新材料、新能源行业：锂电材料，高增长中孕育“火山爆发” 107页

'新材料、新能源行业：锂电材料，高增长中孕育“火山爆发”新材料、新能源行业锂电材料:高增长中孕育“火山爆发”分析师：方夏虹执业证书编号：S0730511010006联系人：牟国洪021-50588666-8039研究报告—行业分析强于大市（首次）发布日期：2011年4月22日盈利预测和投资评级公司简称2011EPS2012EPS2011PE评级杉杉股份0.450.6546增持中国宝安0.460.7142增持江苏国泰0.801.0632增持注：股价为2011年04月21日收盘价行业相对沪深300指数表现 联系人：顾彦冰电话：021-50588666-8113传真：021－50587779地址：上海浦东新区世纪大道1600号18楼邮编：200122报告关键要素：锂离子电池具有工作电压和比能量密度高、循环性好、无记忆效应等优点被广泛用于便携装置储能电池中，并在新能源汽车动力电池方面潜力巨大。本文对锂电产业及锂电池所属各类材料的现状和趋势进行了梳理。预计2013年，锂电材料用量规模有望在2010年基础上翻倍。投资要点:??锂电产业：高增长中孕育“火山爆发”。2010年全球锂电池总容量同比增长34.26%，锂电池各关键材料用量同比增长50%左右。鉴于新能源汽车的巨大市场，2013年锂电池所需总容量为58138MWh，与2010相比增长178%，届时对应的锂电材料有望翻倍。 ??正极材料：三元和锰酸锂前景看好。正极材料中钴酸锂仍占据主要份额，三元、锰酸锂和磷酸铁锂已被用于新能源汽车动力电池中，且三元增速靓丽。??负极材料：高容量电池的基石。炭材料是负极市场主流，而天然石墨因成本优势逐步侵蚀其它负极材料。人造石墨和中间相炭微球在动力电池领域更具竞争力，合金负极材料是高储能锂电池的首选。??电解液。电解液核心组分六氟磷酸锂国内市场占有率有望进一步提高，新型锂盐Li2B129><>F12具有优良的高温稳定性而受到重视。目前电解液领域的研究重点是添加剂选型与配比。??隔膜。隔膜呈现三个梯队，国内三巨头星源材质、金辉高科和新乡格瑞恩市场占有率逐步提升，但动力电池用隔膜品质仍需提升。其它材料：中科英华下属的联合铜箔(惠州)占据铜箔主要市场。??投资策略：综合政策、技术和产业链整合优势考虑，建议关注杉杉股份、中国宝安、当升科技、江苏国泰、佛塑股份、新宙邦、九九久、多氟多、江特电机、云天化、南洋科技。??分析提示：技术开发风险以及新能源汽车用动力锂电池市场的不确定性。 新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew4>>第2页共37页目录1．锂电池概述....................................................51.1锂电池原理.................................................................................................................................51.2锂电池组成 .................................................................................................................................61.3锂电池分类.................................................................................................................................61.4锂电池应用.................................................................................................................................72.锂电材料......................................................82.1材料：锂电池之基石...............................................................................................................82.2正极材料......................................................................................................................................92.2.1简介.....................................................................................................................................92.2.2动力电池用正极材料..................................................................................................102.2.3现状及发展趋势............................................................ ...............................................102.2.4市场分析.........................................................................................................................122.3负极材料..................................................................................................................................142.3.1简介..................................................................................................................................142.3.2动力电池用负极材料..................................................................................................142.3.3发展趋势.........................................................................................................................152.3.4市场分析.........................................................................................................................172.4电解液.......................................................................................................................................19 2.4.1简介..................................................................................................................................192.4.2发展趋势.........................................................................................................................192.4.3市场分析.........................................................................................................................202.5隔膜............................................................................................................................................212.5.1简介..................................................................................................................................212.5.2动力电池用隔膜及发展趋势....................................................................................222.5.3市场分析.........................................................................................................................222.6 其它材料...................................................................................................................................233．锂电池市场分析...............................................243.1储能电池：持续高增长.......................................................................................................243.1.1笔记本电脑.....................................................................................................................243.1.2手机..................................................................................................................................243.1.3其它装置.........................................................................................................................253.2动力电池：市场惊人............................................................................................................253.2.1简介..................................................................................................................................253.2.2 新能源汽车：政策给力.............................................................................................263.2.3市场分析.........................................................................................................................283.3锂电市场：高增长中孕育爆发.........................................................................................294．锂电行业格局.................................................314.1锂电池和锂电材料供应商：三分天下...........................................................................31渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源 中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第3页共37页4.2锂电材料：高增长中孕育“爆发”................................................................................324.3国内锂电材料公司现状.......................................................................................................335．投资分析.....................................................345.1分析策略...................................................................................................................................345.2公司分析...................................................................................................................................346．风险提示.....................................................36 重要声明........................................................37免责条款........................................................37转载条款........................................................37图表目录图1：锂电池原理示意图.....................................................................................................5图2：锂电池构成及成本组成.............................................................................................6图3：不同类型电池出货比例(2010年).............................................................................7图4：锂电池应用演变.........................................................................................................8 图5：锂电产业链.................................................................................................................8图6：主要正极材料价格变化曲线.....................................................................................9图7：正极材料相关金属期货价格曲线...........................................................................10图8:正极材料产品体积能量密度与发热量....................................................................10图9：商业化正极材料及其发展趋势...............................................................................12图10：2005年~2010年正极材料需求量.........................................................................13图11：不同正极材料市场占有率比较.............................................................................13图12：2010年正极材料制备商市场占有率....................................................................13图13：尖晶石结构示意图 .................................................................................................15图14：硅负极材料充电前后结构变化示意图.................................................................16图15：18650单体电池容量发展趋势..............................................................................17图16：合金负极材料需求量.............................................................................................17图17：商业化负极材料及其发展趋势.............................................................................17图18：2005~2010年负极材料需求量..............................................................................18图19：不同负极材料市场占有率.....................................................................................18图20：2010年负极材料制备商市场占有率....................................................................18图21：锂盐稳定性对比.....................................................................................................20 图22：2010年电解液市场占有率统计............................................................................21图23：2010年隔膜制造商市场占有率............................................................................23图24：全球电脑需求预测.................................................................................................24图25：全球手机需求预测.................................................................................................25图26：其它装置需求预测.................................................................................................25图27：不同领域中18650电池用量对比.........................................................................26渐飞研究报告-//bg.panlv.net 新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第4页共37页图28：电动汽车统计及预测.............................................................................................28图29：含xEV在内的锂电池出货统计及预测..................................................................29图30：不同类型锂电池出货统计及预测.........................................................................29图31：锂电池容量统计及预测.........................................................................................30图32：锂电产业产生的资金规模.....................................................................................30图33：2005~2010 年全球锂电池出货统计......................................................................31图34：全球锂电池市场格局.............................................................................................31表1：二次电池性能比较.....................................................................................................5表2：锂电池分类及应用.....................................................................................................7表3：主要正极材料及性能指标.........................................................................................9表4：正极材料主要供应商...............................................................................................14表5：商业化负极材料及主要性能指标...........................................................................14表6：不同负极材料主要供应商.......................................................................................19 表7：电解液组成及发展历史...........................................................................................19表8：隔膜主要参数及目标值...........................................................................................21表9：隔膜制备工艺及优缺点...........................................................................................22表10：国内隔膜情况统计.................................................................................................23表11：世界各国对新能源汽车支持政策列表.................................................................26表12：美国加利福尼亚州ZEV法案...............................................................................27表13：2009年锂电池主供应商及其材料供给统计........................................................32表14：锂电材料公司汇总.................................................................................................33表15：锂电材料部分公司估值 .........................................................................................35渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第5页共37页全球资源紧缺和环境恶化使人类发展面临严峻挑战，低碳经济以及全球可持续发展战略使以储能技术为基础的新能源汽车受到各国政府关注，目前主要包括镍氢和锂电池。新能源汽车发展的核心技术包括动力电池、发动机系统和电控系统，其中动力电池被比喻为其“心脏”，成本占比50%。随着锂电池性价比的提高，将逐步替代镍氢电池成为新能源汽车用动力电池的主流。 1．锂电池概述1.1锂电池原理锂离子电池商业化应用起始于20世纪90年代，日本索尼公司使用焦炭作为负极材料，从而克服金属锂电池可能导致起火甚至爆炸的缺陷。其工作原理是在充放电过程中，锂离子通过导电电解液在正极-负极-正极之间像运动员一样来回跑动，故俗称“摇椅式”电池，简称锂电池或3>#ff9999">LIB。图1：锂电池原理示意图资料来源：中原证券表1：二次电池性能比较铅酸电池Pb-Acid镍镉电池Ni-Cd 镍氢电池Ni-MH锂离子电池Li-Ion商品化时间1890年1956年1990年1992年工作电压2.0V1.2V1.2V3.3~3.7V能量密度100Wh/l<30Wh/kg150Wh/l50Wh/kg250Wh/l60~80Wh/kg350~400Wh/l100~150Wh/kg循环寿命300次1000次500次>500次记忆效应无有有无绿色产品否否是是 渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第6页共37页优点1.技术成熟2.价格低1.可快速充电2.价格便宜3.循环寿命长 1.可快速充电2.高功率放电3.能量密度稍高4.循环寿命长1.可快速充电2.可高功率放电3.能量密度高4.循环寿命长缺点1.不适合快速充放电2.能量密度低3.寿命短1.能量密度低2.有记忆效应3.环保问题(Cd)1.具少许记忆效应2.高温环境下性能差3.充放电效率低1.价格高 资料来源：中原证券同其它二次电池相比，锂电池具有无记忆效应、比容量高以及可快速充放电等优点而被广泛用于储能电池，且特别在新能源汽车动力电池领域极具竞争力。1.2锂电池组成锂电池主要由正极、负极、电解液、隔膜四种关键材料和辅助材料如容器、正/负极集流体、绝缘片、极耳、安全阀等构成。就成本构成而言：正极材料比重最大，占比40~46%，其次是隔膜、负极和电解液。图2：锂电池构成及成本组成资料来源：中原证券1.3锂电池分类锂电池可根据应用领域、形状、正极材料、电解液、外壳包装材质等进行分类。 结合日本IIT(InstituteofInformationTechnology，工业信息研究院，简称IIT)统计惯例和业界习俗，本文采纳如下两类分类方法：一是根据应用领域分为储能电池和动力电池。二是结合形状和外包装材料分为方形锂电池(Prismatic#ff9999">LIB-Pr#ff9999">LIB)、圆柱锂电池(Cylindrical#ff9999">LIB-Cy#ff9999">LIB)和软包锂电池(Pouch#ff9999">LIB)。渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第7页共37页 表2：锂电池分类及应用分类原则名称简介典型应用储能电池各种便携装置用储能电池手机、笔记本电脑等应用领域动力电池新能源汽车用动力锂电池新能源汽车方形电池6位数表示：前两位为电池厚度，中间两位为宽度，后二位为长度。如083448，表示厚度为8mm，宽度为34mm，长度为48mm。手机等形状圆柱电池5位数表示：前两位为直径，后两位表示高度。如18650型电池，表示直径为18mm，高度为65mm。笔记本电脑新能源汽车铝壳锂电池大部分方形电池外壳为铝合金材质手机等钢壳锂电池大部分圆柱形电池外壳为钢壳材质笔记本电脑外包装材料软包锂电池外包装材质为铝塑模或热收缩薄膜手机、笔记本电脑钴酸锂电池笔记本电脑、手机正极材料三元锂电池 根据使用的正极材料类型分类动力电池液态锂电池电解液为液态，简称#ff9999">LIB-电解液聚合物锂电池简称PLIB，指正极、负极和电解液中至少一项是由高分子材料组成。-高容量型对容量要求高手机、数码产品高倍率型能实现快速充电和高功率放电电动车、电动工具和飞机模型等高温型适用于温度高的地方矿灯等性能用途低温型适用于低温环境北方区域资料来源：中原证券2010年，圆柱和方形锂电池出货占比均为41.8%，软包锂电池占比16.4%。图3：不同类型电池出货比例(2010年) 资料来源：IIT，中原证券1.4锂电池应用锂电池应用分便携装置用储能电池和新能源汽车用动力电池。前者主要包括3C产品，即计算机、通讯和消费电子产品。动力电池包括电动自行车和新能源汽车以及电动工具等领域。随着锂电池性价比的进一步提高，未来将向大规模太阳能系统、电网调峰、住家电力储存设施方面延伸。渐飞研究报告-//bg.panlv.net 新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第8页共37页图4：锂电池应用演变资料来源：IIT，技术在线，中原证券2.锂电材料2.1材料：锂电池之基石图5：锂电产业链资料来源：中原证券 锂电产业链包括上游原料、中游锂电材料和锂电池制备及下游锂电池应用。锂电材料在锂电产业链中的重要性概括为：一是锂电池性能60%是由材料性能决定的；二渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第9页共37页是锂电池应用的推广与普及由其性价比决定，而锂电材料在锂电池成本组成中占据重要份额。下面就锂电材料的现状、未来发展趋势及市场进行梳理与归纳，并对动力电池用锂电材料进行重点分析。 2.2正极材料2.2.1简介目前，商业化用正极材料主要包括钴酸锂(LCO)、镍酸锂(LNO)、镍钴锰酸锂(NMC，简称三元)、锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)等。正极材料性能的主要评价指标包括工作电压、比容量、首次效率、压实密度以及循环性等。表3：主要正极材料及性能指标正极材料钴酸锂LiCoO2镍酸锂LiNiO2镍钴酸锂LiNiCoO2镍锰酸锂LiNiMnO2镍钴锰酸锂LiCoxNiyMnzO2 锰酸锂LiMnO2磷酸铁锂LiFePO4工作电压3.7V3.6V3.7V3.8V3.7V3.8V3.4V比容量160mAh/g200mAh/g180mAh/g160mAh/g190mAh/g110mAh/g160mAh/g首次效率95%95%95%95%90%95%85%500次循环容量>85%>80%>80%>80%>80%>80%>90%材料成本高较高较高较高较高低较低压实密度3.7~4.33.5~4.33.7~4.33.7~4.33.5~3.72.8~3.12.1~2.4加工性能好好较好较差较好差差安全性低低低较低较低较好低主要应用小型电池小型电池小型电池小型电池小型/动力电池动力电池动力电池资料来源：中原证券 图6：主要正极材料价格变化曲线单位：日元/千克资料来源：IIT，中原证券渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第10页共37页各类正极材料价格总体趋势是逐步下降的，但钴酸锂在2007底至2008年期间价格 变化呈现急速上涨而又快速回落现象，原因是钴金属期货价格同期上涨后又急速下降。图7：正极材料相关金属期货价格曲线资料来源：IIT，中原证券2.2.2动力电池用正极材料综合考虑正极材料能量密度与发热量：三元材料、锰酸锂、磷酸铁锂以及掺杂改性后的镍酸锂(NCA，Li(Ni_Co_Al)O2)已用于动力电池中。特别地，三元材料和锰酸锂前景看好。图8:正极材料产品体积能量密度与发热量单位：焦耳/克资料来源：IIT，中原证券2.2.3现状及发展趋势 作为动力锂电池正极材料，安全性尤为重要，其次是高功率充放电、高能量密度以及环境友好和价格便宜。其中，评价安全性的两个重要指标是充电时形成枝晶的难渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第11页共37页易程度和氧化-还原反应温度。下对储能和动力电池用各类正极材料现状及发展趋势进行归纳： 钴酸锂(LCO)。钴酸锂正极材料自锂电池研发成功以来一直被应用，目前在手机和笔记本电脑方面占据90%的市场。其特点是压实密度高，单位体积能量密度为808mAh，且Li/Co十分重要，一般都小于1。由于手机电池的迅速发展，需要适应3C~4C的高倍率放电要求，希望正极材料粒径由过去的大颗粒向小型化发展，理想是控制在5~10μm以保证电极密度。主要研究影响材料粒径和特性的因素，包括原料、沉淀方式、pH值、反应温度等。同时通过研究掺杂以提高充电电压而提高能量密度。镍酸锂(LNO)。其特点为能量密度高，但安全性欠佳，须掺杂后方能使用。该材料Ni含量须严格控制，因Ni+容易占据Li+的位置。研究重点在LNO中掺杂Mn、Al和Co等，可以提高材料安全性，如LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料与氧的热反应温度由200℃增加到310℃，可用于动力电池中。制备方法中的溅射干燥法已在业界推广，该方案来于户田工业(TodaKogyo)。 锰系正极材料。该材料特点是锰资源丰富，环境友好且价格便宜。目前已报道的锰系材料包括尖晶石型LiMn2O4、尖晶石型Li2Mn2O4、斜方晶形LiMnO2、层状LiMnO2、O2型Li0.7MnO2、Li0.33MnO2等。其中，有潜力的Mn系正极材料是LiMn2O4、斜方晶形LiMnO2和层状Mn基材料如LiNixMnyCo1-x-yO2(三元材料，NMC)和LiMnxNi1-xO2。尖晶石锰酸锂LiMn2O4材料在进入过充状态时，Li+继续脱嵌，结构转变为层状LiMnO2，从而避免金属析出而引起内部短路，同时其氧化还原温度高达250℃，故具有优异的安全性，被认为是新能源汽车动力电池的最佳选择，其研究热点在于优化制备工艺和掺杂，如掺杂Mg和Al以克服高温容量衰减问题。三元材料为基于六方晶系中的a-NaFeO2层状结构，其特点是引入Co能减少阳离子混合占位情况，有效稳定材料的层状结构；引入Ni可提高材料的容量；引入Mn可降低材料成本和提高材料的安全性。研究热点在于调节Mn、Ni、Co三者的比例，在新能源汽车用动力电池中前景看好，目前已有532、442等配比。 同时，业界也致力于发展一种具有层状结构固溶体材料—Li2MnO3与LiMO2(M=Co、Ni、Mn等各种金属)，其特点是层状数可能超于275层的理论上限，结构上具有一个锂层和各种过渡金属层(Co、Ni、Mn等)，初始充电会造成钴、镍、锰等元素迁移至锂层从而形成稳定结构，比容量超过250mAh/g，对锂电位提高至5V。磷酸盐体系(LMPO4)正极材料。该类材料包括橄榄石型和磷酸钒盐两类。渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第12页共37页橄榄石型结构的磷酸铁锂(LFP，LiFePO4)内的P和O紧密结合，在高温下也不会释 放出气体，其氧化还原温度达400℃，故具有高安全性特点。但LFP在实用化的同时其低电压弱点和材料一致性方面不稳定使其在业界出现了不同声音，目前国内锂电供应商比较偏向于使用LFP。但对LFP材料而言，还有包覆碳和碳热还原两大核心专利技术问题无法回避。采用Mn置换Fe后的磷酸锰锂(LMP，LiMnPO4)的对锂电位比LFP高出0.7V达4.1V，锂电池中高的电压意味着高的能量密度，业界正加速利用LMP材料的进展。单斜结构的磷酸钒盐(Li3V2(PO4)3)的理论容量为332mAh/g，对锂电位为4.8V，具有高的锂扩散系数和优良的安全性，且原料价格便宜，在动力锂电池中颇受关注。目前研究热点在于优化制备工艺，同时通过包覆、掺杂等工艺来改善材料的电导率，从而提高材料的充放电循环性。另外，鉴于目前商业化正极材料比能量密度均未超过200mAh/g，研究热点还包括不受金属资源限制、比容量在400~600mAh/g的有机化合物正极材料，如红氨酸等。 图9：商业化正极材料及其发展趋势资料来源：技术在线，中原证券2.2.4市场分析市场显示：2010年全球正极材料用量45530吨，同比增长50%。其中，钴酸锂用量最大为21440吨，同比增长40%，但占比从2009年的50%下降至47%；而三元正极材料用量为15730吨，占比从2009年的31%上升至2010年的35%；镍酸锂总比基本持平，而磷酸铁锂占比则从5%下降至4%。渐飞研究报告-//bg.panlv.net 新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第13页共37页图10：2005年~2010年正极材料需求量资料来源：IIT，中原证券图11：不同正极材料市场占有率比较资料来源：IIT，中原证券从供应商市场占有率看：优美科(Umicore)和日亚化学(NichiaCorp.)的冠亚军地位仍难以撼动，分别占比32%和24%，国内领头羊则归属当升科技。图12：2010年正极材料制备商市场占有率 资料来源：IIT，中原证券具体各类正极材料的市场占有率显示：日本企业在钴酸锂和三元方面优势显著，其中与杉杉股份联姻的户田工业在三元和镍酸锂方面具有技术优势。国内当升科技的钴酸锂产品已进入高端领域。渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源 中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第14页共37页表4：正极材料主要供应商类别主供应商钴酸锂(LCO)优美科(UmicoreKorea)、日亚化学(NichiaCorp.)、当升科技三元(NMC)优美科(UmicoreKorea)、日亚化学(NichiaCorp.)、户田工业(TodaKogyo)镍酸锂(LNO)户田工业(TodaKogyo)、SMM、NihonKagakuSangyo锰酸锂(LMO)JGCCatalystsandChemicals、NipponDenko、MitsuiMining磷酸铁锂(LFP)A123Systems、Valence、比亚迪(BYD)资料来源：IIT，中原证券2.3负极材料2.3.1简介目前，负极材料种类包括人造石墨(Artificial)、天然石墨(NGcore)、中间相炭微球(Meso-phase)、无定形炭(Low-crystallinitycarbon)、合金(MetalType)和钛酸锂(LTO)等，其中无定形炭包括软炭(Softcarbon)和硬炭(Hardcarbon)两种。负极材料主要性能指标 有比容量、首次效率、循环性、灰分、压实密度等。其中，天然石墨特点是成本低和比容量高，循环性能略差；而人造石墨和中间相炭微球则具有优良的循环性和稳定性，由于需进行高温石墨化处理，对应材料成本增加。表5：商业化负极材料及主要性能指标负极材料天然石墨人造石墨中间相炭微球比容量mAh/g340~370310~360300~340首次效率90%93%94%500次循环容量80%85%85%压实密度1.4~1.651.4~1.701.4~1.6加工性能好较好好材料成本低较高高安全性低好好灰分≤0.05%≤0.06%≤0.1%主要应用小型/动力电池小型/动力电池小型/动力电池资料来源：中原证券2.3.2动力电池用负极材料 天然石墨、人造石墨和中间相炭微球均已用于动力电池中。动力电池负极材料的选择主要取决于两方面：一是电池制备供应商的制备工艺与体系；二是权衡容量与成本之间的关系。结合前述材料特点为：在成本优势方面首选当属天然石墨，但如考虑周期性和稳定性，人造石墨和中间相炭微球则更具竞争力。同时，钛酸锂(LTO)由于其高安全性也将有望用于动力电池负极材料，而硬炭(Hard渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第15页共37页Carbon)在HEV中则颇受关注。 2.3.3发展趋势面对动力电池和大型储能电池两方面应用，负极材料发展包括两方面：一是提高安全性和寿命；二是提高材料比容量。动力电池中的中间相炭微球用量占比虽然下降，但总体用量基本稳定，由于具有优良的稳定性和循环性，将受益于新能源汽车而迎来发展的第二波春天，未来将向小颗粒方向发展。对动力电池用人造石墨和天然石墨，研究重点在于进一步改善加工性能、提高压实密度和性价比。另外，钛酸锂和硬炭研究颇受关注。钛酸锂：安全首选由于炭材料对锂电位仅为0.1V左右，当电池过充时，碳电极表面易析出金属锂，会形成枝晶而引起短路，给电池安全和循环特性造成一定影响。同时，锂离子在反复地插入和脱嵌过程中，会使碳材料结构受到破坏而导致容量衰减。图13：尖晶石结构示意图 资料来源：中原证券尖晶石型钛酸锂(Li4Ti5O12，简称LTO)为面心立方结构，O2-构成FCC点阵，位于32e的位置，部分锂离子位于四面体8a位置，其余锂离子与钛离子(Li：Ti=1:5)位于八面体16d位置，即可表述为[Li]8a[Li1/3Ti5/3]16d[O4]32e，晶格常数a=0.8364nm。由于其特殊结构，锂离子在反复插入和脱嵌过程中对结构几乎无影响，晶格常数a仅增加到0.837nm，故被称为“零应变”材料，具有优良的循环性。另外，LTO的对锂电位高达1.5V，从根源上解决了析锂的问题。可见，LTO由于安全性和循环特性优良而值得关注。美中不足的是钛酸锂的理论容量仅为175mAh/g，实际容量保持在160mAh/g。硬炭：高倍率特性HEV用锂电池须要足够宽的工作电压窗口，才能在高倍率下应用。由于硬炭中具有可以储存锂原子的微孔，作为负极材料时将使锂电池工作电压窗口变宽，即在不同倍率下充放电均具有高的输入和输出功率。日本吴羽化学在硬炭领域具有绝对领先优 渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第16页共37页势，国内的上海杉杉在硬炭材料方面具有一定优势。合金负极材料：高容量储能电池基石主流负极材料炭的理论比容量为372mAh/g，目前天然石墨比容量已达370mAh/g，基本接近理论极值。合金类负极材料理论容量是石墨的3~11倍，主要包括Sn、Si以及 它们形成的氧化物等。纯Sn和Si在饱和嵌锂时将分别形成Li4.4Sn和Li4.4Si，对应的理论比容量分别为931和4200mAh/g。由于在反复充放电过程中，因充电前后晶体结构差异导致巨大的体积变化使其均不能单独运用。以Si合金负极材料为例：它属于立方结构，除具备高容量特点外，其放电平台为0.4V，高于碳类材料的0.1V，故在充放电过程中不易引起锂枝晶在电极表面形成。由于纯硅合金负极材料在饱和嵌锂前后体积变化达400%，将导致电极粉化等不足，使其不能单独应用。为解决巨大体积膨胀带来的问题，实际应用与研究分两部分：一是制备硅基薄膜负极材料，其应用局限于微型电池中；二是制备Si基复合负极材料，利用基体性质缓冲体积变化，其中Si-C复合负极材料成为研究主流。Si-C复合材料研究重点是选取合理的炭和硅前驱物，通过一定工艺手段或化学反应后，最终使硅、硅的氧化物均匀分布在炭基体中，从而得到Si-C复合负极材料，希望分布在炭基体中的硅和硅氧化物为超细颗粒，以便充分利用材料的纳米效应来克服体积变化带来的缺陷。目前，Si-C负极材料已首先在高容量电池中少量商业化应用。 图14：硅负极材料充电前后结构变化示意图资料来源：中原证券同时，鉴于钛酸锂和硅合金负极材料的优缺点，有望将合金类材料与钛酸锂材料复合实现容量与安全性的兼顾，从而将硅基合金负极材料逐步过渡于动力电池中。再从18650电池的容量发展趋势看：由于负极材料引入硅系合金，单体电池容量年均增长率将从过去10年的11%提高到2012年的18%，进一步证明锂电产业发展史是由对应锂电材料推动的。另外，当单体电池容量大于3.4Ah甚至更高时，不能仅依靠电池设计和制备工艺优化而获得，对应的锂电材料须采用合金类新型负极材料。渐飞研究报告-//bg.panlv.net 新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第17页共37页图15：18650单体电池容量发展趋势资料来源：技术在线，中原证券2010年全球合金负极材料使用175吨，而2009年仅为74吨，同比增长123%。图16：合金负极材料需求量资料来源：中原证券总之，商品化负极材料目前仍以石墨类炭材料为主，合金和钛酸锂负极材料是目 前的研究热点，特别是中间相炭微球有望受益于新能源汽车迎来第二波发展春天。图17：商业化负极材料及其发展趋势资料来源：技术在线，中原证券2.3.4市场分析2010年，全球负极材料用量为26650吨，同比增长50%，增速较高的原因是受2009渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源 中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第18页共37页年全球国际金融危机影响，09年负极用量出现16%的负增长。图18：2005~2010年负极材料需求量资料来源：IIT，中原证券目前负极市场的整体格局仍以炭材料为主，新型负极材料诸如钛酸锂、合金、无定形炭等市场份额仍然较小。其中，天然石墨因其价格上的优势逐步侵蚀人造石墨的份额，从2007年的38%增长到2010年的51.9%；人造石墨所占份额相对比较稳定，而中间相炭微球市场流失较大，从2007年的21%下降到2010年的9%。图19：不同负极材料市场占有率 资料来源：IIT，中原证券图20：2010年负极材料制备商市场占有率资料来源：IIT，中原证券渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第19页共37页 从负极材料供应商来看：日立化成(HitachiChemical)和日本炭素(NipponCarbon)仍保持冠亚军的宝座，而国内则是中国宝安和杉杉股份。表6：不同负极材料主要供应商类别主供应商天然石墨日本炭素(NipponCarbon)、深圳贝特瑞、日立化成(HitachiChemical)人造石墨日立化成(HitachiChemical)、上海杉杉、深圳贝特瑞中间相炭微球JFEChemical、上海杉杉、天津贝特瑞资料来源：中原证券对具体负极材料供应商来看：天然石墨方面是日本炭素和中国宝安旗下的深圳贝特瑞；人造石墨类日立化成的MAGD系列产品占据主导地位，其次是上海杉杉的FSN和3H系列；中间相炭微球依次为JFEChemical和上海杉杉。2.4电解液2.4.1简介 电解液是锂电池的血液，其组成包括锂盐(电解质)、溶剂和添加剂。目前电解液体系已发展至第三代。表7：电解液组成及发展历史项目简介组成溶质锂盐+溶剂+添加剂锂盐无水六氟磷酸锂LiPF6、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、无水高氯酸锂、六氟砷酸锂、二氟草酸硼酸锂LiFOB、双乙二酸硼酸锂LiBOB溶剂乙烯碳酸酯EC、丙烯碳酸酯PC、二甲基碳酸酯DMC、二乙基碳酸酯DEC、乙基甲基碳酸酯EMC组分添加剂成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、高/低温添加剂等第一代PC+DME+1MLiPF6(关键：使用高纯溶剂和锂盐)第二代EC+DMC(orDEC)+1MLiPF6(关键：在负极表面形成功能性膜结构)发展历史第三代EC+DMC(DEC)+EMC+1MLiPF6(关键：为正极设计)资料来源：中原证券 电解液中的六氟磷酸锂锂盐国产化率仍比较低，其市场主要被关东电化学、STELLA、森田化学等日本企业垄断。国内目前仅有天津金牛能实现工业化生产，年产量250吨，产品全部自用不对外销售，多氟多、江苏国泰等仍处于试生产阶段。2.4.2发展趋势锂电池根据电解液分为液态和聚合物锂电池，对应电解液发展方向分别为：液态锂电池用电解液。研究重点包括两方面：添加剂和替代型锂盐研发。渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第20页共37页 对第二代和第三代功能电解液而言，其理念是通过纳米膜控制技术将正极、负极的界面化学反应区分开来，主要添加剂类型包括阻燃添加剂、导电添加剂、成膜添加剂、耐过充过放添加剂、耐高/低温添加剂等。在电解液中，添加剂优先于溶剂在正极表面发生分解反应，要求添加剂的氧化分解电位略低，但又不易被还原。典型添加剂物质有联苯(BP)和邻位三联苯(OTP)，它们在正极表面形成导电性质的ECM膜。就新型锂盐而言，Li2B12<>F12由于在400℃仍保持很好的稳定性，对解决动力电池的安全性有重要意义，已逐步进入商业化应用。图21：锂盐稳定性对比资料来源：中原证券聚合物锂电池用电解质。聚合物电解质是未来的重要发展方向，可分为两种：一是全固态电解质，由聚合物主体和碱金属盐组成，由于常温下离子电导率较低，适于 高温使用；二是凝胶电解质，极性溶剂作为增塑剂形成聚合物膜。凝胶电解质又分为热塑性凝胶和交叉性凝胶。凝胶电解质目前已商业化，但市场份额不到10%。凝胶聚合物电解质的研究集中在PEO基、PVDF基、PAN基等领域，通过溶解对应的聚合物冷却后得到，在室温下变成弹性凝胶，离子电导率与液态电解液在同一水平。2.4.3市场分析2010年电解液需求量为18200吨，同比增长60%。位居前列的仍是日本宇部(UbeIndustries)和韩国Chiel，江苏国泰仍为国内电解液龙头。 渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第21页共37页图22：2010年电解液市场占有率统计资料来源：IIT，中原证券2.5隔膜2.5.1简介 隔膜是一种多孔性塑料薄膜，种类包括织造膜，非织造膜(无纺布)，微孔膜，复合膜，隔膜纸，碾压膜等几类，但目前商业化应用的主要是聚烯烃微孔膜，包括单层PP(聚丙烯)、单层PE(聚乙烯)以及三层PP/PE/PP复合膜。隔膜核心功能是保证离子在正负极迁移的同时阻止电极接触，主要参数包括厚度、孔径、刺穿强度、闭孔温度等。表8：隔膜主要参数及目标值参数目标值参数目标值厚度(μm)<25收缩率(%)横向和纵向均<5%渗透率(Mcmullin数)<8张力强度1000磅/平方英尺下<2%电阻率(??cm2)<2闭合温度()℃~130透气性~25/mil熔融温度()℃>150孔径(μm)<1润湿性与电解液完全润湿孔隙率(%)~40化学稳定性电池中长期稳定刺穿强度(g)>400g/mil尺寸稳定性平而不皱混合刺穿强度(kgf)>100kgf/mil斜度<0.2mm/m资料来源：中原证券 隔膜制备技术包括干法和湿法两大类，前者可分为单向拉伸和双向拉伸两种，它们各有优缺点。隔膜制备关键技术仍被日本和美国垄断，特变是高端产品如动力电池用隔膜几乎完全依赖进口。其技术难点表现在两方面：造孔技术及基体材料，前者包括隔膜造孔工艺、生产设备及产品稳定性；而基体材料包括聚丙烯、聚乙烯和添加剂。所采用基体材料对隔膜力学性能以及与电解液的浸润度有直接联系。世界前三大隔膜生产商日本旭化成(AsahiKasei)、美国Polypore(Celgard)、日本东燃化学(Tonen)都有自己独立的高分子实验室，并且化学背景非常深厚。渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源 中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第22页共37页表9：隔膜制备工艺及优缺点干法湿法生产方式单向拉伸双向拉伸工艺原理晶片分离晶型转换方法特点设备复杂、精度要求高、投资大；工艺复杂、控制难度高、环境友好设备复杂、投资较大，一般需成孔剂等添加剂辅助成孔设备复杂、投资较大、周期长、工艺复杂、成本高、能耗大 产品特点微孔尺寸、分布均匀、微孔导通性好、能生产不同厚度的产品，能生产PP、PE和三层复合产品微孔尺寸、分布均匀、稳定性差，现只能生产较厚规格PP膜微孔尺寸、分布均匀、适宜生产较薄产品，只能生产PE膜厂家Celgard、UBE新乡格瑞恩、大连新时科技旭化成、东燃及美国Entek资料来源：锂电咨询，中原证券2.5.2动力电池用隔膜及发展趋势在动力电池隔膜方面，特别关注成本和安全性，美国Polypore和日本东燃倾向于 使用干法工艺制备的PP膜。为进一步提高隔膜的耐热性，隔膜研究重点包括高耐热性无纺布隔膜和陶瓷隔膜，如直接使用高耐热性纤维素和聚对苯二甲酸乙二酯（PET）的无纺布隔膜，其倍率特性和充放电循环性能均优于PP隔膜。陶瓷隔膜是指在多孔PP隔膜两面形成厚度2~5μm的金属氧化物陶瓷层如氧化铝(Al2O3)，目的是防止大电流通过时发生内部短路。从隔膜厚度看：常规储能电池用隔膜厚度一般小于25μm，动力电池用隔膜则厚至40μm，隔膜越厚电池强度越高，在组装时不易被刺破。为进一步提高储能电池容量，希望制备厚度小于15μm的锂电池隔膜，该类隔膜有望通过在平面上高速地涂敷金属氧化物凝胶然后分成独立的隔膜。另外，前述的凝胶聚合物电解质充当电解质和隔膜双重作用，但欲进一步取代PE、PP隔膜市场，还需要进一步研究其热力学稳定性，解决导电率下降等不足。2.5.3市场分析2010年隔膜需求量为3.69亿平方米，同比增长45%。全球隔膜制造商分为三个梯 队：第一是日本旭化成、美国Polypore和日本东燃，市场占比70%；第二梯队为日本宇部(UbeIndustries)、美国Entek和Sk，占比约25%；第三梯队主要来于中国隔膜“三巨头”，包括星源材质(ShenzhenSeniorTechnologyMaterial)、金辉高科(FoshanJinhuiH-Tech)和新乡格瑞恩(XinxiangGreenNewEnergy)，产品目前主要集中在中低端领域，市场占比仅4%。渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第23页共37页 图23：2010年隔膜制造商市场占有率资料来源：IIT，中原证券表10：国内隔膜情况统计公司名称简介产品产能(平方米)星源材质成立于2003年，注册资本1500万。2008年引引入战略投资，同时拥有一条湿法和两条干法法生产线，干法线为自主研发。厚度12~80μm，SD4系列动力隔膜；SH3系列耐高温特种隔膜等现有：4000万计划：2亿佛山金辉成立于2006年，由佛塑股份和比亚迪组建，注册资金921万美元，分别占48.125%和39.375%的股份，采用湿法工艺。 厚度16~25μm现有：1200万计划：4500万新乡格瑞恩金龙精密铜管集团股份有限公司投资，主要产品为锂离子电池隔膜、锰酸锂、磷酸铁锂等，隔膜技术采用双向拉伸的干法工艺。厚度12~40μm现有：3500万计划：5500万大连新时科技技术来源中科院(专利号：CN1062357)，干法双向拉伸工艺。厚度16~40μm现有：600万九九久自有专利技术，采用湿法工艺。-计划：1320万资料来源：中原证券 2.6其它材料除上述中关键材料外，锂电池辅助材料主要包括：正极集流体用铝箔、负极集流体用铜箔，以及外包装材料。正极集流体材料-铝箔。2010年全球铝箔需求量为8156吨，对于便携式装置用铝箔厚度为15~20μm；而动力电池用则厚至30μm，且强度和均匀度要求更严。日本、韩国和中国锂电池用铝箔一般都由本土自给，国内铝箔供应商主要包括：西南铝业、美铝(上海)有限公司、深圳福来顺等。负极集流体材料-铜箔。目前，负极集流体铜箔主流厚度为8~10μm，包括冷轧铜渐飞研究报告-//bg.panlv.net 新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第24页共37页箔和电解铜箔两类，且后者占据90%的市场份额。由于铜比重(8.9g/cm3)是铝(2.7g/cm3)的三倍多，在电池组分中重量也大，在动力电池中尤为显著，希望越薄越好。同时还需兼顾强度因素，尤其对于选用合金负极材料后因电极膨胀大导致应变大，希望利用铜箔的强度来抑制部分应变。佛冈建滔实业有限公司和联合铜箔（惠州）有限公司为国内有名的铜箔供应商，且中科英华(600110.SH)持有联合铜箔75%的股份。3．锂电池市场分析锂电产业属于下游驱动型，下游需求将直接影响锂电池和锂电材料的需求。而影响锂电池下游需求的主要因素包括：政策、国际经济环境、电池性价比等。3.1储能电池：持续高增长 储能电池主要用于笔记本电脑、手机以及其它装置中。3.1.1笔记本电脑2010年，NBPC(NotebookPC，笔记本电脑)销量为2亿台，同比增长24.1%；预计2011~2015保持16%的增速水平，2015年销量预计可达4.3亿台，笔记本的增速也高于台式机同期10%的水平。图24：全球电脑需求预测资料来源：IIT，中原证券3.1.2手机手机未来增量需求分为新增和替代两类，2010年全球手机总量为51亿只，同比增长15.2%，其中新增手机5.5亿只，替代手机7.52亿只；2011~2015年年均复合增长率为7.85%，预计2015年全球手机总量为69亿只。 渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第25页共37页图25：全球手机需求预测资料来源：IIT，中原证券3.1.3其它装置其它便携装置包括电动工具(PT-PowerTools)、数码相机(DSC-DigitalStillCamera)、便携摄像机(CAM-Camcorder)、数码音乐播放器(DMP-DigitalMusic Player)、游戏机(Game)和平板电脑(Tablet)。2010年该类需求总量为4.41亿台，同比增长6.52%；预计2011年同比增速10.98%，累计出货4.89亿台。其中平板电脑增速靓丽，它已成为笔记本电脑的最大竞争对手，高速增长因素之一是受益于锂电池小型化以及比能量密度的提高。图26：其它装置需求预测资料来源：IIT，中原证券3.2动力电池：市场惊人3.2.1简介电动汽车(xEV)根据动力提供方式可分为BEV、HEV和PHEV。BEV(BatteryElectricVehicle，也简称EV)指纯电动汽车，动力电源由锂电池、镍氢电池、超级电容器等二 渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第26页共37页次电池供给；HEV(HybridElectricVehicle)指混合动力汽车，电池一般用于启动和加速，汽油用于正常行驶，二次电池包括高功率锂电、镍氢和超级电容器等，容量一般在10Ah左右，主要靠刹车回收能量。PHEV(Plug-inHybridElectricVehicle)为插电式混合动力汽车，可同时依靠电池和汽油作为动力行驶，对电池要求兼顾容量型和功率型。汽车用动力锂电池通过将多块圆柱电池或软包电池以串、并联形式组合起来。其 中，18650圆柱电池从其诞生起一直用到现在，体积能量密度已提高近4倍，可视为锂电池发展的缩影。对容量为8Wh的18650电池，一部手机用量仅为0.4颗，而小型纯电动汽车则需2500颗，是其用量的6250倍，对应的锂电材料呈现几何级数的增长。图27：不同领域中18650电池用量对比资料来源：技术在线，中原证券3.2.2新能源汽车：政策给力世界各国对新能源汽车支持包括政策导向和资金补贴。在中国七大战略性新兴产业中，新能源汽车也包括其中，而新材料则是作为其它战略产业的基石。表11：世界各国对新能源汽车支持政策列表序号国家新能源汽车支持政策主要内容1美国 奥巴马8250亿美元经济刺激计划中：向动力电池研究提供20亿美元奖金与贷款；4亿美元用于联邦及地方政府购置新能源汽车；10亿美元升级国家电网，以满足100万PHEV的充电需求；2008年9月，国会将投资税收优惠延长至2016年，对购PHEV者进行2500-7500美元课税扣除。2中国2009年1月，财政部、科技部出台了《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》和《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》，决定在北京、上海等13个城市开展节能与新能源汽车示范推广工作；并对采用新能源的城市公交电动客车最高补贴为50万元，对乘用电动汽车和轻型商用电动汽车最高补贴为6万元。2009年11月3日，温家宝总理发表题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话，指出新能源渐飞研究报告-//bg.panlv.net 新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第27页共37页汽车已成为全球汽车工业发展方向，当前紧迫的任务是尽快确定技术路线和市场推进措施，推动新能源汽车工业的跨越发展。2009年11月17日，中美两国发表《联合声明》，双方将使两国在未来数年有几百万辆电动汽车投入使用，并宣布两国将在十几个城市开展联合示范项目，并努力开发共同的技术标准以推动电动汽车产业规模快速增长。国务院在2010年出台的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中明确指出：节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车七个产业作为重点领域将集中力量加快推进，并详细规划了节能环保等七大产业的未来发展重点。《决定》指出到2015 年：我国战略性新兴产业增加值占国内生产总值比重力争达到8%左右；到2020年，战略性新兴产业增加值占国内生产总值的比重力争达到15%。3日本日本从2009年4月1日起实施“绿色税制”，适用对象包括纯电动汽车、混合动力车、清洁柴油车以及获得认定的低排放且燃油消耗量低的车辆。前3类车被日本政府定义为“下一代汽车”，购买这类车可享受免除多种税赋优惠。4韩国2011年以前投入23亿美元，包括新能源的科技研发、设备补助与差额补助等；政府正在考虑拨款150亿韩元（约合1120万美元），补贴购买小型汽车和混合动力车。5欧盟2009年1月欧洲议会通过议案，将汽车排放等环境影响指标列入公共采购要求；2009年3月欧委会提供38亿欧元贷款，后续还将提供68亿欧元贷款，支持欧洲汽车企业开发新能源车。6英国2007年修改汽车保有税税制，按二氧化碳排放量进行差别征税，低排放税率为零，高排放税率最高30%；2009年4月政府发布了道路交通二氧化碳减排5年计划，购买PHEV、BEV可获得 2,000-5,000英镑奖励。7法国法国政府推出“新车置换金”政策，规定车主在更换新车时，购买小排量、更环保的新车可享受2,00欧元至1,000欧元的补贴，而购买大排量、污染严重的新车则须缴纳高至2,600欧元的购置税，并规定在工作场所、超市和住宅区大幅增加充电站的数量。8德国石油税收法规定，每年对新能源车实施税收优惠，到2010年税收优惠约30亿欧元/年；2008年为HEV研发提供5亿欧元补贴；2009年初德国政府通过的500亿欧元的经济刺激计划中，很大一部分用于电动汽车研发、“汽车充电站”网络建设和可再生能源开发。资料来源：中原证券表12：美国加利福尼亚州ZEV法案2009~2011年2012~2014年2015~2017年2018年以后ZEV车型在销售量中所占比例11%12%14%16%ZEV2.50%0.79%3.00%-EnhanceAPTZEV0.00%2.21%3.00%-APTZEV2.50%3.00%2.00%- 细分PZEV6.00%6.00%6.00%-注：1、ZEV(ZeroEmissionVehicle)：电动汽车(EV)或者燃料电池车(FCV)；2、EnhancedATPZEV：插电式混合动力车(PHEV)；3、APTZEV：混合动力车(HEV)；4、PZEV：符合SULEV资料来源：技术在线，中原证券其中，美国加利福尼亚州颁布的ZEV法案对新能源汽车销售进行强制规定，并量渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源 中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第28页共37页化销售指标。ZEV全称是ZeroEmissionVehicle，即零排放汽车。该法案规定：除了纯粹的ZEV(EV或者FCV-燃料电池车)之外，PHEV、HEV符合尾气排放标准“SULEV”的发动机车也必须达到一定的比例，对于无法达到规定销量的厂商将根据数量支付罚金。同时，ZEV方案还给出了更优惠的补贴政策，对同一型号同一价格的BEV，扣除所有补贴之后，日本实际售价为240万日元，而加利福尼亚州则为166万日元。2009年，丰田、日产、本田、美国通用汽车、美国福特和美国克莱斯勒等6家公司成为ZEV法案的对象。当年，丰田在该州售出26万辆汽车，对应的ZEV销售量也增加，到2011年前需要销售3000辆左右计划推出的iQEV或1000辆的FCV(二者数量不同是因为续航距离不同，导致数量计算方法也不同)。同样，本田则需销售1200辆计划中的飞度EV，日产为1000辆的LEAF(中文名：聆风)。3.2.3市场分析 2010年年末，配置锂动力电池的日产LEAFBEV和GMChevyVoltPHEV两款新能源汽车上市。LEAF纯电动汽车的“心脏”-锂动力电池由AESC(AESC-AutomotiveEnergySupplyCorporation是由日产汽车株式会社(日产)与日本电气株式会社(NEC)、NEC东金株式会社(NEC东金)成立的合资公司)提供，电池容量为24KWh。而GM推出的ChevyVoltPHEV采用的动力锂电池由LGC提供，电池容量为16KWh，并已交付5000台车的动力锂电池。图28：电动汽车统计及预测资料来源：IIT，中原证券2010年全球xEV市场统计显示：采用NiMH的HEV约为83万台，而使用锂动力电池的新能源汽车大概为3万台，同比增长率分别为15.5%和158%。2011年，随着聆风和Volt的问世，锂电池在xEV方面将可能呈现爆发式增长，新能源汽车用锂电池数将达24.5 渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第29页共37页万台，同比增长8><#004699">690%。从总体趋势看：随着高性价比锂电池的推出，镍氢电池在新能源汽车领域的市场份额将逐步被锂电池所替代，预计到2013年，锂电池将成为新能源汽车动力电池的主流。3.3锂电市场：高增长中孕育爆发2010年各领域所需锂电池出货总量为38.84亿只，同比增长26.65%。预计2011年 可达44亿只，增速为13.4%，后期年均增速基本保持为10%。图29：含xEV在内的锂电池出货统计及预测资料来源：IIT，中原证券图30：不同类型锂电池出货统计及预测资料来源：IIT，中原证券具体电池类型而言：2010年圆柱电池(Cy#ff9999">LIB)为16.22亿只，方型电池(Pr#ff9999">LIB)为16.24亿只，软包电池(Pouch#ff9999">LIB)为6.38亿只，同比增长率分别为33.6%、19.4%和29.4%。渐飞研究报告-//bg.panlv.net 新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第30页共37页软包电池由于生产工艺简单、能量密度较高使其应用领域逐步扩大，预计2011年软包电池增速为45.3%，将达到9.27亿只。容量统计显示：2010年锂电池在便携装置中的总容量为20624MWh，同比增长34.26%；但在xEV领域仅为273MWh，仅占#ff9999">LIB总容量的1.31%；至2011年，这一比例将扩大至9.01%，xEV容量需求为2390MWh，增速达775%。至2013年，二者总容量为58138MWH，届时电动汽车用锂电池容量有望达到便携装置用锂电池容量规模，意味着对应的锂电材料将比现有规模扩大一倍以上。 图31：锂电池容量统计及预测资料来源：IIT，中原证券图32：锂电产业产生的资金规模资料来源：IIT，中原证券注：100日元=7.92元，2011年03月09日汇率中间值对应市场资金规模而言：2010年，锂电产业给市场带来的总资金规模为1110亿元，渐飞研究报告-//bg.panlv.net 新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第31页共37页其中，便携领域为1080亿元，同样占据绝对领先。而在新能源汽车动力电池领域，2011年预计达到219亿元，同比增长<#004699">690%。总结，无论是从锂电池总容量以及产生的资金规模而言，锂电产业位于高速增长期，同时鉴于在新能源汽车动力电池方面的应用，行业孕育着“火山爆发”的格局。4．锂电行业格局4.1锂电池和锂电材料供应商：三分天下2009年全球锂电池出货量为30.67亿只，2010年为38.84亿只，同比增长26.65%。从锂电池制备商看，主要包括日本的索尼(Sony)、三洋(Sanyo)、松下(Panasonic)、麦克赛尔(Maxell)；韩国的LGC和三星(SDI)，以及中国的比亚迪(BYD)、力神(LISHEN)、东莞 新能源(ATL)和比克(BAK)。可见，锂电池市场基本呈现中国、日本、韩国三分天下的格局，且日本所占比例逐年下降，韩国上升迅速。图33：2005~2010年全球锂电池出货统计单位：百万只资料来源：IIT，中原证券图34：全球锂电池市场格局资料来源：IIT，中原证券2009年锂电材料供给情况显示：日本材料自制率最高，达97.30%，中国由于隔膜产品完全依赖进口，其材料自制率为69.15%，2010年，国内隔膜取得突破并稳定供货。渐飞研究报告-//bg.panlv.net 新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第32页共37页故从锂电材料供给看，依然是中国、日本和韩国三分天下的市场格局。表13：2009年锂电池主供应商及其材料供给统计国家#ff9999">LIB主供应商#ff9999">LIB材料自制率说明日本Sanyo；SonyPanasonic；Maxell；SGS；NEC97.30% 正极材料：仅少数向美国Phostech购买(<1%)负极材料：仅少数向瑞士Timcal购买(<1%)电解液：100%由日本供应隔膜：约11.6%来于美国Celgard韩国SDILGC77.42%正极材料：向多家日商和美商采购(占13.63%)负极材料：100%来源于日本和中国电解液：向三菱化学和中国购买部分占12%隔膜：约31.25%来于美国Celgard和日本东燃中国比亚迪(BYD)天津力神ATL比克(BAK)69.15% 正极材料：少数来自美国FMC、Valence等负极材料：少数来源于日本JFE和日本炭素电解液：部分由韩国Chiel供应(占26.17%)隔膜：100%来源于国外资料来源：工研院IEK，中原证券4.2锂电材料：高增长中孕育“爆发”上节分析显示：锂电池在容量、产生的资金规模方面均呈现高增长中孕育“火山爆发”。对应地，锂电材料需求也呈现高增长中孕育“火山爆发”的格局。2010年锂电池总容量为20897MWh，同比增长34.26%，对应正极、负极、电解液和隔膜用量分别为：45530吨、26650吨、18200吨和3.69亿m2，各类材料增速为50%左右；预计2011年容量总需求为267><512MWh，同比增长26.87%。其中：便携装置和新能源汽车用锂电池新增容量分别为3498和2117MWh，对应增速分别为16.9和775.5%，估算2011年锂电材料增速为40%。至2012年动力电池用新增容量即超过便携装置；2013 年二者总容量预计为58138MWH，与2010年相比增长178%，意味着由于新能源汽车用动力锂电池需求的急速增加，对应锂电材料需求将比2010年扩大一倍以上，粗略计算2013年所需锂电材料分别为：12300吨、72000吨、49000吨和9.96亿m2。具体以一辆日产聆风汽车为例：AESC所配置的锂电池总容量为24KWh，电池单元正极材料为改性锰酸锂(LiMn2O4)，负极材料为石墨。粗略计算所需各类锂电材料为：正极材料45Kg，负极材料20kg，电解液21Kg。据报道：AESC计划2011年为9万辆EV车提供动力锂电池，仅该公司新增锂电材料用量大致为：正极材料4050吨，负极材料1800吨，电解液1800吨。渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源 中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第33页共37页4.3国内锂电材料公司现状国内锂电材料历经数十载的发展与积累，基本已覆盖上游原材料和中游锂电材料。下表汇总有关锂电材料上市公司的子公司、产品与产能信息，同时列举出有一定影响力的非上市公司。表14：锂电材料公司汇总锂电材料公司/代码子公司(持股比例)产品年产能(扩产总后产能)湖南杉杉户田新材料有限公司(75%)钴酸锂、锰酸锂等5000吨湖南杉杉户田先进材料有限公司(37.5%)锰酸锂、三元-杉杉股份(600884.SH)湖南海纳新材料有限公司(67%)正极前躯体- 当升科技(300073.SZ)-钴酸锂、锰酸锂、三元4000(7100吨)深圳市天骄科技开发有限公司(参股)三元、锰酸锂等-中国宝安(000009.SZ)临沂杰能新能源材料有限公司（参股）锰酸锂、磷酸铁锂3500吨中信国安盟固利电源技术有限公司(90%）钴酸锂、锰酸锂等-中信国安(000839.SZ)青海中信国安科技发展有限公司(100%)正极前驱体：碳酸锂碳酸锂：5000吨西藏矿业(000672.SZ)西藏日喀则扎布耶锂业高科技有限公司(56.72%)碳酸锂等碳酸锂：5000吨江西江特锂电池材料有限公司(70%)三元、富锂锰基拟产500吨江特电机(002176.SZ)宜春市巨源锂能矿业有限公司（51%）钽铌矿，富含氧化锂-赣锋锂业(002460.SZ)-碳酸锂、金属锂等碳酸锂：3000吨天齐锂业(002466.SZ)-碳酸锂和氯化锂等碳酸锂：2500(7500吨)北大先行北大先行科技产业有限公司钴酸锂、三元和磷酸铁锂4000吨天津巴谟天津巴莫科技股份有限公司钴酸锂、三元和锰酸锂1200吨 正极材料17700(21300吨)正极材料合计(含非上市公司)：碳酸锂15500(20500吨)上海杉杉科技有限公司(100%)天然/人造石墨、中间相6000吨杉杉股份(600884.SH)上海硕能复合材料有限公司(90%)天然石墨等-深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司(62.3%)天然石墨、人造石墨8000吨中国宝安(000009.SZ)天津市贝特瑞新能源材料有限责任公司(75%)中间相-中科英华(600110.SH)湖州创亚动力电池有限公司(100%)天然、人造石墨和中间相1500吨长沙海荣长沙海荣新材料股份有限公司人造石墨和天然石墨2000吨负极材料 合计(含非上市公司)：17500吨杉杉股份(600884.SH)东莞杉杉电池材料有限公司(100%)倍率型、高/低温型等5000吨中国宝安(000009.SZ)惠州市天骄锂业发展有限公司(间接持股)倍率型、高/低温型等5000吨张家港市国泰华荣化工新材料有限公司(78.895%)倍率型、高/低温型等5000(10000吨)江苏国泰(002091.SZ)张家港市亚源高新技术材料有限公司(36%)六氟磷酸锂建设中拟产300吨新宙邦(300037.SZ)南通宙邦高纯化学品有限公司(100%)锂电池用电解液等2500(7500吨)多氟多(002407.SZ)-六氟磷酸锂试产中拟产：200吨电解液九九久(002411.SZ)-六氟磷酸锂建设中拟产：400吨渐飞研究报告-//bg.panlv.net 新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第34页共37页中科英华(600110.SH)北京创亚动力电池研发有限公司(100%)-1500吨锂电池用电解液5000(7500吨)天津金牛天津金牛电源材料有限责任公司六氟磷酸锂250(400吨)电解液24000(31500)合计(含非上市公司)：六氟磷酸锂250(1300吨)佛塑股份(000973.SZ)佛山市金辉高科光电材料有限公司(48.125%)厚度：16~25μm1200(4500万m2)九九久(002411.SZ)-湿法工艺，PE隔膜(1320万m2)云天化(600096.SH)重庆纽米新材料科技有限公司(100%)-(1500万m2) 南洋科技(002389.SZ)浙江泰洋锂电池材料股份有限公司(85%)-(1500万m2)星源材质深圳市星源材质科技股份有限公司厚度：12~80μm4000(20000万m2)新乡格瑞恩新乡市格瑞恩新能源材料股份有限公司厚度：12~40μm3500(5500万m2)大连新时科技大连新时科技有限公司厚度：16~40μm600万m2隔膜合计(含非上市公司)：9300(34920万m2)铜箔中科英华(600110.SH)联合铜箔(惠州)有限公司(100%)厚度：9~400μm2100吨资料来源：各公司年报、网站，中原证券鉴于新能源汽车用动力电池急剧增长将带来材料需求的增加，且国内正极、负极、电解液和隔膜总产能较低，锂电材料类公司具有很大发展空间。总体而言：正极、负极和电解液产品除少量高端产品仍需进口外，国内已基本实现自给；而隔膜和电解液中的六氟磷酸锂对外依存度仍较大，且隔膜产品目前主要集中在中、低端市场，高端 产品方面如动力电池用隔膜品质亟需提升。具体产品毛利率看：正极材料中的钴酸锂约为10%，而三元、锰酸锂约为18%，负极材料为30%，电解液为25%。5．投资分析5.1分析策略分析与判断上市公司是否具有投资价值，可从如下要素进行剖析：技术、市场、政策和经营战略四方面考虑。对于锂电材料行业而言，市场和政策基本相同，主要取决于技术和经营战略。对掌握核心技术的公司，对应产品性价比高，市场占有率也高，特别在垄断技术方面有望突破的公司更具成长性。锂电材料经营战略包括两个层次：一是横向经营战略，包括专一化和多元化经营两方面；二是纵向经营战略，即产业链的上下游整合，如对新能源汽车用动力电池这块蛋糕而言：锂电材料公司进入方式包括单独供给材料或与下游电池或汽车公司进行合作成立新公司，如AESC。5.2公司分析 根据上述策略对部分公司进行分析：渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源中原证券股份有限公司//zyyj.ccnew>第35页共37页杉杉股份。公司在纵横两方面进行产业链延伸，同时拥有正极、负极材料和电解液，并在正极、负极领域进一步延伸。正极方面收购了正极原材料供应商湖南海纳， 并延伸至上游镍钴矿领域；负极成立了专业进行石墨化处理子公司郴州杉杉。同时参与投资新能源汽车动力锂电池项目，并持股18%。从产品市场地位和技术看：负极市场国内第二，负极产品中人造石墨和中间相炭微球国内第一，并将受益于新能源汽车动力电池未来需求；正极材料与户田工业和伊藤忠商社联姻后，钴酸锂品质将得以提升，重点发展的三元和锰酸锂也将受益于新能源汽车。公司核心优势：负极材料的人造石墨和中间相炭微球，纵横产业链整合优势以及未来的三元和锰酸锂正极材料。中国宝安。中国宝安同样进行多元化经营战略，通过收购与持股同时拥有正极、负极和电解液。控股子公司深圳贝特瑞负极材料产、销量国内第一，在天然石墨产品领域具有核心优势，且产品兼具国、内外市场；2010年收购的天津铁城在中间相炭微球方面具有竞争力，而持股子公司深圳天骄的三元正极材料处于国内领先地位。公司核心优势：天然石墨和人造石墨负极材料、三元正极材料和横向多元化优势。 江苏国泰。2002年6月即建成了200吨/年的锂电池电解液批量生产线，成为国内最早进入锂电池电解液的公司。目前产销量均为全国第一，产量计划从现有的5000吨扩产至10000吨，年产300吨的六氟磷酸锂正处于中试阶段。公司核心优势：电解液和建设中的六氟磷酸锂项目。表15：锂电材料部分公司估值每股收益（元）市盈率（倍）公司简称20102011E2012E股价（元）（04/21）20102011E2012E杉杉股份0.290.450.6520.66714632中国宝安0.300.460.7119.10644227江苏国泰0.590.801.0625.49433224资料来源：中原证券当升科技是国内目前唯一专一化经营的锂电材料上市公司，正极材料产、销量均为国内第一，2010年实现钴酸锂销量3894吨，全球占比18.16%。九九久所投六氟磷酸 锂和隔膜项目均为高附加值锂电材料，有望取得技术突破；江特电机控股子公司拥有全球第二的锂资源；多氟多六氟磷酸锂项目已完成中试，并计划延伸至电解液领域；佛塑股份子公司隔膜在量产基础上产能进一步扩大；云天化和南洋科技所投隔膜项目有望量产。渐飞研究报告-//bg.panlv.net新材料、新能源第36页共37页 综合考虑，建议关注杉杉股份、中国宝安、江苏国泰、当升科技、佛塑股份、新宙邦、九九久、多氟多、江特电机、云天化、南洋科技。6．风险提示锂电产业的发展与技术创新和政策支持息息相关，未来技术创新风险以及政策支持的不确定性将影响新能源汽车的产业化进程，同时日本大地震可能延缓新能源汽车的进展。新材料、新能源第37页共37页 公司投资评级买入：未来6个月内公司相对大盘涨幅15％以上；增持：未来6个月内公司相对大盘涨幅5％至15％；观望：未来6个月内公司相对大盘涨幅－5％至5％；卖出：未来6个月内公司相对大盘跌幅5％以上。行业投资评级强于大市：未来6个月内行业指数相对大盘涨幅10％以上；同步大市：未来6个月内行业指数相对大盘涨幅10％至-10％之间；弱于大市：未来6个月内行业指数相对大盘跌幅10％以上。 1．锂电池概述1.1锂电池原理1.2锂电池组成1.3锂电池分类1.4锂电池应用2.锂电材料2.1材料：锂电池之基石2.2正极材料2.2.1简介2.2.2动力电池用正极材料2.2.3现状及发展趋势2.2.4市场分析2.3负极材料2.3.1简介2.3.2动力电池用负极材料2.3.3发展趋势2.3.4市场分析 2.4电解液2.4.1简介2.4.2发展趋势2.4.3市场分析2.5隔膜2.5.1简介2.5.2动力电池用隔膜及发展趋势2.5.3市场分析2.6其它材料3．锂电池市场分析3.1储能电池：持续高增长3.1.1笔记本电脑3.1.2手机3.1.3其它装置3.2动力电池：市场惊人3.2.1简介3.2.2新能源汽车：政策给力3.2.3市场分析3.3锂电市场：高增长中孕育爆发 4．锂电行业格局4.1锂电池和锂电材料供应商：三分天下4.2锂电材料：高增长中孕育“爆发”4.3国内锂电材料公司现状5．投资分析5.1分析策略5.2公司分析6．风险提示'