La batería de litio es una batería con metal de litio o aleación de litio como material de cátodo y solución electrolítica no acuosa. Las baterías de litio se diferencian de las baterías de iones de litio en que la primera es una batería primaria y la segunda es una batería recargable. Las baterías de iones de litio funcionan moviendo los iones de litio de un lado a otro entre los terminales positivo y negativo. Cuando la batería está cargada, el potencial eléctrico aplicado a los polos obliga a los compuestos del extremo positivo a liberar iones de litio, que viajan a través de la membrana hasta el carbono del extremo negativo, donde las moléculas se organizan en una estructura laminar. Cuando se descarga, los iones de litio se desprenden del carbono de las láminas y se recombinan con compuestos en el electrodo positivo. El movimiento de los iones de litio genera una corriente eléctrica.

La parte superior de la cadena de la industria de las baterías de litio se puede dividir aproximadamente en cuatro partes: material positivo, material negativo, electrolito y diafragma. El material del cátodo es el componente central de la batería de litio y también el componente clave que determina el rendimiento y el costo de fabricación de la batería de litio. El midstream es para fabricantes de equipos y baterías representados por Ningde Times, mientras que el downstream se utiliza principalmente en electrónica de consumo, vehículos de nueva energía y almacenamiento de energía.

Echemos un vistazo a las materias primas minerales aguas arriba de las baterías de litio, que incluyen principalmente litio, cobalto, níquel y otros recursos.

1. Mineral de litio

Los recursos de litio existen principalmente en forma de espodumeno, salmuera de lago salado y litópmica. El concentrado de litio contiene la mayor cantidad de litio, alrededor de 6,3%-7,5%, seguido de litópmica, con un contenido entre 1,2%-1,59%. El contenido de lago salado es solo 0.07%-0.14%.

Las reservas mundiales de recursos de litio son ricas y la distribución de reservas y la concentración de suministro son altas. Concentrado principalmente en el área del Triángulo de Litio, Bolivia representó el 23,6%; el 21,3 por ciento de Chile; el 11% de Argentina; Seguido por los Estados Unidos, Australia, China y otros países.

Sin embargo, la oferta de extracción se concentra en Australia, que representó el 55 % del mercado mundial en 2021, seguida de Chile con un 26 % y China con un 14 %.

Nuestras reservas de recursos de litio son ricas, tanto de litio mineral como de litio de lago salado de dos tipos, pero la dependencia externa de la materia prima de litio sigue siendo de hasta un 65%. El mineral de litio de China se concentró principalmente en Sichuan, Jiangxi, Qinghai, Tíbet, cuatro áreas de reservas de recursos de litio representaron aproximadamente el 96% de las reservas totales.

Hay seis depósitos principales en Sichuan, que están controlados por empresas como Tianqi Lithium, Rongjie, Shengxin Lithium Energy, Ya Hua Group y Chuaneng Power. Jiangxi es el área más grande de mica de litio en Asia, hay cuatro depósitos principales, propiedad de Jiangte Electric Machinery, Yongxing Materials, etc. La PROVINCIA de Qinghai tiene las reservas de lagos salados más grandes de China, y hay cinco lagos salados principales, entre los cuales Qarhan Salt Lake es el lago salado más grande de China, controlado por Salt Lake Stock y Keda Manufacturing respectivamente. El Tíbet tiene tres grandes lagos de sal, que son propiedad de Xizang Chengtou, Tianqi Lithium y Xizang Mining.

Desde la perspectiva del patrón de competencia de los recursos de litio en 2021, Ganfeng Lithium y Tianqi Lithium pertenecen al primer escalón, el segundo escalón incluye Yanhu Stock y Keda Manufacturing, y otras empresas cotizadas incluyen Zangge Holding, Xizang Chengtou, Tianhua Jingchao, Rongjie Stock , etc.

Los recursos de litio se refinan a través de varios procesos para producir carbonato de litio e hidróxido de litio como materiales catódicos de las baterías de litio. Spodumene puede preparar hidróxido de litio y carbonato de litio, pero la ruta del proceso es diferente, el equipo no se puede compartir y el costo no es muy diferente; Sin embargo, el costo de preparar hidróxido de litio a partir de salmuera de Salt Lake es mucho mayor que el del carbonato de litio, por lo que la mayoría de los productos de las empresas de litio en Salt Lake son carbonato de litio. Desde la perspectiva del patrón de competencia, Ganfeng litio es el líder absoluto de carbonato de litio e hidróxido de litio en el mundo en la actualidad. Con una participación de mercado del 28 por ciento, Abbott superó a los Estados Unidos para convertirse en el más grande del mundo. Además, Tianyi Lithium doméstico,

2. Recursos de cobalto

Los recursos de cobalto se distribuyen principalmente en la República Democrática del Congo (RDC) en África, que representó más del 70 % de la producción mundial de cobalto en 2021. En China, el 84 % del material de cobalto se importa y solo el 2 % se produce mediante sí mismo. En la estructura de consumo de cobalto de China, el consumo de baterías representó una proporción relativamente alta, alcanzando el 84 % en 2021. Debido al rápido desarrollo del mercado mundial de baterías eléctricas en 2021, la proporción de cobalto utilizado en baterías eléctricas aumentó rápidamente.

En 2016 y 2020, Luoyang Molybdenum adquirió dos empresas congoleñas de puerto libre en el Congo para ocupar el primer lugar en el país en términos de reservas de capital de cobalto metálico. Sin embargo, en términos de producción de cobalto, la industria de cobalto de Huayou sigue siendo el líder absoluto, y otros jugadores tienen la industria de cobalto de Hanrui.

3. Minería de níquel

La fuente de suministro de níquel se puede dividir en mineral de sulfuro de níquel y mineral de níquel de laterita según el tipo de mineral. El mineral de sulfuro de níquel se distribuye principalmente en Canadá, Rusia, Australia y otros países, y el mineral de níquel de laterita se distribuye principalmente en Indonesia, Filipinas, Singapur, Brasil y otros países. El aumento actual y futuro de la oferta de níquel provendrá de los depósitos de níquel laterítico, debido al envejecimiento de los depósitos de sulfuro de níquel y al agotamiento de los recursos accesibles.

Los recursos de níquel son abundantes en el mundo y están distribuidos de manera desigual. Indonesia, Australia y Rusia tienen ricos recursos de níquel. Pero la producción de níquel está concentrada, y el sudeste asiático representa el 55 % de la producción mundial de níquel en 2021. La producción mundial total de níquel en 2021 fue de 2,7 millones de toneladas, siendo Indonesia y Filipinas las que más producen, con el 37 % y el 14 % del níquel mundial. producción, respectivamente. En términos de productores, los cinco principales productores de níquel del mundo son Norilsk de Rusia, Vale de Brasil, Jinchuan de China, Glencore y BHP Billiton, que representan alrededor del 35,4% de la producción mundial de níquel en 2020.

La parte inferior del níquel se utiliza principalmente en acero inoxidable, baterías, galvanoplastia, aleaciones y otros campos, entre los cuales el acero inoxidable es el campo de aplicación más grande, representando el 70%. Debido a su gran base de consumo de níquel, seguirá siendo una fuerza impulsora importante para impulsar el crecimiento de la demanda de níquel en el futuro. Beneficiándose del crecimiento explosivo en la producción y ventas de vehículos de nueva energía, la demanda de níquel utilizado en baterías tiene el crecimiento más rápido en la demanda de níquel downstream, y se espera que su proporción en la demanda total continúe aumentando.

Primero, aguas arriba: materiales

1. Material de electrodo positivo

El material del cátodo de la batería de litio es el factor decisivo del rendimiento electroquímico de la batería de litio, que desempeña un papel principal en la densidad de energía y el rendimiento de seguridad de la batería, y el costo del material del cátodo también es alto, que es del 30%- 40%. Las baterías de litio se dividen en ácido de cobalto de litio, ácido de manganeso de litio, fosfato de hierro de litio, materiales ternarios y otras rutas técnicas según el sistema de material de cátodo.

El cobalato de litio tiene un alto costo y una vida corta, y se usa principalmente en productos 3C. El manganato de litio tiene baja densidad de energía, vida corta y bajo costo, y se usa principalmente en vehículos para propósitos especiales. El fosfato de hierro y litio tiene una larga vida útil, buena seguridad y bajo costo, que se utiliza principalmente en vehículos comerciales. Los materiales ternarios, especialmente NCM, tienen alta densidad de energía, buen rendimiento de ciclo y larga vida, y se utilizan principalmente en turismos. En la actualidad, la batería de litio ternaria y la batería de fosfato de hierro y litio son la línea principal de la industria. El fosfato de hierro y litio será el material catódico de más rápido crecimiento en los próximos cinco años, impulsado por el crecimiento de los vehículos eléctricos y los mercados de almacenamiento de energía.

Desde la perspectiva del patrón de competencia, en los últimos años, la concentración del mercado de ácido de cobalto de litio ha ido en aumento y la tendencia de la concentración de la cabeza ha emergido gradualmente. En la primera mitad de 2021, Xiazeng New Energy, Shanshan Energy, Mongooley New Materials, Bamo Technology y Grem ocuparon las cinco principales cuotas de mercado de ácido de cobalto y litio, con cuotas de mercado del 42 %, 14 %, 10 %, 9 % y 6 %. respectivamente, representando hasta el 82% en total. La alta concentración de cobaltato de litio está estrechamente relacionada con la estratificación significativa de productos de gama alta y baja, el aumento de barreras para productos de gama alta y la madurez del mercado en general. En el futuro, el cobaltato de litio de alto voltaje y otros productos pueden promover un mayor aumento de las barreras de productos.

Según las estadísticas de CICC, en la primera mitad de 2021, la concentración del mercado de materiales ternarios en China es relativamente baja. Rongbai Technology ocupa el primer lugar con una participación de mercado del 11 %, seguido de Bamo Technology, Dunsheng Technology y Changyuan Lithium, con una participación de mercado del 10 %. La brecha entre los fabricantes es relativamente pequeña y el patrón de la industria está disperso.

La concentración de materiales de cátodo de fosfato de hierro y litio es alta, y los materiales de cátodo de Hunan Yueng y Dongfang Nano tienen la concentración más alta. La ciudad de Hunan Yuneng representó el 22% del total, en una posición de liderazgo. La segunda es la alemana Nano, con un 20 por ciento.

2. Material del ánodo

El material del ánodo es una parte importante de la batería de iones de litio. Afecta principalmente a la capacidad, la primera eficiencia y el rendimiento del ciclo de las baterías de litio. El material del ánodo está hecho de material activo del ánodo, aglutinante y aditivo mezclados en una pasta distribuida uniformemente en ambos lados de la lámina de cobre y formada por secado y laminado. La proporción de material de ánodo en el costo de la batería de energía es de aproximadamente 5% ~ 15%.

En la actualidad, los materiales del ánodo de las baterías de litio son principalmente grafito artificial y grafito natural. La tendencia de desarrollo es dopar el silicio en el ánodo de grafito para formar un ánodo basado en silicio con mayor densidad de energía. En esta etapa, el grafito artificial es la ruta principal del electrodo negativo. Los materiales a base de silicio tienen un gran potencial de aplicación y un amplio espacio de mercado en el futuro.

En 2021, los envíos del mercado de ánodos de litio en China alcanzaron las 720 000 toneladas, un 97 % más que el año anterior. Debido a que la consistencia y el rendimiento cíclico del grafito artificial son mejores que el grafito natural, que es más adecuado para baterías de almacenamiento de energía y energía, la participación de mercado de la producción de grafito artificial continúa aumentando al 84%, mientras que la participación de mercado del grafito natural cae a 14%.

La concentración de mercado de materiales de cátodo negativo es alta y el patrón de competencia de la industria es relativamente bueno, CR3 alcanza el 56%. Entre ellos, las acciones de Beitri, Putai Lai (Jiangxi Zichen) y Shanshan han estado en la primera posición, representando el 26%, 15%, 15% respectivamente, la participación de mercado de Dongguan Kaijin en los últimos años ha aumentado, representando el 13%.

3. electrolito

El electrolito es el portador de la transmisión de iones en la batería, que desempeña la función de conducir iones entre los electrodos positivo y negativo de la batería de litio, y es la garantía de alto voltaje y alta energía específica de la batería de iones de litio.

El electrolito de la batería de litio generalmente se compone de solvente orgánico de alta pureza, sal de electrolito de litio, aditivos necesarios y otras materias primas, bajo ciertas condiciones, de acuerdo con una cierta proporción. De acuerdo con sus diferentes estructuras, los solventes orgánicos se pueden dividir en los componentes principales de hexafluorofosfato de litio, carbonato de etileno, pentafluoruro de fósforo, etc.

Los datos muestran que en 2021, el electrolito de baterías de litio de China aumentó en 271 000 toneladas desde las 110 000 toneladas de 2017. Se espera que el envío de electrolitos de baterías de litio alcance las 326 000 toneladas en 2022.

En la actualidad, el grado de concentración de la industria de electrolitos de baterías de litio en nuestro país es alto, y las tres principales concentraciones de escala comercial de la industria superan el 60%. Al mismo tiempo, en los últimos años, las empresas líderes en electrolitos de baterías de iones de litio de nuestro país invirtieron constantemente para construir la expansión de la fábrica, el patrón de competencia de la industria es estable, la concentración está mejorando aún más. Los datos relevantes muestran que los tres principales electrolitos de baterías de iones de litio domésticos son Tianci Materials, nuevo Zhou Bang, Guotai Huarong, 2021, la participación de mercado de las tres empresas anteriores es 67.1%. Entre ellos, la cuota de mercado de materiales de Tianci es la más alta, pertenece al líder absoluto de la industria y representa el 33,1%.

4, el diafragma

El separador de batería de litio es una de las materias primas de la batería de litio. Ubicado entre los electrodos positivo y negativo dentro de la batería, asegura el paso de iones de litio y dificulta la transmisión de electrones. Es una película delgada con estructura microporosa y es el componente interno clave con las barreras más técnicas en la cadena de la industria de las baterías de iones de litio.

El proceso de fabricación de la película de litio se divide en método seco y método húmedo. Al observar la estructura del producto del diafragma, los envíos del mercado de diafragmas de nuestro país todavía utilizan principalmente el diafragma del método húmedo. El separador húmedo tiene un mayor rendimiento y un grosor más delgado, lo que puede mejorar la densidad de energía de las baterías de litio. Las principales ventajas del diafragma seco son el menor costo, la menor inversión en la línea de producción y el menor consumo de energía por unidad, lo que lo hace más adecuado para aplicaciones con alta sensibilidad al costo y requisitos de baja densidad de energía, como el mercado de almacenamiento de energía.

En términos de diafragma húmedo, existe un patrón industrial de"uno más que muchos fuerte". Con el lanzamiento a gran escala de la capacidad de producción de 2021, la producción de diafragmas de Enjie ha superado la marca de 3 mil millones de ping, y su posición de liderazgo en el mercado de diafragmas húmedos se ha estabilizado aún más, con una participación de mercado de diafragmas húmedos que supera el 50 %. Material de fuente estelar y tecnología Sinoma en el segundo nivel.

En términos de diafragma seco, el patrón de mercado general muestra un patrón de mercado de 'tres ollas'. Zte New Materials en el lanzamiento de la capacidad y el volumen de la demanda de los clientes aguas abajo, de un solo golpe se convirtió en una empresa líder en diafragma seco. Material de fuente estrella con el 21% de la cuota de mercado de nuevo al segundo, otros jugadores son nuevos materiales de Huiqiang, tecnología de materiales, etc.

El proceso de producción de diafragma es una inversión compleja y grande, y necesita mucho tiempo de investigación y desarrollo y acumulación de experiencia en producción, es el último de los cuatro principales materiales de batería de litio para lograr materiales de reemplazo domésticos. En los últimos años, separador de litio en el crecimiento de la demanda de baterías de litio impulsado por el rápido crecimiento del envío. En 2021, China envió 7800 millones de metros cuadrados de diafragma de litio, un crecimiento interanual de más del 100 %. Se espera que los envíos de diafragma de batería de litio del país superen los 15 mil millones de metros cuadrados en 2022.

5, lámina de cobre

La lámina de cobre y litio sirve como colector de fluidos para el electrodo negativo de la batería de iones de litio y sirve como portador del material activo del electrodo negativo. El costo de las baterías de litio no es alto, alrededor del 5-10%, pero tiene un impacto importante en el rendimiento integral de las baterías. Por lo tanto, la lámina de cobre y litio es una parte importante de la batería de litio. De acuerdo con los diferentes espesores, la lámina de cobre y litio se puede dividir en lámina de cobre delgada (12-18 micras), lámina de cobre ultrafina (6-12 micras) y lámina de cobre extremadamente delgada (6 micras y menos). Debido a los requisitos de alta densidad de energía de los vehículos de nueva energía, las baterías eléctricas tienden a usar láminas de cobre ultrafinas y extremadamente delgadas con un grosor más delgado.

Beneficiándose del rápido desarrollo de la industria de baterías de litio y vehículos de nueva energía de China, el desarrollo de láminas de cobre y litio de China en la posición de liderazgo mundial, los productos cubren láminas de cobre delgadas, láminas de cobre ultrafinas y láminas de cobre extremadamente delgadas. En la actualidad, China se ha convertido en el mayor productor mundial de láminas de cobre y litio, con una tasa de crecimiento promedio del 80 % en la industria de láminas de cobre y baterías de litio de China de 2015 a 2021.

En la actualidad, el mercado de láminas de cobre para baterías de litio de 6 nanómetros es amplio, pero el mercado tradicional de láminas de cobre de 7-8 nanómetros es competitivo.

En 2020, los cinco principales envíos de lámina de cobre para baterías de litio en China fueron Longdian Huaxin, Norod Holdings, Jiayuan Technology, Tongguan lámina de cobre y Jiujiang Defu, Longdian Huaxin ocupó temporalmente el primer lugar con una participación de mercado del 18,4 %.

Segundo, midstream: fabricantes de equipos y baterías.

1, equipo,

Primero comprendamos el proceso de producción de baterías. Los materiales de los electrodos positivo y negativo se separan y se mezclan uniformemente en una suspensión. Después de agitar, el material del electrodo positivo se unta sobre papel de aluminio y el material del electrodo negativo se unta sobre papel de cobre. Los materiales de los electrodos positivo y negativo están separados por un diafragma, y ​​la lámina de electrodo recubierta se compacta aún más para mejorar la densidad de energía. Luego, de acuerdo con diferentes tipos de rebanado, horneado, bobinado, cáscara, inyección de electrolito y, finalmente, prueba de encapsulación.

El equipo de batería de litio utilizado incluye mezclador al vacío, recubridor, prensa de rodillos, máquina bobinadora, máquina de inyección de líquido, máquina de prueba, etc. El equipo de batería de litio se divide principalmente en sección frontal, sección media y sección trasera. El primer segmento del valor del equipo es el más alto, controlado principalmente por empresas japonesas y coreanas. Nuestro PAÍS EN el equipo de ELECTRICIDAD de litio en el liderazgo de tecnología de aspecto de fabricación de back-end, ya alcanzó un nivel avanzado internacional, la ventaja de aspecto de precio es clara. Desde la perspectiva de la escala de ingresos, la inteligencia piloto es el líder absoluto en el campo de los equipos, con ingresos comerciales relacionados de 6956 millones en 2021. La segunda es Yinghe Technology, con ingresos relacionados de 4907 millones de yuanes, y otras empresas incluyen Keheng Stock , Pultailai, Tecnología Hangke,

2. Fabricantes de baterías

A nivel mundial, China domina actualmente el mercado mundial de fabricación de iones de litio y representa aproximadamente el 77 % de la capacidad de producción mundial de baterías de iones de litio, seguida de Estados Unidos con solo el 9 %.

Alrededor de 292,13 GW de baterías de energía se instalaron a nivel mundial en 2021, un 114% más año con año. Entre ellos, la capacidad instalada total de las 15 principales empresas de energía es de aproximadamente 281,58 GW hora, lo que representa el 96 % de la capacidad instalada mundial de baterías de energía.

Entre ellos, la capacidad instalada de la batería de energía de Ningde Times alcanzó el nivel más alto de 93,7 gigavatios-hora, con una participación de mercado del 32,1%. LGES ocupó el segundo lugar con 60,3 gigavatios hora de batería de energía instalada, con una participación de mercado de 20,6% y 16,0%, respectivamente. Además, BYD nacional, Zhongchuang Singapore Airlines, Guoxuan High-tech, Vision Power, etc., entre los 10 primeros.

Tercero, aguas abajo: dominio de la aplicación

El segmento descendente de la batería de litio incluye principalmente batería de litio de potencia, batería de litio de almacenamiento de energía y batería de litio de consumo. Entre ellos, el campo de aplicación aguas abajo de la batería de energía es principalmente vehículos de nueva energía, el campo de aplicación aguas abajo de la batería de almacenamiento de energía es principalmente el sistema de energía eléctrica, y el campo de aplicación aguas abajo de la batería de consumo es principalmente teléfonos móviles y otros productos electrónicos de consumo.

Desde la perspectiva de la producción mundial de baterías de litio, la batería de litio de potencia ocupa la principal cuota de producción, alcanzando el 70,8 %, seguida por la batería de litio de consumo, la cuota de mercado de producción de baterías de litio es del 22,2 %, la cuota de mercado de las baterías de almacenamiento de energía es la más pequeña, el 7 %. Con la propuesta de"pico de carbono"estrategia en varios países del mundo, las empresas globales han implementado líneas de producción de baterías de energía y baterías de almacenamiento de energía. Se espera que el floreciente desarrollo de los nuevos vehículos de energía y el mercado de almacenamiento de energía promueva aún más la cuota de mercado de la batería de litio de potencia y la batería de litio de almacenamiento de energía.