锂电池行业分析报告

力策投资国际有限公司锂电池行业分析锂产业投资分析报告投资分析师：余翔联系邮箱：[e-mail]目录2/40行业技术分析市场需求分析上市企业分析投资机会分析锂电池行业分析行业技术分析3/40太阳能和锂电池4/40绿色环保可再生免费使用资源丰富随机性间歇性并网难本地消纳储能使用电能调节锂电池什么是锂电池5/40定义：锂电池的全称应该叫锂离子电池（简称LIB），在20世纪90年代初索尼公司将锂电池产业化。它以碳为负极，以含锂的化合物作正极；在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池名称的由来。内部结构：锂离子电池由正极、负极、电解液、隔膜和电池外壳等组成。z正极：由含锂的过渡金属氧化物组成，常用的材料有钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂。z负极：石墨、石墨化碳材料、改性石墨、石墨化中间相碳微粒。z电解液：一种有机电解液，大部分是由六氟磷酸锂（LiFL6）加上有机溶剂配成。z隔膜：目前主要是聚乙烯（PE）或者聚丙烯（PP）微孔膜。它的功能是隔离正负极，阻止电子穿过，同时能够允许锂离子通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。锂电池工作原理6/40当外部电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。当电池放电时，机理与充电是刚好是相反的，以LiFePO4为例，其化学反应方程式为：图一图二锂电池产业链7/40在上游原材料中，正极材料是锂电池中最为关键的原材料，直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化，同时也是锂电池成本占比最高的材料，约占锂电池电芯材料成本的1/3左右。锂产业链全图8/40碳酸锂分类9/40碳酸锂是锂产业链的核心原料•锂产品是将固体锂矿石或者含锂盐湖卤水中浓缩物提纯并精加工后形成的产品。根据加工难度、工艺水平和技术含量等因素，锂产品可以分为基础锂产品和高端锂产品两类。•基础锂产品一般指工业级碳酸锂、工业级氢氧化锂等大宗产品；•高端锂产品包括电池级碳酸锂、电池级氯化锂、电池级氢氧化锂、高纯碳酸锂、电池级金属锂等。碳酸锂用于生产锂电池。碳酸锂是制备各种高端锂产品的重要源头。•通过酸溶解、碱沉淀等化学反应，碳酸锂可以制得氯化锂和氢氧化锂两种基础锂产品，对应金属锂及润滑脂等下游应用。•通过溶解、除杂等工艺，由碳酸锂可制得氟化锂、医用碳酸锂以及电池级碳酸锂，其中氟化锂用于陶瓷、化工等行业，医用碳酸锂用于制药，电池级碳酸锂用于生产锂电池。碳酸锂提锂技术工艺10/40矿石提锂指以锂辉石、锂云母等固体锂矿石为原料，生产碳酸锂和其他锂产品。矿石提锂历史悠久，技术相对成熟，其工艺主要有石灰石烧结法和硫酸法。目前最普遍的方法是硫酸法，其主要工艺是：将锂辉石（一般含氧化锂4~6%）进行焙烧，再用硫酸溶解生成硫酸锂，经浸出、净化、蒸发、沉锂、干燥等工序，制得初级碳酸锂产品。盐湖提锂指从含锂的盐湖卤水中提取碳酸锂和其他锂盐产品。盐湖卤水提锂通常要经过盐田日晒、分阶段得到不同盐类、盐溶液提纯等阶段，最后将锂盐从溶液中分离提取，得到所需锂盐产品。目前盐湖提锂技术主要有沉淀法、溶剂萃取法、离子交换吸附法、碳化法、煅烧浸取法等。碳酸锂提锂技术工艺11/40™锂精矿生产工艺以盐湖卤水为原料，利用自然界的太阳能及冷源在预晒池、晒池中进行冷凝、蒸发，析出各种副产品，并提高卤水中Li+浓度，所得富锂卤水在结晶池吸收太阳能使卤水增温后，逐渐使Li2CO3结晶析出，结晶产物经干燥、包装即得到锂精矿产品。盐湖卤水预晒池冷冻芒硝泡碱预晒池卤水水气堆存晒池大气石盐晒池卤水水气堆存结晶池大气结晶池尾卤湿锂精矿水气干燥大气破碎包装锂精矿产品碳酸锂提锂技术工艺12/40西藏扎布耶湖提锂工艺盐湖提锂的卤水原料中钾、硼、镁等元素众多，物理化学性质特殊，提锂工艺受资源禀赋与技术水平的制约很大，特别是镁与锂的化学性质极其相似，两种元素难以分离。盐湖提锂生产过程不易控制，因而产量、质量波动较大。到目前为止，盐湖卤水提锂的直接产品仅能作为工业级碳酸锂，还需要对其进一步加工才能转化为电池级碳酸锂、高纯碳酸锂等高端锂产品。盐湖提锂成本优势明显，在工业级碳酸锂市场中，盐湖卤水生产工业级碳酸锂成本约为锂矿生产工业级碳酸锂成本的50%。提锂工艺汇总13/40常见正极材料性能比较14/40正极材料——磷酸铁锂15/40磷酸铁锂（LiFePO4，简称LFP，也叫锂铁磷）电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，其工作原理和锂离子电池是一样的。•其物理结构为橄榄石结构，从结构来看，可以用在锂离子电池的正极材料还有AyMPO4, Li 1-xMFePO4, LiFePO4.MO等都可以做正极材料。•其特色是不含贵重元素，原料价格低且磷，铁，锂在地球上的资源含量丰富，供料不会存在很大问题。•除具有锂电池的共性特点外，还有一些特有的优点，比如其工作电压适中（3.2V），容量大(170mAh/g)，高放电功率，可快速充电且循环寿命长（高达2000次），在高温与高热环境下的稳定性高。`磷酸铁锂材料本身的优缺点16/40磷酸铁锂的优点:1、安全。磷酸铁锂的安全性能是目前所有的材料中最好的。绝不用担心爆炸。2、稳定性高。包括高温充电的容量稳定性，储存性能等。这是最大的优点。3、环保。整个生产过程清洁无毒。所有原料都无毒。不像钴是有毒的物质。4、价格便宜。磷酸铁锂的缺点：1、导电性差，目前可通过添加C或其它导电剂得到解决。即：LiFePO4/C正极。2、振实密度较低。一般只能达到1.3-1.5，电池极片的面密度低，所以同样型号的电池容量更低。从消费便携电子产品上看，磷酸铁锂没有前途，在特定的电池领域使用较有优势，如动力电池。3、制造成本偏高，在电池生产上加工困难、倍率放电不稳定(需要特定的电池工艺配合,受工艺影响很大)。4、技术还未成熟。由于振实密度低，比表面积大，需要改变电池先行工艺。而且电解液也需重新开发适用的电解液体系，用现有的成熟电解液难发挥其性能。没有批量配套的保护线路和充电器，较难在现有的电子设备上发挥出其特性，需要一个整体的行业整合。磷酸铁锂的生产工艺17/40高温固相法磷酸铁锂生产的主要方法，也是最成熟的方法。通常以铁盐(如草酸亚铁FeC2O4·2H2O)、磷酸盐(如磷酸氢二铵(NH4)2HPO4)和锂盐(如碳酸锂Li2CO3)为原料，按化学计量比充分混匀后，在惰性气氛中先经过较低温预分解，再经高温焙烧研磨粉碎制成。一步增加尾气处理设备。优点：操作及工艺路线设计简单，工艺参数易于控制，制备的材料性能稳定，易于实现工业化大规模生产。缺点：①粉体原料需要长时问的研磨混合，且混合均匀程度有限，掺杂改性效果差；②要求较高的热处理温度和较长的热处理时间，能耗大；③产物在组成、结构、粒度分布等方面存在较大差别，易出现Fe的杂质相；④材料电化学性能不易控制；⑤采用的草酸亚铁比较贵，材料制造成本较高；反应时需要大量的惰性保护气体，惰性气体成本较高；⑥同时烧结过程中会产生氨气、水、二氧化碳，他们在炉膛内经过冷却的过程时会产生碳酸氢铵晶体颗粒而造成产品的污染。此外，氨气的产生不利于环保，应进一步增加尾气处理设备。磷酸铁锂的生产工艺18/40碳热还原法碳热还原法也是高温固相法中的一种，是比较容易工业化的合成方法，多数以磷酸二氢锂(LiH2PO4)、三氧化二铁(Fe2O3)或四氧化三铁、蔗糖为原料，均匀混合后，在高温和氩气或氮气保护下焙烧，碳将三价铁还原为二价铁，也就是通过碳热还原法合成磷酸铁锂。优点：解决了在原料混合加工过程中可能引发的氧化反应，使合成过程更为合理，同时改善了材料的导电性。缺点：反应时间相对过长，温度难以控制，产物一致性要求的控制条件更为苛刻，难以适应工业化生产。碳热还原法工艺图锂产品演变图19/40盐湖卤水锂矿石锂精矿工业级碳酸锂电池级碳酸锂磷酸铁锂电池正极盐湖提锂冷冻日晒结晶法矿石提锂高温固相碳化还原苛化法深度碳化法锂电池生产流程图20/40抽真空封装后成为单体电池卷好的负正负极片电解液正极片隔膜负极片正极材料铝箔负极材料铜箔涂覆涂覆卷绕放入电池外外壳里注入电池外外壳里锂电池行业分析市场供需分析21/40全球锂电池需求趋势22/40全球动力锂电池的总容量需求增长趋势From：IIT报告2010－2013年全球动力锂电池汽车对锂电池的总容量需求的复合增长率为116％，2013－2018年的复合增长率将保持在26％，2009年小型锂电的总容量需求约为48亿Wh，预计2018年动力锂电池的总容量需求将达到350亿Wh，增长约6.3倍。全球碳酸锂需求量23/40•2012年-2013年将是碳酸锂需求变化的分水岭。•按照每台锂电池电动汽车HEV、PHEV、EV消耗5、25、50公斤碳酸锂计算，2013年电动汽车对碳酸锂需求量达到3.2万吨，2015年达到6万吨，2020年将达到15.5万吨。增长率占比全球锂资源分布与储量24/40中国锂资源分布与储量25/40中国主要锂电池企业扩产情况26/40国内碳酸锂产量及进出口量2007～2010年我国碳酸锂进出口量(单位：吨）时间进口出口净进口2010年6397.8662655.1253742.7412009年2389.092000.344388.7462008年4306.2782490.3451815.9332007年3831.5983107.01724.58827/40我国碳酸锂盐产量（单位：吨）企业2010年2009年四川天齐锂业有限公司59505733青海中信国安科技发展有限公司45005000海门容汇通用锂业35003300新疆昊鑫锂盐开发有限公司32003150四川国润新材料有限公司30002500江西赣锋锂业股份有限公司37002000青海锂业有限公司20001200白银扎布耶锂业有限公司2000－四川长和华锂科技有限公司1400－产品价格28/40锂电池行业分析上市企业分析西藏矿业西部矿业中信国安盐湖股份29/40中国锂产业上市企业30/40上市企业锂资源情况31/40西藏矿业--公司概况32/40经营范围:铬矿、硼矿、铅锌矿、锡矿、锑矿、高岭土、铜矿、金矿、锂矿、锰矿、钒矿、铝矿、镁矿、钼矿、钾矿、钨矿的开采及销售；铬矿深加工及销售；纺织产品、土畜产品、中药材(不含贵重药材)、糖、酒、副食；运输设备(载重车、面包车)的销售(不含小轿车)；自营产品进出口贸易；固体矿产勘查、勘查工程施工、小型矿山设计及矿业技术咨询公司背景：公司是西藏最大的综合型矿产品开发公司，公司所属铬铁矿产于西藏山南地区曲松县罗布萨乡境内，是我国储量最丰富、Cr2O3含量最高，Cr/Fe最高的铬铁矿生产基地，年产铬铁矿12万吨。西藏自治区矿业发展总公司为第一大股东，持股17.69％。控股股东:西藏矿业--资源情况33/40西藏扎布耶盐湖属中度碳酸盐型,是目前世界上唯一的优质锂资源。该盐湖储量大，含锂高，镁锂比低。提锂工艺充分利用了自然条件，采用“冬储卤、多级冷冻日晒、集温沉锂”工艺，生产含Li2CO360%～80%的固体锂精矿；锂精矿用辅助材料石灰及二氧化碳经简单的加工即得到碳酸锂及单水氢氧化锂产品。扎布耶湖卫星图地表卤水、晶间卤水及固体矿物中均含碳酸锂，总储量240万吨，其中仅地表卤水中控制的经济基础储量达70.41万t(122b)。西藏矿业通过子公司西藏日喀则扎布耶锂业高科技有限公司控有西藏扎布耶盐湖90%的股权，享有其20年的开发权。西藏矿业--生产经营34/40™白银扎布耶锂业有限公司：西藏矿业占该公司总股本的62.50%。™经营范围：主要从事碳酸锂和单水氢氧化锂的生产和销售。™注册：2004年8月注册成立，注册资本32,000万元。™本年度白银扎布耶锂业有限公司资产总额32,478.99万元，负债总额5,559.36万元，所有者权益26,919.63万元。2011年度实现营业总收入2,197.00万元，净利润-907.62万元。™西藏日喀则扎布耶锂业高科技有限公