一、负极材料行业定义及分类
电池负极是电池工作时流出电子的一极。从化学反应角度来说,负极在电池化学反应中起氧化反应的一端。以磷酸铁锂电池为例,其正极为磷酸铁锂,负极为石墨。在充电时,锂离子从正极材料中脱嵌,并穿过隔膜到达负极,插入碳层;与此同时,负极从充电电源得到电子,电子(负电荷)与锂离子(正电荷)在碳层平面上形成静电平衡,形成LixC6。放电时,锂离子从负极碳层间脱嵌,并穿过隔膜到达正极;同时,电子通过电路回到正极,与锂离子以及固溶体(Li1-xFePO4)反应生成磷酸铁锂。
负极材料主要分为碳材和非碳材两类。锂电池负极是由活性物质、粘结剂和添加剂制成糊状胶合剂后,涂抹在铜箔两侧,经过干燥、滚压制得,根据活性物质的不同可分为碳材料和非碳材料两类。(1)碳材料中的石墨类为锂离子电池主要负极材料,具体可分为天然石墨和人造石墨两种,人造石墨又可分为中间相炭微球和石墨化碳纤维;(2)非碳材料包括钛基材料、硅基材料等。
负极材料分类
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负极材料是影响电池容量的重要环节。从负极材料的产品结构来看,目前占据绝对统治地位的依然是碳负极材料,主要包括天然石墨、人造石墨、中间相碳微球这3大类。
主要负极材料性能对比
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负极材料占锂电池材料成本比重约10%。锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液等组成,由于材料类别不同或价格变化,分别占材料成本比重为40-46%/5-15%/5-11%/10-14%。
锂电池材料成本占比
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二、负极材料行业供需现状分析
近年来,受新能源汽车、电动自行车、高端数码及出口等市场需求增长带动,中国负极材料产量和产值均保持着较高的增速。数据显示,2017年我国负极材料产量为19.6万吨,2018年我国负极材料产量增长28.98%至25.28万吨。
2011-2018年我国锂电负极材料产量走势
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数据显示,2018年国内负极材料出货量19.2万吨,同比增长29.7%。其中人造石墨出货量13.3万吨,同比增长32.74%;天然石墨出货量4.58万吨,同比增长19%。
2014-2018年我国负极材料出货量
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2018年我国主要负极材料出货量占比
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相关报告:华经产业研究院发布的《2019-2025年中国锂电池负极材料市场前景预测及投资规划研究报告》
三、负极材料市场竞争格局分析
中日是全球负极材料主要产销国,总量占全球95%以上。全球来看,负极材料集中在中国和日本,中国优势在于丰富石墨资源,日本优势在于先进技术。中日前四大企业,深圳贝特瑞、日立化学、上海杉杉、三菱化学产量占全球产量67%。第二梯队还有日本三菱化学、日本炭素和江西紫宸科技有限公司等。
2018年我国负极材料主要企业营业收入(亿元)
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四、负极材料行业发展机遇及趋势分析
1、各国相关政策有利于锂电负极材料和石墨加工产业的长期发展
锂电材料作为一种重要的新能源材料,长期以来受到国家科技政策和产业政策的支持,并被列入国家相关产业发展规划及目录。近年国家相关部门相继出台了相关法规和政策,为我国锂电材料企业的发展提供了良好的外部环境,有利于国内锂电负极材料产业在更高的起点上与国际同行竞争。而全球主要工业国和地区也陆续颁布了大量支持新能源汽车的政策措施,加大了支持新能源产业的力度,为行业未来的快速发展创造了良好的政策环境,将有利于锂电负极材料和石墨加工产业的长期、健康发展。
2、日益紧迫的环保压力促进了锂电负极材料产业的发展
一方面,二次锂离子电池在电动汽车、电动自行车和电动工具等领域的加速推广应用,有利于改善能源结构,增加清洁能源,减少碳排放量,改善环境。另一方面,二次电池中铅酸、镍镉电池的使用和废弃都有可能对环境造成了较大污染,而锂电池是具环保价值的绿色电池之一,其对这两种电池品种的替代全面符合了当下对建立环境友好型社会的号召。由此释放出的巨大市场空间给锂离子电池产业带来了重要的发展机遇。
3、准入条件给上游行业带来了规范的竞争环境
为引导石墨行业健康发展,优化产业结构,遏制低水平重复建设,保护生态环境,提升安全水平,2012年11月21日工业和信息化部发布《石墨行业准入条件》(2012年第60号)文件。为加强石墨行业准入管理,做好石墨行业准入管理工作,2012年11月21日工业和信息化部颁布《石墨行业准入公告管理办法》。行业准入条件的发布,一方面避免原材料供应无序竞争,恶性发展;另一方面为上游持续地提供原材料形成一定的保护,为规范生产及发展创造了良好的竞争环境。
未来三年,负极材料市场竞争将进一步加剧,低端重复产能将被淘汰,拥有核心技术和优势客户渠道的企业才能获得长足的发展,市场集中度将进一步提升。