《动力电池巨头上游材料“军备赛”》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2019-10-21
  • 将锂电核心材料捏在自己手中以备战时之需成为共识。

    “军备赛”打响后,全球动力电池市场热闹非凡。

    在二三线电池企业为了在洗牌中活下去而战战兢兢如履薄冰的时候,头部企业们正为全球化扩张而大规模补充 “弹药”,圈客户、扩充产能、储备原材料成为三大主要攻略目标。

    第一步,将锂电核心材料捏在自己手中以备战时之需成为共识。

    作为全球动力电池企业龙头们,已经构建起锂电池全产业链的宁德时代,完全可以当作自建锂电材料仓库的范本,将绝大部分竞争对手远远甩在身后。

    宁德时代布局锂电材料板块的主要阵地是子公司广东邦普,后者通过加工、提纯、合成等工艺生产锂电池材料三元前驱体、三元正极材料等。

    其年报显示,宁德时代对广东邦普2018年投资金额约5.2亿元,占当期投资金额11.45%。

    在满足自身需求的同时还能输出市场,2019年上半年,宁德时代锂电池材料销售收入为23亿元,同比增长32.14%。

    日前,宁德时代还发布了百亿进川打造电池基地的战略,可以预测其锂电材料的需求还将不断扩大。要实现全球化战略目标,一出手就是大手笔。

    为完成2020年将电池总产能增加到100至110GWh的目标,LG化学也在构建一条稳定的原材料供应链,可以说是全球范围内疯狂储备锂电材料极具代表性企业之一,一图以概之:

    此外,LG化学还投资5000亿韩元(29亿人民币)在韩国建立一家电池正极材料工厂,目标是将其独立生产正极材料的能力提高35%;投资了韩国电池负极生产商GSE&C,并持有韩国Zinc硫酸镍子公司Chemco10%的股份。

    LG化学的竞争对手——SKI作为全球第二大湿法隔膜制造商,虽然是动力电池市场后来者,但却把握着锂电池隔膜这一重要板块。

    该公司在韩国曾坪工厂、中国江苏常州、波兰西里西亚的建立了锂电池隔膜工厂,一旦3家工厂均投入运营,公司锂电池隔膜年产能将达12亿平方米。

    欧洲电池企业虽说在国际动力电池格局竞争中也是“姗姗来迟”,但在锂电材料囤货战中也不甘示弱。

    被欧洲各国政府、车企寄予厚望的瑞典电池企业新星Northvolt,其目标产能是至2023年工厂电池产能达到32GWh;据了解,该公司到2030年底的订单总价值已经超过130亿美元,稳定持续的电池原材料供应刻不容缓。

    2018年, Northvolt和Nemaska锂业签署了一项为期5年的电池级氢氧化锂供货协议,年供应量不少于3500吨。

    9月25日, Northvolt与天齐锂业全资子公司TLK签订了氢氧化锂《长期供货协议》。协议期为2020年至2025年。

    值得一提的是,Northvolt的投资者之一大众汽车,也于4月与赣锋锂业签署了长达十年的锂化工产品供应协议。

    总得来看,电池头部企业主要是通过与锂电材料供应商签订巨额长单,来疯狂“扫货”;另一方面,电池企业也在自建材料工厂,以补充弹药,巩固原料基础。

    无论是签订长单还是“自己动手丰衣足食”,都利于电池企业及时应对市场风险。供需方面巩固了原材料的稳定供应,成本上减轻短期市场波动造成的影响。

    首先是供需方面,对于关键材料主要靠进口的电池企业来说,自产锂电材料就显得尤为重要。

    比如说韩国电池企业在电池材料方面的应用尤其是隔膜材料,对日企如旭化成、东丽等产品进口依赖度高,一旦受到当地对日企如旭化成、东丽等产品进口依赖度高。

    当日本试图推行向韩国出口电池材料的限制令,隔膜多采用日本进口为主的三星SDI就会收到相对严重的影响,而隔膜大户SKI相对来说就有惊无险了。

    另一方式——与锂电材料企业签订长单也是同一个道理。

    其次,市场方面。锂电池的价格早已一落千丈,“降本”是其倒逼至产业链上游的主要标签。然而即使价格再降,需求还是在那里的。

    单就锂矿来说,智利央行预计,到2025年全球锂需求将翻两番。锂电池四大关键材料正负极材料、隔膜、电解液和上游钴镍矿亦是如此。

    业内认为,目前锂电材料端的价格虽是低位反弹,但随着动力电池巨头的高端产能逐渐量产供货,部分锂电低端产能的加速出清,锂电材料有望探底回升。此时下游电池企业对关键材料领域进行战略投资,可以说是 “抄底介入”。

    最后不得不提的是,锂电池技术路线日新月异,更新迭代快,上下游维系的加深有助于缩短材料产品的认证周期,提高双方效率,降低成本。像目前高镍路线趋于主流,各大电池巨头对高于传统标准的电池级碳酸锂/氢氧化锂的需求就比较热切。

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    • 6月27日,中国电动汽车百人会秘书长兼首席专家张永伟在“中国(青海)锂产业与动力电池国际高峰论坛”上表示:“目前在各种技术路线竞争中,既有传统燃油车的提升路线,也有混合动力的路线,还有氢燃料的路线。因此以锂电池、三元电池为主的纯电技术路线需要加快的创新,找到核心竞争力。但是,现在电池的创新面临着很多不协调的问题,如材料和电池不协调,电池和整车不协调,整个电池制造和环保产业不协调。”   动力电池产业的快速进步,支持了电动汽车整体性能和竞争力的提高,在政策和市场双驱动下,新能源汽车和动力电池市场取得快速发展。然而,电动汽车发展是个系统工程,涉及整车正向开发、电机、电控、电池、轻量化、智能化等,最基础、最重要的仍是电池技术突破,可以说电池是破解里程焦虑、降低成本、提升性能的关键。   对此,张永伟表示:“在目前国内汽车产业链中,电池的发展最为领先,其他的方面还存在着很多短板。但伴随产能增大,也出现了投资虚化的问题。所谓的投资虚化是大量的投资围绕着一些固化的技术、一些低端的领域来积聚,容易制造一些没有实际竞争力的产能,这些产能最后可能会成为产业创新的障碍,所以产能大了不一定是最大的优势,但是没有产能很难跨过构筑竞争的门槛,这是一把双刃剑。”   按照产业发展规律,拼生产规模只是浅层次的竞争,不断提高自己的竞争地位最重要的仍是掌握核心技术,而且有能力不断创造核心技术,这就需要电池企业要以全球的视野生产一代、开发一代、预研一代。   6月15日,日本新能源产业技术综合开发机构宣布,与丰田公司和松下等企业启动新一代高效率电池(固体电池)的核心技术的开发。该项目力争在2022年度之前,确立固体电池核心技术,到2030年前后,将每千瓦时电池组的成本降至锂电池的1/3左右,将快速充电时间缩短至1/3,即10分钟。   中国电动汽车百人会理事长陈清泰表示:“在锂电池领域,日本企业已被中国企业赶超,在固态电池项目中,日本将举全国之力推进研发,力争夺回电池产业的霸权。这种竞争会激励中国的企业加倍努力。”   与此同时,北大先行科技产业有限公司总裁高原认为,短期或中期内固态电池可能实现突破,固态电池会用锂金属作为负极,提高能量密度,能够解决当前产业面临的许多问题。   需破解产能问题   事实上,在电动汽车市场的带动下,全球锂动力电池出货量由2011年的1.08GWh上升至2017年的62.35GWh,其中中国已经领军动力电池市场,出货量占比已经超过60%。前十企业全部为中日韩企业,占市场总额的80%。   面对电池产业竞争格局和发展事态的变化,陈清泰表示:“全球动力电池竞争日益激烈,中国企业将逐步由国内市场向国际市场扩展,而日韩企业也将进一步向中国市场发力,中国将成为动力电池竞争的主战场,欧美国家的企业虽然在本轮竞争中失去了位置,但是已经在为下一阶段的竞争做布局,是潜在的强大竞争者。”   伴随电池产业的发展,产能利用不足等问题却越发突出。目前我国动力电池市场也出现供应紧张和产能过剩并存的现象。数据显示,去年中国动力电池的产能已经超过了200GWh,但总体产能利用率却只有40%,市场两极分化非常明显,高端优质产能供应不足,低端产能订货不足,生产经营困难,呈现出结构性的产能过剩。宁德时代新能源科技股份有限公司副董事长黄世霖预测,动力电池产能过剩的情况可能会延续到2020年以后。   造成以上问题与盲目投资密不可分的。据不完全统计,国内动力电池相关投资项目多达100个,总投资额超过2159亿元。31个典型并购事件涉及交易金额427.74亿元,涉及上游资源和材料、中游电池生产及装备,及下游回收利用环节。   数据显示,中国动力电池配套企业已经从2015年的大约150家,降到了2017年的100家左右,1/3的企业已经被淘汰出局。   但一个潜在危机却不容忽视,即全球锂、钴、镍资源呈现出寡头垄断的特征。据了解,全球锂、钴、镍资源分布集中,智利、刚果、澳大利亚占比最高,中国锂资源丰富,但钴、镍资源匮乏。   陈清泰分析称,中国锂资源虽然丰富,但禀赋不佳,利用率相对较低,而镍、钴资源匮乏,对外依存度较高,从长期来看存在着资源安全的风险。近年来,锂、钴等上游材料的价格迅速上涨,而车企因为购置补贴的退坡需要转移成本,这就使得双重的压力压到了电池企业的头上,一些企业已经开始出现经营困难的现象。   固态电池仍有瓶颈   目前国际主流企业主要电池类型基本为磷酸铁锂和三元锂电池,去年在中国这两种电池装机占比合计达到93.3%。北京汽车集团有限公司总经理张夕勇预测,未来十年,动力电仍将以三元电池为主,同时向高镍和新体系电池方向发展。   固态电池具有能量密度高、循环寿命长、安全性高等技术优势,成为下一代电池竞争的重点,目前中国的宁德时代、比亚迪,德国的奔驰、宝马,日本的丰田,韩国的三星SDI、现代等多个国家的企业都在该领域布局。   但固态电解质离子电导率、固/固界面相容性和稳定性等技术问题,以及生产制备成熟度还亟待加强,规模化、自动化的生产线还需要进一步研发,且需要降成本,目前处于行业积累期。   因此,张永伟分析,新一代电池在技术和成本方面具有一定的优势,锂硫、锂空气电池、钠离子、纳米电池等新电池研发层出不穷,并且在某些方面取得突破。这些研究基本处于实验阶段,距离产业化较远,在产业界也存在许多争议,但不可否认的是,这些电池有望打破当前动力电池的一些瓶颈。   宁波杉杉股份有限公司副总裁孙晓东表示,固态电池实际上是有两个层面的含义:一是在现有的锂离子电池正负极的材料体系下,把隔膜和电解液换成一个固态的介质。但这只是提高了安全性,对能量密度、成本可能不会有太大的改善。同时,这种方式的挑战非常大,因为固态电池的导电率、高低温的特性、成本等因素,可能都需要有相当长时间去磨合,而且这不是真正的本质的固态电池。   二是真正的固态电池应该是采用固态的电解质,使得正负极材料体系彻底更新,把锂离子三元的碳负极改成锂硫或者锂金属。目前第一层很多企业都在尝试,但这样的产品不是电动车行业需要的,要达到第二层至少还需要10年的时间。   纵观整个电池产业,动力电池依靠技术的进步实现了低成本,已经具备了很强的竞争力。但下一代电池是什么,确实存在着很大的竞争不确定性。张永伟表示:“目前电池行业还在于创新和研发阶段,但在这个领域,最大的问题不仅是企业投入不够,基础性创新缺乏。基础研究的机构往往不太关心市场的需求,产、学、研链条不能打通,没有承担起国家赋予的公共技术基础研究的重任,这或许是未来该产业创新乏力的一个隐忧。”