新能源电池工业链及出资时机简析-磷酸亚铁锂
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一、前语 跟着巴菲特入股比亚迪，王传福成为最新的我国首富。新能源电池的概念不仅在资本商场掀起一轮轮风暴，更得以根植入普通人心中。 可是作为对职业开展最具敏感度的风险出资组织，在新能源电池工业上的出资却显得适当保存和迟滞，迄今国内涵新能源电池范畴的出资事例及出资金额都极端有限。为了协助新能源范畴出资者更好的掌握整个新能源电池工业的开展，发掘潜在的出资时机，清科集团特推出《新能源电池工业链及出资时机简析》陈述。 二、磷酸铁锂电池原理和特色 1、磷酸铁锂电池的结构和作业原理 电池一般包含：正极、负极、电解质、隔阂、正极引线、负极引线、中心端子、绝缘资料、安全阀、密封圈、PTC（正温度操控端子）、电池壳等。其间正极资料、负极资料、电解质以及隔阂的不同或许工艺的不同，对电池的功能和价格有着决议性的影响。 一般所称的锂电池，是以各种含锂资料为正极资料的电池，现在商场上的锂离子电池正极资料首要是钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4），别的还有少量选用镍酸锂（LiNiO2）以及二元/三元聚合物作正极资料的锂离子电池。磷酸铁锂电池是用磷酸铁锂（LiFePO4，简称LFP）资料作电池正极的锂离子电池， 其内部结构如图一所示：左面是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极衔接，中心是聚合物的隔阂，它把正极与负极离隔，但锂离子Li+能够经过而电子e-不能经过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极衔接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳、铝塑复合膜或塑料壳密闭封装。
LiFePO4电池的作业原理是：电池充电时，正极资猜中的锂离子脱出来，经过电解液，穿过隔阂进入到负极资猜中；电池放电时，锂离子又从负极中脱出来，经过电解液，穿过隔阂回到正极资猜中。（注：锂离子电池便是因锂离子在充放电时来回搬迁而命名的，所以锂离子电池又称“摇椅电池”） 2、磷酸铁锂电池的功能与特色 2.1 磷酸铁锂电池的优势 一、超长寿数：长寿数铅酸电池的循环寿数在300次左右，最高也就500次，而磷酸铁锂动力电池在室温下1C充放电循环2000次，容量坚持率80％以上；是铅酸电池5倍，镍氢电池的4倍，是钴酸锂电池4倍，是锰酸锂电池4-5倍左右。 二、安全性高：磷酸根化学键的结合力比传统的过渡金属氧化物结构化学键强，所以结构愈加安稳，而且不易开释氧气。磷酸铁锂电池在高温下的安稳性可达400以上，确保了电池内涵的高安全性；不会因过充、温度过高、短路、碰击而发生爆破或焚烧。 三、环保且不需求稀有金属：磷酸铁锂电池不含任何（锂之外）重金属或许稀有金属，无毒（SGS认证经过），无污染，契合欧洲RoHS规则，为环保电池。 四、充电速度快，自放电少，无回忆效应：磷酸铁锂电池可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，2C充电30分钟内即可使电池充溢95％，起动电流可达2C，而铅酸电池现在无此功能。 五、体积小，分量轻：产品规划可轻量化，体积是相同容量铅酸电池的2/3，也较镍氢电池体积小；分量是相同容量铅酸电池的1/3，镍氢电池的2/3左右； 六、电池单体电压高，放电渠道安稳：为3.2V，串联少，电池组可靠性高；电池组可靠性高，可作大电流高功率充放电高倍率放电特性：10C充放电功率到达 96％以上，容量坚持率90％以上，可完成10C放电； 综上可知，磷酸铁锂电池相对传统电池和其它锂电池，具有本身显着的优势，表1和表2对其功能和传统电池及锂电池进行比较 可见与传统电池比较，磷酸铁锂电池只在价格方面处于必定下风，其他各项目标显着占有优势。但假如考虑电池寿数，磷酸铁锂电池的价格却是最低的。 磷酸铁锂除了振实密度、克容量两个目标略有缺乏，其他各项目标均占很大优势，尤其是在循环功能、环保性、安全功能、质料本钱及运用范畴方面。 2.2 磷酸铁锂电池的下风 1、导电性差、锂离子分散速度慢。高倍率充放电时，实践比容量低，这个问题是约束磷酸铁锂工业开展的一个难点。磷酸铁锂之所以这么晚还没有大规划的运用，这是一个首要的问题。 2、振实密度较低。一般只能到达0.8-1.3，低的振实密度能够说是磷酸铁锂的很大缺陷，这决议了它在小型电池如手机电池等没有优势，所以其运用规划遭到必定程度的约束。即便它的本钱低，安全功能好，安稳性好，循环次数高，但假如体积太大，也只能小量的替代钴酸锂。但这一缺陷在动力电池方面不会杰出。因而，磷酸铁锂首要是用来制作动力电池。 3、一起性问题严峻。单体磷酸铁锂电池寿数现在超越2000次，可是制作出来的电池一起性欠安，然后影响到电池组的运用功能和全体寿数，因而运用在动力汽车上存在必定妨碍。 4、磷酸铁锂电池低温功能差。磷酸铁锂资料的固有特色，决议其低温功能劣于锰酸锂等其他正极资料。一般状况下，关于单只电芯，其0℃时的容量坚持率约60～70％，-10℃时为40～55％，-20℃时为20～40％。这样的低温功能明显不能满意动力电源的运用要求。 5、制作本钱高。磷酸铁锂具有安全性、环保性、循环次数高级长处是毋庸置疑的，但现在的制作本钱相对铅酸电池、锰酸锂电池要高，其首要原因是：1）资料物理功能和其他锂电资料相差较大，其粒度小，振实密度小，比表面积大，资料的加工功能欠好，涂敷量低，导致电池本钱添加；2）磷酸铁锂电池只要3.2V，比其他的锂电低20％左右，单体电池要多用20％，导致电池组本钱上升较多。 跟着技能的开展，磷酸铁锂资料上的这些缺陷正在逐步得到解决，其性价比也逐步得到进步，运用规划也逐步扩展，咱们信任，磷酸铁锂电池技能现已进入一个飞速开展阶段，正在带动整个工业从商场的培养导入期进入一个高速增加阶段。 三、磷酸铁锂电池工业链分析 3.1 磷酸铁锂电池工业链结构
表3具体的例举了磷酸铁锂电池工业链上各环节利润率状况及代表厂商 3.2 磷酸铁锂质料 磷酸铁锂资料质料职业归于资源性职业，全球各地的锂资源根本已为各大公司圈地所占，咱们以为在锂资源职业对风险出资现已失掉战略性进入的价值。磷源化合物归于传统的化工消耗品，现已具有十分老练的供货商。相对而言，高质量的铁源化合物国内暂无占有肯定优势的供货商，存在必定的出资时机，出资者能够重视深圳硕田科技，合肥亚龙等在这一范畴抢先的企业。 3.3 国内磷酸铁锂正极资料厂商状况 现在国际上磷酸铁锂资料闻名的厂商首要是美国A123、加拿大的Phostech以及美国Valence。这些厂商都现已开展出十分老练的量产技能，其间最大的产能5000吨/年以上。我国企业从2001年就连续发动磷酸铁锂资料开发，历经6年时刻，北大先行终在2007年打破了磷酸铁锂从实验室技能到中试出产技能的一系列技能及工程问题，并在完善相关工艺过程中，使得磷酸铁锂电池的安全性得到了较大程度的进步与确保，奠定了磷酸铁锂产品系列化和规划工业化的根底。整体来看，国内对磷酸铁锂的技能研制水平及工业化程度与国际根本同步。在产能方面我国的资料供货商与国外大厂差不多，价格比国外要低，但资料加工功能和安稳性略逊一筹。现阶段全国约有50多家电池资料出产厂商，其间真实进入工业化批量出产的仅有天津斯特兰、北大先行、姑苏恒正等十余家。尽管真实具有供货才能的企业为数不多，但标明我国企业抓住了此次锂电池开展机会，使我国锂电在动力电池的工业化走在国际前列。表4具体的列举了国内前10位的LFP资料企业及其开展状况：
能够看出，国内一切磷酸铁锂资料厂家的产品均各有优缺陷，没有一家厂家在技能上肯定的优势，也未有厂家能大规划的量产。
3.4 负极资料厂家状况 负极资料的均匀毛利率大概在20-30％之间，归于整个新能源电池职业毛利率偏低的范畴，这和这个范畴技能比较老练，供货厂家较多有关。在这一范畴有两家厂商值得重视：深圳市贝特瑞新能源资料股份有限公司和上海杉杉科技有限公司。 深圳市贝特瑞新能源资料股份有限公司开发的“高能量低密度锂离子电池负极资料（BTR-158-B）”新产品荣获广东省要点新产品称谓。依据日本IIT咨询公司锂电池相关研讨陈述，2008年贝特瑞在全球负极资料职业商场占有率为11％，排名第三位，仅次于日本的日立化成（Hitachi Chemical）和精工碳素（Nippon Carbon），在我国商场的占有率则排名榜首，2008年商场供货量到达2360吨，首要客户为力神、ATL、比克和A123。 上海杉杉科技有限公司是由杉杉集团与宁波杉杉股份有限公司一起出资组成。现主营锂离子电池炭负极资料—中心相炭微球（简称CMS）、改性人工石墨微粉（简称CMP）的出产和出售，年产能到达1200吨。依据日本IIT咨询公司陈述，上海杉杉2008年负极资料实践供货量到达1650吨，商场占有率位列第6名，首要客户为BYD、力神、ATL及比克。 3.5 隔阂厂家状况 隔阂归于技能含量高，出资较大的工业，现阶段国内涵隔阂技能上没有构成打破，高端首要以进口为主，导致隔阂价格昂扬，可是对企业来说能够享用较高的毛利。国内涵隔阂范畴有必定技能堆集和规划的企业是深圳的星源质料和金辉高科。 深圳市星源质料是专业从事微孔隔阂研制、出产和出售的高新科技企业。公司承当两项国家863开发项目；四项科研成果经过判定；申请专利34项；锂电池隔阂出产技能处于国内抢先地位。现在，公司具有干法出产线两条，湿法出产线一条，能够出产12μm到40μm不同标准的锂电池隔阂，其间干法出产线于2008年1月发动，总出资人民币4788万元，年产能1000万平方米，该出产线于2008年9月正式投产，成为我国具有国际水平的干法出产锂电池隔阂的榜首家。此外，年规划出产才能5000万平方米的锂电池隔阂出产基地正在建造之中。公司先后被评为国家火炬计划要点企业，深圳市民营领军骨干企业，最近又被福布斯评为09年最有潜力企业。 佛山市金辉高科光电资料有限公司由佛塑股份（000973）与BYD一起出资281万美元组成，其间佛塑股份占55％股权；BYD占45％股权，经营规划包含离子浸透微孔薄膜、功能性聚合物膜片、绝缘薄膜、各种用处半透膜等环保用有机膜类制品，具有特种电池用离子渗析微孔薄膜出产才能756万平方米/年。依据佛塑股份（000973）最新布告：估计金辉高科2008年完成经营收入7592万元，净利润3585万元。
3.6 锂电池电解液厂家状况 归纳来说，锂电池电解液是个需求量大，毛利率较高的部分，具有巨大的出资价值，现阶段国内商场上，江苏国泰华荣、珠海赛纬电子、天津金牛等公司具有必定的优势。 国泰华荣是江苏国泰（002091）控股的一家以有机硅资料、锂电池资料为开展方向的国家要点高新技能企业。公司配备技能、出产规划、技能水平和商场占有率在国内均处于抢先地位。其电解液产品包含一次锂电池电解液、二次锂离子电池电解液、动力电池电解液和超级电容器电解液等。2008年公司电解液年产能到达3000吨，产能在国内排名榜首，占国内30％商场份额，在全球排名第五位。现在公司在江苏扬子江化工园区新建了5000万吨产能，厂房现已建造结束，估计09年10-11月正式出产。 珠海市赛纬电子资料有限公司是一家新建立的高科技民营企业，一期出资1000万元人民币新建产能为年产1000吨的锂电池，锂离子电池和超级电容器电解液出产线，厂区占地面积3000平方米，首要出产和出售功能型电解液：进步锂离子电池高温功能，安全性和低温功能等锂离子电池和聚合物电池电解液，为客户量身定制适用于锰酸锂、磷酸铁锂、三元资料，改性天然石墨等正负极资料的电解液。 天津金牛电源资料有限责任公司是由河北邢台矿业（集团）有限责任公司与天津化工研讨规划院一起出资组成的。现已建成的成套的电解质盐出产、溶剂精制、电解液制作和包装出产线，首要产品有：六氟磷酸锂（规划为80吨/年）、高纯溶剂（规划为500吨/年）、锂离子电池用电解液以及相关电池资料。天津金牛公司是国内仅有一家选用自主研制技能、国产质料与配备出产六氟磷酸锂产品的企业。 3.7 电芯制作厂家状况 电芯出产因为出产工艺和技能相对老练，在有安稳的正极资料货源状况下，国内大部分锂离子电池厂商均能出产出磷酸铁锂电芯，但因为制作动力电池涉及到电芯的组合，有必要确保电芯的一起性，这样对电池的出产设备提出了更高更专业的要求，所以设备资金投入很大，一般来说，建造一条磷酸铁锂电芯出产线至少需求5000万元的发动资金。创业企业在进入这一范畴会十分困难，传统的电池出产企业将具有较大的优势。下表列出了国内电芯出产的首要企业及其状况。
四、总结 磷酸铁锂电池商场是个规划巨大的商场，单纯正极资料，全球规划能够到达几百亿的规划，下流的电芯工业，规划能够超越5000亿。一起，我国在这个工业上，不管在技能，设备，质料和商场均有必定的堆集，具有大力开展这个工业的根底。在时刻点上，咱们以为未来2-3年，磷酸铁锂电池将可能会有严重的技能打破然后带动商场的打破。从创业出资的视点调查，在磷酸铁锂电池的工业链上，咱们以为在正极资料，隔阂，电解液上一些具有共同优势的企业将值得重视。
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