在全球能源变革的大背景下,以锂电为代表的新能源正快速替代传统化石能源和铅酸蓄电池等。锂电池是一条未来总量上升确定性道极高的赛道,2020年到2025年全行业复合增速30%以上确定性较高。
锂电行业可分为通用市场和专用市场。其中通用市场重要是新能源汽车电池、标准电池等。同时,由于技术持续进步、竞争加剧和规模化效益,通用市场锂电池成本持续降低,同质化较为严重,价格竞争十分激烈。
专用市场则是大量面向各类行业的定制电池,如通信、换电、物联网、特种车辆和船舶等。专用锂电市场虽然单一市场规模相对较小,但附加值也相对较高,锂电替代原有燃油动力或者铅酸电池的前景非常广阔,锂电池在许多细分市场规模化应用带来机遇。
锂电池还可以分为锂一次电池和锂二次电池两类。锂一次电池是以使用金属锂为负极材料的化学电源系列的总称,只能一次性使用,不能反复充电。由于金属锂是一种活泼金属,遇水会激烈反应释放出氢气,使得金属锂的加工、保存、使用,对环境要求非常高,具有比能量高、寿命长、耐漏液等优点,但安全性较差,目前实用领域较小,用量不大。
锂二次电池是可充电电池,目前,市场上重要使用的可充电电池按照材料分类可分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池等,目前重要为锂电池。
锂电池具有高能量密度、高电压、寿命长、无记忆效应等优点。
锂电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称,其工作时重要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作,电池中不存在金属锂,因此安全性较高。
锂电池作为可充电电池,充放电循环可达几百次、数千次到上万次,故其相对一次电池而言更经济实用,同时锂电池具有高能量密度、高电压、寿命长、无记忆效应等优点,已经占据了手机、笔记本电脑等消费电子类产品电池的重要市场,随着锂电生产工艺和电池性能的进一步提升,也逐步占据了储能电池、动力锂电池等领域的重要市场。
另外还可以按照材料来分,钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料、多元复合锂材料等类型的锂电池。
常见的正极材料重要有钴酸锂(LCO)、磷酸铁锂(LFP)和三元(NCM)。钴酸锂是最先商业化的正极材料,电压高、振实密度高、结构稳定、安全性好,但成本高且克容量低。
磷酸铁锂克容量稍高于钴酸锂,成本低、安全性好,但电压较低、振实密度低,体积容量密度较低。磷酸铁锂将凭借其性价比和安全性优势在储能、低续航乘用车等领域发挥新活力,并继向中高续航车渗透。磷酸铁锂的橄榄石结构稳定,热失控温度高,循环稳定性好,安全性能好;同时由于磷酸铁锂不含钴等贵重金属,价格低廉,成本优势显著。在储能领域,对能量密度的要求相对不高,但对安全性和成本敏感度高,磷酸铁锂优势显著;以5G基站储能为代表,公开招标基本均为磷酸铁锂电池。乘用车续航300-400km及以下时,磷酸铁锂的能量密度足够,将凭借其性价比和安全优势占据市场份额。
三元材料根据镍钴锰的含量不同,容量和成本有所差异,整体能量密度高于磷酸铁锂和钴酸锂。镍含量越高、钴含量越低,克容量越高,初始原材料成本越低。从生产技术进步的发展趋势和行业竞争格局的角度,三元电池是未来动力锂电池的重要技术路线。
按产品形态分为方形、圆柱和软包锂电池。圆柱和方形使用钢壳或铝壳作为外壳,软包使用铝塑膜作为外壳。圆柱电池重要采用卷绕的生产工艺,工艺成熟、一致性好、良率高,并且强度高、组合灵活;缺点在于电池管理系统复杂和成组效率低,生产厂商代表为松下。方形电池重要采取方形卷绕生产,成组效率高,但型号多,定制化程度较高,重要代表厂商为CATL。软包锂电池重要采取叠片工艺,设计灵活,重量轻,不易爆炸,能量密度高,但强度较低,重要代表厂商为LGC(LG化工)。
由于软包锂电池具备高能量密度和高安全性,并且设计灵活,在以手机为代表的消费电子领域已经实现了对方形电池的替代。在动力锂电池领域,随着LGC、孚能等头部厂商的产量释放,软包份额有望持续提升。
按照用途,分为动力锂电池、储能电池和消费电池。
国内动力锂电池集中度将持续提升,龙头份额将进一步新增。未来将逐步形成松下、三星、LG化学、CATL和比亚迪的寡头竞争格局。
锂电池产业链上游为原材料资源的开采、加工,重要有锂资源、钴资源和石墨;
产业链中游重要包括锂电池材料生产公司和锂电池厂商,材料生产公司供应制造电池所需的正极材料、负极材料、电解液以及隔膜等,锂电池厂商使用这些材料生产出不同规格、不同容量的锂离子电芯产品,然后根据终端客户要求选择不同的锂离子电芯、模组和电池管理系统方法,其中锂电装备公司为锂电池厂商供应设备支撑,负责电芯制造设备、电池检测及电池组装设备等的生产;
产业链下游重要是锂电池的应用领域,重要包括3C产品、新能源汽车及储能等产业。
锂电材料
锂电池的四大核心材料重要是正极、负极、隔膜以及电解液组成,正极材料种类较多,包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂以及三元锂(重要指镍钴锰酸锂NCM,也包括小部分的镍钴铝酸锂NCA),对应的原材料重要为锂矿、钴矿、镍矿以及锰矿等。
国内正极行业集中度低,2019上半年CR5约40%,显著弱于其他环节;正极材料格局较差,重要是由于普通三元材料格局较差,而磷酸铁锂材料行业格局相对较好,2019年年CR3占比接近60%。行业竞争较为激烈,长远锂科、容百科技、当升科技出货量位于行业领先。
新三板上的贝特瑞占据正极材料的6%左右市场份额。
新三板上的天力锂能占据三元正极材料的4%市场份额。
负极重要以石墨材料为主,包括人造石墨和天然石墨等。
不同负极材料比较:
国内负极行业集中度高,2019年CR5达到75%,优于其他环节;国内负极份额在全球占比超70%,产业链成熟,龙头公司均逐步切入到海外电池大厂。目前贝特瑞产量及实际出货规模处于国内绝对龙头地位,进入电动汽车领域最重要的大客户TSLA,享受产品技术升级所带来的红利,在负极这样一个量价齐升的赛道持续保持领先。
天然石墨负极格局,贝特瑞遥遥领先。
人造石墨负极格局,贝特瑞占据6%,低于杉杉股份、璞泰来。
隔膜重要以聚烯烃材料聚丙烯PP以及聚乙烯PE为主,2018年CR5为54%。
恩捷股份是老大,28%市场份额,其次是星源材质;新三板纽米科技5%份额。目前恩捷股份准备并购纽米科技。
电解液重要成分为六氟磷酸锂。2018年CR5已达到69%。
铜箔中高端市场产品的技术壁垒高,市场竞争格局仍相对较好。重要公司有:诺德股份、超华科技、中一股份、嘉元科技、灵宝华鑫等。
锂电设备
锂电池生产工艺复杂,一般分为前、中、后三段。
根据锂电池的制造过程,可将锂电池生产工艺流程分为前端、中端及后端三段,对应前端设备、中端设备以及后端设备,锂电池设备在生产工艺性能设计上,要不断适应锂电池的新工艺、新技术和新发展的变化,将锂电池制造的工艺细节、工艺参数融入到设备的设计和制造中。
预计2018-2020年锂电池设备市场空间分别为156、175、153亿元,累计2020年前市场空间约484亿元。
前端工艺为极片制片环节,对设备的性能、精度、稳定性、自动化水平和生产效能等要求最高,重要包括搅拌、涂布、辊压、分切以及极耳成型;新三板公司有生产辊压机的纳科维尔(A股有北方华创)
中端是电芯装配环节,对精度、效率、一致性要求较高,重要包括卷绕、叠片、入壳、注电解液以及封口;新三板公司有华冠科技(对标先导智能、赢合科技)
后端是电化学环节,重要包括电芯化成、分容、检测以及组装电池组等。
新三板公司有电池检测公司:武汉蓝电(对标:星云股份、先导智能),正在申报创业板。
电池公司
新三板上有不少:德瑞锂电、长虹能源、恒泰科技、风华新能、丰江电池、厚能股份、天丰电源等等。
各自面向不同的细分领域,虽然规模不如CATL、亿纬锂能这些,但属于小而美的类型,在利基市场具有不错的竞争优势。
总结下:新三板锂电公司在动力锂电池方面没有任何优势,但在消费电池方面找准定位,是很有前景的,比如做电动工具圆柱电池的长虹能源、做可穿戴设备的软包锂电池公司恒泰科技。
围绕着CATL、比亚迪这些动力锂电池龙头公司,新三板公司可以做负极材料、正极材料、锂电设备等的配套,也挺有前景,比如负极材料龙头贝特瑞、正极材料杉杉能源和天力锂能,锂电设备公司武汉蓝电、超音速等。
目前,天力锂能、武汉蓝电正在申报创业板IPO,贝特瑞、长虹能源、恒泰科技、德瑞锂电是先进入精选层,以后也很大概率转板IPO。