已經很大了？

前言

“鋰”這個字眼，第一次出現在中國，是用在朱元璋十世孫，第八位內丘王朱效鋰身上。

朱元璋貢獻了半張元素週期表。明太祖登基後，給每一個兒子都擬定了20個字，每個字為一世。宗人府在給朱氏後人取名時，雙名的前一個字按照所屬輩分，必須從朱元璋所定下的那20個字中取，後一個字則必須是以“火、土、金、水、木”這五行為偏旁部首的字。然而隨著朱家人口增長，很快就把當時即有的漢字用完了只能自己造一些生僻字，鈦、鋰、鈷、鉬……不一而足。現在，不少借用了這些王爺名字的有色金屬概念股已經漲上天。

朱效鋰王爺生卒年皆不詳，正史上除了一個名字外，再也找不到其生平任何記載。只知道其封地位於山西省山西長治市。

有意思的事情來了：公開報道顯示，長治經開區重點培養的特色產業正是新能源材料技術，2021年6月17日，引進了年產2萬噸的鋰電池負極材料專案。

鋰電涉及相關行業

鋰電池的應用場景主要分為三類：消費類（消費電子、電動工具等）、動力類（電動汽車）、儲能類（通訊基站備用電源、電力電網儲能、家庭電力儲能等）。

消費類中，由於鈷酸鋰LCO的能量密度最高、成本最高（採用的貴金屬鈷最多），對電池價格並不敏感的消費電子多數使用鈷酸鋰LCO。

在動力類領域，2009-2016年間，磷酸鐵鋰LFP憑藉著低成本、高安全性，成為乘用車領域（即9座以下）、商用車領域（9座以上，或以載貨為主要目的）的主流選擇。

2016年後，在汽車消費者對續航能力的高要求、政策對高能量密度電池的傾斜的背景下，三元材料憑藉著高能量密度在乘用車領域異軍突起，但商用車領域依然主要使用磷酸鐵鋰LFP。

儲能類中，國外主要採用三元材料，國內主要採用磷酸鐵鋰，尤其是是梯次利用的磷酸鐵鋰。隨著國產磷酸鐵鋰LFP電池技術成熟、成本下降、安全性被驗證，國產磷酸鐵鋰LFP逐漸滲透到全球儲能市場。

鋰電池的四大組成材料

鋰離子電池是現代高效能電池的代表，由正極材料、負極材料、隔膜、電解液四個主要部分組成。效能要求高能量密度、長壽命、可靠安全。

國內電動化供應鏈完善，格局已經清晰。2019年中國企業在動力電池/正極/負極/隔膜/電解液行業的CR4分別達到了77%/28%/75%/61%/67%，各子領域龍頭已經明確。

鋰電池正極材料

近年來，我國新能源汽車產銷量的雙豐收帶動了整個上下游產業鏈快速發展，特別是對動力電池的需求量不斷攀升。由於動力電池佔新能源整車製造成本大約30~40%，要使新能源汽車更具價格優勢，形成足夠的市場競爭力，必須降低動力電池成本。而在動力電池的構成成本當中，正極材料的成本超過40%（相當於佔整車的16%左右），所以如何降低正極材料的成本成為關鍵。

資料統計顯示，2020年國內四大正極材料總產量51。9萬噸，同比增長20。8%，其中磷酸鐵鋰材料表現強勢，產量達到14。2萬噸，同比增長45。7%。鈷酸鋰與錳酸鋰正極材料的產量分別為7。38萬噸及9。29萬噸，同比分別增長24。8%及21。6%；三元材料產量增速最緩，僅7%，全年總量為21萬噸。

2020年第一季度實現供貨的正極材料廠商17家，相比2019年減少了7家，表明行業洗牌已經開始，產能、技術、客戶結構較差的小企業開始退出市場，集中度有望提升。

正極材料是決定鋰離子電池效能的關鍵材料之一，也是目前商業化鋰離子電池中主要的鋰離子來源，其效能和價袼對鋰離子電池的影響較大，直接影響鋰電池的能量密度和效能。目前研製成功並得到應用的正極材料主要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰和三元材料（鎳鈷錳酸鋰、鎳酸鋰）等，目前國內主流的鋰電池正極材料主要是磷酸鐵鋰和三元材料這兩種。

鈷酸鋰成本較高、壽命較短，主要應用於3C產品；錳酸鋰能量密度較低、壽命較短但成本低，主要應用於專用車輛；磷酸鐵鋰壽命長、安全性好、成本低，主要應用於商用車；三元材料尤其是NCM能量密度高、迴圈效能好、壽命較長，主要應用於乘用車。

三元電池企業多在集中佈局高鎳三元電池的研發。雖然在與磷酸鐵鋰電池的競爭中，三元鋰電池在安全性和穩定性上略遜一籌，但確具有其他電池無法比擬的電池能量密度、耐低溫、續航里程的優勢。

表：各種正極材料引數對比情況

正極材料需要具備以下特點：

1）具有較高的氧化還原反應電位，使鋰離子電池達到較高的輸出電壓；

2）鋰元素含量高，材料堆積密度高，使得鋰離子電池具有較高的能量密度；

3）化學反應過程中的結構穩定性要好，使得鋰離子電池具有長迴圈壽命；

4）電導率要高，使得鋰離子電池具有良好的充放電倍率效能；

5）化學穩定性和熱穩定性要好，不易分解和發熱，使得鋰離子電池具有良好的安全性；

6）價格便宜，使得鋰離子電池的成本足夠低；

7）製造工藝相對簡單，便於大規模生產；

8）對環境的汙染低，易於回收利用。

當前，鋰離子電池的能量密度、充放電倍率、安全性等一些關鍵指標，主要受制於正極材料。

鋰電池負極材料

負極是鋰電池的主要組成部分，它是由負極活性物質、粘合劑和新增劑混合製成糊狀均勻塗抹在銅箔兩側，經乾燥、滾壓而成。

負極材料主要指的是負極活性物質。負極可分為碳材料和非碳材料兩大類，碳材料包括人造石墨、天然石墨、中間相碳微球和硬碳軟碳等，非碳材料包括矽基材料、錫基材料和鈦酸鋰等。

2020年中國負極材料產量達到46萬噸，同比增長28%。全球負極材料市場繼續向中國集中，2020年中國負極材料產量已經佔到全球總產量的85%左右。總體來看，負極材料行業呈現寡頭壟斷的態勢。

負極材料需要具備以下特點：

1）應為層狀或隧道結構，以利於鋰離子的脫嵌；

2）在鋰離子脫嵌時無結構上的變化，具有良好的充放電可逆性和迴圈壽命；

3）鋰離子在其中應儘可能多的嵌入和脫出，以使電極具有較高的可逆容量；

4）氧化還原反應的電位要低，與正極材料配合，使電池具有較高的輸出電壓；

5）首次不可逆放電比容量較小；

6）與電解質溶劑相容性好；

7）資源豐富、價格低廉；

8）安全性好；

9）環境友好。

鋰電池隔膜

隔膜是鋰電池材料中技術壁壘最高的環節，其效能的優劣對鋰電池的輕量化和安全性至關重要，直接影響電池內阻、迴圈使用壽命、電池容量等效能，是鋰離子電池的重要組成部分，是支撐鋰離子電池完成充放電電化學過程的重要構件。

隔膜是鋰電池中的關鍵內層元件之一，市場上鋰電池隔膜主要分為幹法隔膜與溼法隔膜兩種，兩者在原理和工藝上有非常大的區別。溼法隔膜厚度均勻性更好，拉伸度更高，更適用於高能量密度的三元電池。

隔膜行業洗牌加速，溼法隔膜形成一超多強格局，恩捷股份龍頭地位進一步增強，第二梯隊企業尚未明確；幹法隔膜基本形成以星源材質為首寡頭壟斷的競爭格局。

資料顯示，2020年中國鋰電隔膜產量32億平，同比增長27%。2020年，國內鋰電隔膜市場集中度繼續提升，產量CR5集中度達到82%，較2019年增長10%。

資料顯示，2020年中國鋰電隔膜產量32億平，同比增長27%。2020年，國

內鋰電隔膜市場集中度繼續提升，產量CR5集中度達到82%，較2019年增長10%。

隔膜材料需要具備以下特點：

隔膜在其中扮演著電子隔絕的作用，阻止正負極直接接觸，允許電解液中鋰離子自由透過孔隙，同時，隔膜對於保障電池的安全執行也起至關重要的作用。在特殊情況下，如事故、刺穿、電池濫用等，發生隔膜區域性破損從而造成正負極的直接接觸，從而引發劇烈的電池反應造成電池的起火爆炸。因此，為了提高鋰離子電池的安全性，保證電池的安全平穩執行，塗布線上認為隔膜必須滿足以下幾個條件：

（1）化學穩定性：不與電解質、電極材料發生反應；

（2）浸潤性：與電解質易於浸潤且不伸長、不收縮；

（3）熱穩定性：耐受高溫，具有較高的熔斷隔離性；

（4）機械強度：拉伸強度好，以保證自動卷繞時的強度和寬度不變；

（5）孔隙率：較高的孔隙率以滿足離子導電的需求；

鋰電池電解液

電解液是有機溶劑中溶有電解質鋰鹽的離子型導體，相當於鋰離子電池的“血液”，承擔著運輸鋰離子的重任，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優點的保證，同時也在一定程度上影響鋰離子電池的安全性。

鋰電池電解液是電池中離子傳輸的載體，與其他三大材料相比，鋰電池電解液的生產裝置及製備工藝相對簡單，原材料成本佔據總生產成本的絕大部分。電解液原材料主要由溶質（鋰鹽）、溶劑和新增劑三部分組成。

電解液約佔鋰電池成本12%，毛利率超過35%，而動力型電解液毛利率更高，是鋰電產業鏈中盈利能力較強的環節之一。

中國市場上，電解液國產化率超過80%，國內主要供應商有新宙邦、廣州天賜、江蘇國泰、天津金牛、東莞杉杉等。

統計資料顯示，2020年中國電解液產量29。1萬噸，同比增長25。1%。

用於鋰離子電池的電解質一般應該滿足以下基本要求：

1）高的離子電導率，一般應達到1x10-3~2x10-2S/cm；

2）高的熱穩定性和化學穩定性，在較寬的電壓範圍內不發生分離；

3）較寬的電化學視窗，在較寬的電壓範圍內保持電化學效能的穩定；

4）與電池其他部分例如電極材料、電極集流體和隔膜等具有良好的相容性；

5）安全、無毒、無汙染性。

鋰電池行業泡沫已經很大了?

鋰電的未來前景自然是一片光明，但板塊當前顯然存在泡沫。

現在被炒上天的鋰電材料龍頭們，不少在2021年都經歷了“大起大落”。

我們以電解液龍頭新宙邦為例，2021年1月股價在110元左右，3月即暴跌到60多元，現在又飆漲到140元左右。

短短3個月，股價幾近腰斬，2個月後又翻倍。半年之內，一家公司的基本面不可能有太大變化，唯一可以解釋的就是，市場在非理性的踩踏後又陷入非理性的追逐。

比亞迪也是同樣的道理，2021年1月份股價最高到270左右，到5月份，直接腰斬到最低140左右，而7月12日，股價再次逼近前高270附近。

不過，代表企業賺錢能力的相關公司的ROE（淨資產收益率）並非歷史最高水平。

我們僅看一季度的話，天賜材料的ROE並未超過2018年，恩捷股份則並未超過2019年。

不過天賜材料2018年發生過出售股權帶來的投資性收益。如果不考慮2018年的特殊情況，目前確實是天賜材料歷史上最好的時候。

恩捷股份則是在2019年1季度實現了業績大幅增長，目前恩捷股份的ROE水平並未超過2019年。

結語

鋰電池行業是長期漫長的遞增式增長過程，至少未來五年將是新能源的持續爆發期，客觀條件已經具備，如歐盟提議2030年全面禁止生產燃油車，主觀條件也已具備，比如電池技術的更新迭代，股價的增長是對未來預期的一種炒作，過渡的市場炒作最終也會讓市場迴歸真正的理性。

金屬材料專家

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