规划类政策解读  政策解读
规划类行业新闻  行业新闻
规划成果  规划成果
产业调研成果 产业调研成果
招商策划成果 招商策划成果
概念规划成果 概念规划成果
地产策划成果 地产策划成果
投融资顾问成果 投融资顾问成果
园区规划成果 园区规划成果
产业规划成果 产业规划成果
企业战略成果 企业战略成果
首页 > 走进中机院 > 中机院观点 > 中机院观点

新能源产业:我国锂及其下游动力电池产业链现状

来源:原创  时间:2023-07-03  点击:2745
本章节就针对资源端、冶炼加工端、关键材料与产品端、循环利用端等产业链构成,对我国锂及其下游动力电池产业链现状进行详细剖析,具体如下:

本文梳理了锂及其下游动力电池产业链的构成,涵盖资源端、冶炼加工端、关键材料与产品端、循环利用端四部分,本章节就针对资源端、冶炼加工端、关键材料与产品端、循环利用端等产业链构成,对我国锂及其下游动力电池产业链现状进行详细剖析,具体如下:


(一)资源端

我国锂资源种类丰富,储量排名世界第四位(约8×106 t),约占世界总储量的7% 。目前世界上大规模开采的锂资源主要是盐湖、锂辉石、锂云母;富锂黏土作为一种潜力资源,部分企业已在墨西哥开展生产试验,尚未进行大规模商业利用。我国同时拥有盐湖、锂辉石、锂云母3种资源,其中盐湖锂主要分布在青海省、西藏自治区,锂辉石主要分布在四川省,锂云母主要分布在江西省;也有一定规模的黏土型资源,具备良好的发展前景。


相比海外优质资源,国内锂资源存在硬岩品位相对较低,盐湖中成分复杂、镁锂占比较高,提取难度相对较大等特点。例如,四川省的甲基卡锂辉石品位为1.3%~1.5%,而澳大利亚格林布什锂辉石品位达2.1%;我国察尔汗、大柴旦、一里坪等盐湖的镁锂占比分别为1577、134、90.5,而智利阿塔卡玛盐湖、玻利维亚乌尤尼盐湖的镁锂占比仅为6.4、18.6。


我国锂资源的产量增速较快,但产量有限。2015—2020年世界锂矿产量年均增速为20%,而我国同期的年均增速高达45%;目前我国的产量为7.5×104 t,约占世界总产量的17%。江西省、青海省是我国最重要的锂资源生产地,合计占我国总产量的80%。四川省、西藏自治区虽然拥有丰富的资源,但因环境保护约束,高寒、高海拔开发环境恶劣,基础设施建设周期长,短期内的产量增长十分有限。


国内资源开发市场较为集中,产量排名前5位的企业份额合计达93%。主要开采公司有宜春钽铌矿有限公司、青海盐湖工业股份有限公司、西部矿业集团有限公司、融达锂业有限公司、青海恒信融锂业科技有限公司、西藏矿业发展股份有限公司等。


与海外开采矿山相比,国内锂矿的提取生产成本偏高。2021年,世界主要锂矿的开采现金成本不到2900美元/t,澳大利亚优质锂辉石项目开采成本均不超全球平均水平;我国江西宜春锂云母、东西台吉乃尔等项目的提取成本高于3700美元/t,超出世界平均水平约30%。


(二)冶炼加工端

我国生产的锂盐种类齐全,产量增长迅速。2015—2020年的平均增速为32%,2020年的产量为2.46×105 t,约占世界总产量的67% 。形成了大量进口矿产资源进行冶炼加工、出口下游产品的基本格局。生产集中度较高,前5家企业的市场份额占比超过80%,代表性企业有江西赣锋锂业股份有限公司、天齐锂业股份有限公司、盛新锂能集团股份有限公司、四川雅化实业集团股份有限公司等。锂深加工产品的产能规模仍处于扩张阶段,但因进口锂矿资源供应的增量有限而未能利用全部产能。


新型双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSi)有望成为第二代电池的电解质,我国企业积极开展投资布局。2020年,以上海康鹏科技股份有限公司、深圳新宙邦科技股份有限公司为代表,开始量产LiFSi;国内建设产能约6800 t(占世界总产能90%),明显快于海外产能建设速度。


电池级碳酸锂、电池级氢氧化锂、六氟磷酸锂等深加工产品的生产技术与质量达到国际领先水平,可满足国内下游关键材料企业应用需求,同时向海外知名企业供货。例如,江西赣锋锂业股份有限公司生产的电池级氢氧化锂产品,为国际主流品牌的车用锂电池产品进行配套;多氟多新材料股份有限公司生产的高纯晶体六氟磷酸锂产品,向日本宇部兴产株式会社、韩国Soulbrain股份有限公司等国际主流的电解液企业供货。


我国企业的锂盐加工生产过程朝着智能化、绿色化方向发展。天齐锂业股份有限公司建成世界首条全自动化的电池级碳酸锂生产线,年产能可达2×104 t;融捷股份有限公司等企业也正在建设高度自动化的锂盐工厂。锂盐加工属高耗能行业,生产过程中产生污染物。部分矿石类提锂企业通过改进生产工艺、采用酸化窑外夹套循环加热等方式降低总能耗和“三废”排放。


(三)关键材料与产品端

1. 正极材料

我国正极材料生产规模较大,超过世界总产量的50%。目前市场主流的汽车动力电池正极材料是三元材料、磷酸铁锂材料,2020年我国三元正极材料产量为2.1×105 t,约占世界产量的40%。三元正极材料的高镍低钴化是发展趋势,2020年国内中低端产品,如镍钴锰多元材料(NCM)333、NCM523的产量占比为57%,而NCM811、镍钴铝酸锂(NCA)等高端高镍产品的产量仅占23%,产品结构失衡。国内NCA材料产量不高,主要原因在于:NCA材料相比NCM技术壁垒更高,对生产工艺、湿度等条件要求更为严格;我国三元电池发展路径以NCM为主,导致材料端、产品端难以产生联动效应、材料企业的NCA生产动力不足。


国内高端产品市场的集中度较高。以NCM811为例,宁波容百新能源科技股份有限公司、天津巴莫科技有限责任公司的市场份额合计高达84%。在产品质量方面,重点企业产品的品质良好,进入了国际主流电池厂商的供应链。目前,国内产品基本满足我国下游电池生产需求,但高端正极前驱体材料仍部分依赖进口。


2020年,我国磷酸铁锂正极材料产量约为1.42×105 t,处于世界主导地位。磷酸铁锂安全性好、循环寿命长,但因电池体积能量密度偏低而在国外较少生产。近年来,国内无模组刀片电池等结构性创新大幅提升了磷酸铁锂电池的体积能量密度,在补贴退坡情况下的性价比优于三元电池,从而带动了材料端磷酸铁锂材料产量回升。国内磷酸铁锂动力电池市场化发展优于海外,正极材料自产自销(主要供应国内电池厂商),相关企业具有较高的生产集中度。


在新材料研发和生产方面,部分国内企业的超高镍材料生产技术进入国际前列,如Ni90系三元材料实现国内外批量供货,Ni95系产品完成国际客户验证,Ni98系产品进入研发阶段。在镍钴锰铝(NCMA)四元正极材料方面,国内少量企业已进行技术布局,但整体上与国际先进水平存在差距。部分企业完成了富锂锰基材料的工艺定性和试生产,保障了下游新电池产品的研制需求。


我国企业因技术研发起步较晚,在关键材料的基础核心专利方面积累不足。例如,NCM材料的基础核心专利为美国3M公司拥有,NCA材料专利多由日本、韩国企业掌握。近年来,国内科研院所、企业针对原始专利进行了一定的改性创新,但因国际市场环境影响仍然受到较大制约。


2. 电解液

电解液由锂盐电解质、溶剂、添加剂组成。2020年,我国动力电池电解液出货量约为8.8×104 t,约占世界产量的50% ;出口量超过3×104 t,主要供应给日本、韩国企业 。广州天赐高新材料股份有限公司、深圳新宙邦科技股份有限公司等排名前5名的企业,合计产量占国内市场的78%。国内企业生产的六氟磷酸锂电解质可满足电解液生产需求,碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯等大规模应用的电解液功能添加剂也已经实现国产化。国际主流电解液企业拥有独特的添加剂配方,我国企业在部分功能添加剂设计方面还存在进口依赖现象。


3. 动力电池

我国动力电池生产规模位居世界第一,2020年动力电池装机量为63.3 GW·h,约占世界装机量的40%。宁德时代新能源科技股份有限公司、比亚迪股份有限公司是我国动力电池的领先企业,国内的装机量合计占比达到70% 。目前,汽车动力电池的主流类型有NCM三元电池、NCA三元电池、磷酸铁锂;我国企业在NCA三元电池方面技术积累较弱,发展路线以NCM三元电池、磷酸铁锂电池为主。在电池包装集成方面,国内企业突破了NCM电池、磷酸铁锂无模组技术,在提高电池包能量密度的同时降低了生产成本。电池生产的高度自动化可提升产品一致性,国际一流企业的自动化率近80%;我国优势企业的自动化率接近50%,而不少企业仅为20%。


在电池技术发展趋势方面,高能量密度仍是核心因素。从电池所用正极材料的角度看,日本、韩国的电池企业分别在NCM体系、NCA体系、NCMA体系下研发出超高镍(镍含量≥90%)电池,部分企业宣布即将量产。在我国,蜂巢能源科技股份有限公司突破了NCMA电池技术,但量产工作仍在准备;磷酸锰铁锂电池在保留铁锂材料稳定性的基础上可提升能量密度10%~20%,一些企业形成了技术储备和产能布局;富锂锰基电池因其容量高、成本低、安全性好的理论优势而成为潜在发展方向,浙江遨优动力系统有限公司已实现小规模量产。在电解质形态方面,液态电池的能量密度(350 W·h/kg)已达理论极限,发展方向转为固液混合电池、全固态电池。国外企业的固态电池研究积累较多,研发投入力度大,而国内企业的固态电解质技术原始创新及经验积累薄弱。


(四)循环利用端

我国动力电池的循环利用尚处发展初期。2020年进入了首次动力电池规模化退役阶段,累计退役量约为2×105 t;但实际回收量仅为41%,回收再利用锂资源约为2×104 t,循环利用效果不佳。目前,国内动力电池回收体系分为梯次利用、拆解回收再生利用两个循环过程。当动力电池余能不足80%后,按照“低功率电动车、电网储能、家庭储能、报废”的先后顺序进行梯次利用;根据不同电池的工作特性,磷酸铁锂电池因可循环次数较多而更适用于梯次利用。政府从规定回收主体、动力电池拆解作业要求、贮存与安全环保要求,提高回收企业门槛、动力电池中的镍钴锰锂回收率等多方面着手,发布了拆解回收再生利用方面的管理办法;构建了新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台,对汽车用动力电池开展全生命周期追溯,实现动力电池的来源可查、去向可追、节点可控。整体来看,现有政策缺乏强制性,动力电池报废后进入正规渠道的回收率仍然很低,产业秩序有待规范。


在动力电池回收技术方面,广东邦普循环科技有限公司、格林美股份有限公司达到世界先进水平,报废电池(包装完好)中的锂、镍、钴、锰等金属元素回收率高于现行政策或标准规定。(作者:邢佳韵,陈其慎,张艳飞,于汶加,龙涛,郑国栋,王琨)



上一篇:储能电池产业技术路线 储能电池产业创新路径
下一篇:我国锂及其下游动力电池产业链发展面临的问题及发展对策建议
规划首页 | 业务领域 | 规划收费标准 | 资源优势及资质 | 咨询业绩 | 官网地图
Copyright 2000-2020 中机产城规划设计研究院 版权所有 北元律师事务所提供法律支持
地址:北京市丰台区总部基地汉威国际广场4区3号楼5层
全国免费咨询热线:400-666-8495
传真:010-51667252-666
备案号:京ICP备08008382号-3
扫一扫关注
中机院
园区规划
产业规划
中机院微信