A bateria de lítio é uma bateria com metal de lítio ou liga de lítio como material catódico e solução eletrolítica não aquosa. As baterias de lítio são diferentes das baterias de íons de lítio, pois a primeira é uma bateria primária e a segunda é uma bateria recarregável. As baterias de íons de lítio funcionam movendo íons de lítio para frente e para trás entre os terminais positivo e negativo. Quando a bateria é carregada, o potencial elétrico aplicado aos pólos força os compostos na extremidade positiva a liberar íons de lítio, que viajam através da membrana até o carbono na extremidade negativa, onde as moléculas são dispostas em uma estrutura lamelar. Quando descarrega, os íons de lítio se desprendem do carbono nas lamelas e se recombinam com os compostos no eletrodo positivo. O movimento dos íons de lítio gera uma corrente elétrica.

O upstream da cadeia da indústria de baterias de lítio pode ser dividido em quatro partes: material positivo, material negativo, eletrólito e diafragma. O material do cátodo é o componente central da bateria de lítio e também o componente chave que determina o desempenho e o custo de fabricação da bateria de lítio. O midstream é para fabricantes de equipamentos e fabricantes de baterias representados pela Ningde Times, enquanto o downstream é usado principalmente em eletrônicos de consumo, veículos de energia nova e armazenamento de energia.

Vamos dar uma olhada nas matérias-primas minerais upstream de baterias de lítio, incluindo principalmente lítio, cobalto, níquel e outros recursos.

1. Minério de lítio

Os recursos de lítio existem principalmente na forma de espodumênio, salmoura de lagos salgados e lithopmica. O concentrado de lítio contém a maior quantidade de lítio, cerca de 6,3%-7,5%, seguido de lithopmica, com um teor entre 1,2%-1,59%. O teor do lago salgado é de apenas 0,07%-0,14%.

As reservas globais de recursos de lítio são ricas e a distribuição de reservas e a concentração de oferta são altas. Concentrada principalmente na área do triângulo do Lítio, a Bolívia respondeu por 23,6%; os 21,3% do Chile; os 11% da Argentina; Seguido pelos Estados Unidos, Austrália, China e outros países.

No entanto, a oferta de extração está concentrada na Austrália, que respondeu por 55% do mercado global em 2021, seguida pelo Chile com 26% e China com 14%.

Nossas reservas de recursos de lítio são ricas, tanto o minério de lítio quanto o lítio do lago salgado dois tipos, mas a dependência externa da matéria-prima de lítio ainda é de até 65%. Minério de lítio da China concentrado principalmente em Sichuan, Jiangxi, Qinghai, Tibete, quatro áreas de reservas de recursos de lítio representaram aproximadamente 96% das reservas totais.

Existem seis grandes depósitos em Sichuan, que são controlados por empresas como Tianqi Lithium, Rongjie, Shengxin Lithium Energy, Ya Hua Group e Chuaneng Power. Jiangxi é a maior área de mica de lítio na Ásia, existem quatro depósitos principais, de propriedade da Jiangte Electric Machinery, Yongxing Materials e assim por diante. A PROVÍNCIA de Qinghai tem as maiores reservas de lagos salgados da China e há cinco grandes lagos salgados, entre os quais Qarhan Salt Lake é o maior lago salgado da China, controlado pela Salt Lake Stock e pela Keda Manufacturing, respectivamente. O Tibete tem três grandes lagos de sal, que são de propriedade de Xizang Chengtou, Tianqi Lithium e Xizang Mining.

Do ponto de vista do padrão de concorrência dos recursos de lítio em 2021, Ganfeng Lithium e Tianqi Lithium pertencem ao primeiro escalão, o segundo escalão inclui Yanhu Stock e Keda Manufacturing, e outras empresas listadas incluem Zangge Holding, Xizang Chengtou, Tianhua Jingchao, Rongjie Stock , etc

Os recursos de lítio são refinados através de vários processos para produzir carbonato de lítio e hidróxido de lítio como materiais catódicos de baterias de lítio. O espodumeno pode preparar hidróxido de lítio e carbonato de lítio, mas a rota do processo é diferente, o equipamento não pode ser compartilhado e o custo não é muita diferença; No entanto, o custo de preparação do hidróxido de lítio a partir da salmoura de Salt Lake é muito maior do que o do carbonato de lítio, de modo que a maioria dos produtos das empresas de lítio em Salt Lake são carbonato de lítio. Do ponto de vista do padrão de concorrência, o lítio Ganfeng é o líder absoluto de carbonato de lítio e hidróxido de lítio no mundo atualmente. Com uma participação de mercado de 28%, a Abbott ultrapassou os Estados Unidos e se tornou a maior do mundo. Além disso, o lítio doméstico Tianyi,

2. Recursos de cobalto

Os recursos de cobalto são distribuídos principalmente na República Democrática do Congo (RDC) na África, que respondeu por mais de 70% da produção global de cobalto em 2021. Na China, 84% do material de cobalto é importado e apenas 2% é produzido por em si. Na estrutura de consumo de cobalto da China, o consumo de bateria representou uma proporção relativamente alta, chegando a 84% em 2021. Devido ao rápido desenvolvimento do mercado global de baterias de energia em 2021, a proporção de cobalto usada em baterias de energia aumentou rapidamente.

Em 2016 e 2020, a Luoyang Molybdenum adquiriu duas empresas de freeport congolesas no Congo para ocupar o primeiro lugar no país em termos de reservas de metal cobalto. No entanto, em termos de produção de cobalto, a indústria de cobalto Huayou ainda é a líder absoluta, e outros players têm a indústria de cobalto Hanrui.

3. Mineração de níquel

A fonte de fornecimento de níquel pode ser dividida em minério de sulfeto de níquel e minério de níquel laterítico de acordo com o tipo de minério. O minério de sulfeto de níquel é distribuído principalmente no Canadá, Rússia, Austrália e outros países, e o minério de níquel laterítico é distribuído principalmente na Indonésia, Filipinas, Cingapura, Brasil e outros países. O aumento atual e futuro na oferta de níquel virá de depósitos de níquel laterítico, devido ao envelhecimento dos depósitos de sulfeto de níquel e ao esgotamento dos recursos acessíveis.

Os recursos de níquel são abundantes no mundo e distribuídos de forma desigual. Indonésia, Austrália e Rússia têm ricos recursos de níquel. Mas a produção de níquel está concentrada, com o Sudeste Asiático respondendo por 55% da produção global de níquel em 2021. A produção global total de níquel em 2021 foi de 2,7 milhões de toneladas, com a Indonésia e as Filipinas produzindo a maior parte, respondendo por 37% e 14% do níquel global produção, respectivamente. Em termos de produtores, os cinco maiores produtores de níquel do mundo são a russa Norilsk, a brasileira Vale, a chinesa Jinchuan, a Glencore e a BHP Billiton, respondendo por cerca de 35,4% da produção global de níquel em 2020.

O downstream de níquel é usado principalmente em aço inoxidável, bateria, galvanoplastia, liga e outros campos, entre os quais o aço inoxidável é o maior campo de aplicação, respondendo por 70%. Devido à sua grande base de consumo de níquel, ainda será uma importante força motriz para impulsionar o crescimento da demanda de níquel no futuro. Beneficiando-se do crescimento explosivo na produção e vendas de veículos de nova energia, a demanda por níquel usado em baterias tem o crescimento mais rápido na demanda downstream de níquel, e sua proporção na demanda total deverá continuar a aumentar.

Primeiro, a montante: materiais

1. Material do eletrodo positivo

O material do cátodo da bateria de lítio é o fator decisivo do desempenho eletroquímico da bateria de lítio, que desempenha um papel de liderança na densidade de energia e no desempenho de segurança da bateria, e o custo do material do cátodo também é alto, que é de 30%- 40%. As baterias de lítio são divididas em ácido cobalto de lítio, ácido manganês de lítio, fosfato de ferro de lítio, materiais ternários e outras rotas técnicas de acordo com o sistema de material catódico.

O cobalato de lítio tem alto custo e vida curta e é usado principalmente em produtos 3C. O manganato de lítio possui baixa densidade de energia, vida curta e baixo custo, sendo utilizado principalmente em veículos para fins especiais. O fosfato de ferro-lítio tem longa vida útil, boa segurança e baixo custo, sendo utilizado principalmente em veículos comerciais. Materiais ternários, especialmente NCM, possuem alta densidade de energia, bom desempenho de ciclo e longa vida útil, e são usados ​​principalmente em carros de passeio. Atualmente, a bateria de lítio ternária e a bateria de fosfato de ferro e lítio são a linha principal da indústria. O fosfato de ferro-lítio será o material catódico de crescimento mais rápido nos próximos cinco anos, impulsionado pelo crescimento de veículos elétricos e mercados de armazenamento de energia.

Do ponto de vista do padrão de concorrência, nos últimos anos, a concentração de mercado de ácido cobalto de lítio vem aumentando, e a tendência de concentração de cabeça emergiu gradualmente. No primeiro semestre de 2021, Xiazeng New Energy, Shanshan Energy, Mongooley New Materials, Bamo Technology e Grem ocuparam as cinco principais quotas de mercado de ácido cobalto de lítio, com quotas de mercado de 42%, 14%, 10%, 9% e 6% respectivamente, representando até 82% no total. A alta concentração de cobalto de lítio está intimamente relacionada à estratificação significativa de produtos de alta e baixa qualidade, ao aumento das barreiras para produtos de alta qualidade e à maturidade do mercado geral. No futuro, o cobalto de lítio de alta tensão e outros produtos podem promover o aumento das barreiras do produto.

De acordo com as estatísticas do CICC, no primeiro semestre de 2021, a concentração de mercado de materiais ternários na China é relativamente baixa. A Rongbai Technology ocupa o primeiro lugar com uma participação de mercado de 11%, seguida pela Bamo Technology, Dunsheng Technology e Changyuan Lithium, com uma participação de mercado de 10%. A diferença entre os fabricantes é relativamente pequena e o padrão da indústria é disperso.

A concentração de materiais de cátodo de fosfato de ferro de lítio é alta, e os materiais de cátodo de Hunan Yueng e Dongfang Nano têm a maior concentração. A cidade de Hunan Yuneng representou 22% do total, em uma posição de liderança. A segunda é a alemã Nano, com 20%.

2. Material do ânodo

O material do ânodo é uma parte importante da bateria de íon de lítio. Afeta principalmente a capacidade, a primeira eficiência e o desempenho do ciclo das baterias de lítio. O material do ânodo é feito de material ativo do ânodo, aglutinante e aditivo misturado em pasta espalhada uniformemente em ambos os lados da folha de cobre e formada por secagem e laminação. A proporção de material anódico no custo da bateria de energia é de cerca de 5% ~ 15%.

Atualmente, os materiais anódicos das baterias de lítio são principalmente grafite artificial e grafite natural. A tendência de desenvolvimento é a dopagem de silício em ânodo de grafite para formar ânodo à base de silício com maior densidade de energia. Nesta fase, a grafite artificial é a rota principal do eletrodo negativo. Materiais à base de silício têm grande potencial de aplicação e amplo espaço de mercado no futuro.

Em 2021, os embarques do mercado de ânodo de lítio na China atingiram 720.000 toneladas, um aumento de 97% em relação ao ano anterior. Devido à consistência e desempenho de ciclagem do grafite artificial é melhor do que o grafite natural, que é mais adequado para baterias de armazenamento de energia e energia, a participação de mercado da produção de grafite artificial continua a aumentar para 84%, enquanto a participação de mercado de grafite natural cai para 14%.

A concentração de mercado de materiais de cátodo negativo é alta e o padrão de competição da indústria é relativamente bom, CR3 chega a 56%. Entre eles, as ações Beitri, Putai Lai (Jiangxi Zichen) e Shanshan têm estado na primeira posição, respondendo por 26%, 15%, 15%, respectivamente, participação de mercado Dongguan Kaijin nos últimos anos aumentou, representando 13%.

3. Eletrólito

O eletrólito é o portador de transmissão de íons na bateria, que desempenha o papel de conduzir íons entre os eletrodos positivos e negativos da bateria de lítio, e é a garantia de alta tensão e alta energia específica da bateria de íons de lítio.

O eletrólito da bateria de lítio é geralmente composto de solvente orgânico de alta pureza, sal eletrolítico de lítio, aditivos necessários e outras matérias-primas, sob certas condições, de acordo com uma certa proporção. De acordo com suas diferentes estruturas, os solventes orgânicos podem ser divididos nos principais componentes de hexafluorofosfato de lítio, carbonato de etileno, pentafluoreto de fósforo e assim por diante.

Os dados mostram que em 2021, o eletrólito da bateria de lítio da China aumentou em 271.000 toneladas de 110.000 toneladas em 2017. Espera-se que o embarque de eletrólito da bateria de lítio atinja 326.000 toneladas em 2022.

Atualmente, o grau de concentração da indústria de eletrólitos de baterias de lítio em nosso país é alto, e as três principais concentrações de escala de negócios da indústria excedem 60%. Ao mesmo tempo, nos últimos anos, nossas empresas líderes de eletrólito de bateria de íon de lítio do país investiram constantemente para construir a expansão da fábrica, o padrão de competição da indústria é estável, a concentração está melhorando ainda mais. Dados relevantes mostram que os três principais eletrólitos domésticos de baterias de íons de lítio são Tianci Materials, novo Zhou Bang, Guotai Huarong, 2021, a participação de mercado das três empresas acima é de 67,1%. Entre eles, a participação de mercado de materiais da Tianci é a mais alta, pertencendo à líder absoluta do setor, respondendo por 33,1%.

4, o diafragma

Separador de bateria de lítio é uma das matérias-primas da bateria de lítio. Localizado entre os eletrodos positivo e negativo dentro da bateria, garante a passagem de íons de lítio e dificulta a transmissão de elétrons. É um filme fino com estrutura microporosa e é o principal componente interno com as barreiras mais técnicas na cadeia da indústria de baterias de íon de lítio.

O processo de fabricação do filme de lítio é dividido em método seco e método úmido, ao olhar da estrutura do produto do diafragma, as remessas do nosso mercado de diafragmas do país ainda usam principalmente o diafragma do método úmido. O separador úmido tem maior desempenho e espessura mais fina, o que pode melhorar a densidade de energia das baterias de lítio. As principais vantagens do diafragma seco são menor custo, menor investimento na linha de produção e menor consumo de energia por unidade, tornando-o mais adequado para aplicações com alta sensibilidade de custo e requisitos de baixa densidade de energia, como o mercado de armazenamento de energia.

Em termos de diafragma úmido, há um padrão da indústria de"um mais do que muitos forte". Com o lançamento em larga escala da capacidade de produção de 2021, a produção de diafragma da Enjie ultrapassou a marca de 3 bilhões de ping, e sua posição de liderança no mercado de diafragma úmido foi ainda mais estabilizada, com a participação de mercado de diafragma úmido superior a 50%. Material de origem estrela e tecnologia Sinoma no segundo nível.

Em termos de diafragma seco, o geral mostra um padrão de mercado de 'três potes'. Zte New Materials na liberação de capacidade e grande volume de demanda de clientes a jusante, de uma só vez tornou-se um diafragma seco das empresas líderes. Material de origem estrela com 21% da quota de mercado de volta para o segundo, outros jogadores são novos materiais Huiqiang, tecnologia de materiais e assim por diante.

O processo de produção do diafragma é complexo, grande investimento e precisa de um longo tempo de pesquisa e desenvolvimento e acumulação de experiência de produção, é o último dos quatro principais materiais de bateria de lítio para obter materiais de substituição domésticos. Nos últimos anos, separador de lítio no crescimento da demanda de bateria de lítio impulsionado pelo envio de rápido crescimento. Em 2021, a China embarcou 7,8 bilhões de metros quadrados de diafragma de lítio, um crescimento anual de mais de 100%. Espera-se que as remessas de diafragmas de baterias de lítio do país ultrapassem 15 bilhões de metros quadrados em 2022.

5, folha de cobre

A folha de cobre de lítio serve como um coletor de fluido para o eletrodo negativo da bateria de íons de lítio e serve como transportador do material ativo do eletrodo negativo. O custo das baterias de lítio não é alto, cerca de 5-10%, mas tem um impacto importante no desempenho abrangente das baterias. Portanto, a folha de cobre de lítio é uma parte importante da bateria de lítio. De acordo com a espessura diferente, a folha de cobre de lítio pode ser dividida em folha de cobre fina (12-18 mícrons), folha de cobre ultrafina (6-12 mícrons) e folha de cobre extremamente fina (6 mícrons e abaixo). Devido aos requisitos de alta densidade de energia dos novos veículos de energia, as baterias de energia tendem a usar folhas de cobre ultrafinas e extremamente finas com espessura mais fina.

Beneficiando-se do rápido desenvolvimento dos novos veículos de energia da China e da indústria de baterias de lítio, o desenvolvimento da folha de cobre de lítio da China na posição de liderança mundial, os produtos cobrem folha de cobre fina, folha de cobre ultrafina e folha de cobre extremamente fina. Atualmente, a China se tornou o maior produtor mundial de folha de cobre de lítio, com uma taxa média de crescimento de 80% na indústria de folha de cobre de bateria de lítio da China de 2015 a 2021.

Atualmente, o mercado de folha de cobre de bateria de lítio de 6 nanômetros é amplo, mas o mercado tradicional de folha de cobre de 7-8 nanômetros é competitivo.

Em 2020, os cinco principais embarques de folha de cobre para bateria de lítio na China foram Longdian Huaxin, Norod Holdings, Jiayuan Technology, folha de cobre Tongguan e Jiujiang Defu, a Longdian Huaxin ficou temporariamente em primeiro lugar com 18,4% de participação de mercado.

Segundo, midstream: fabricantes de equipamentos e baterias.

1, equipamento,

Vamos primeiro entender o processo de produção da bateria. Os materiais do eletrodo positivo e negativo são separados e agitados uniformemente em pasta. Após a agitação, o material do eletrodo positivo é espalhado em folha de alumínio e o material do eletrodo negativo é espalhado em folha de cobre. Os materiais do eletrodo positivo e negativo são separados por um diafragma, e a folha de eletrodo revestido é ainda mais compactada para melhorar a densidade de energia. Em seguida, de acordo com diferentes tipos de fatiamento, cozimento, enrolamento, casca, injeção de eletrólito e, finalmente, teste de encapsulamento.

O equipamento de bateria de lítio usado inclui misturador a vácuo, revestidor, prensa de rolos, máquina de enrolamento, máquina de injeção de líquido, máquina de teste e assim por diante. O equipamento da bateria de lítio é dividido principalmente em seção frontal, seção intermediária e seção traseira. O primeiro segmento de valor do equipamento é o mais alto, controlado principalmente por empresas japonesas e coreanas. Nosso PAÍS no equipamento de ELETRICIDADE de lítio na liderança de tecnologia de aspecto de fabricação de back-end, já atingiu o nível avançado internacional, a vantagem do aspecto de preço é clara. Do ponto de vista da escala de receita, a inteligência piloto é líder absoluta no campo de equipamentos, com receita comercial relacionada de 6,956 bilhões em 2021. A segunda é a Yinghe Technology, com receita relacionada de 4,907 bilhões de yuans, e outras empresas incluem Keheng Stock , Pultailai, Tecnologia Hangke,

2. Fabricantes de baterias

Globalmente, a China atualmente domina o mercado global de fabricação de íons de lítio, respondendo por cerca de 77% da capacidade mundial de produção de baterias de íons de lítio, seguida pelos Estados Unidos com apenas 9%.

Cerca de 292,13 GW de baterias de energia foram instaladas globalmente em 2021, um aumento de 114% ano a ano. Entre eles, a capacidade total instalada das 15 maiores empresas de energia é de cerca de 281,58 GW horas, representando 96% da capacidade instalada global de baterias de energia.

Entre eles, a capacidade instalada da bateria de alimentação Ningde Times atingiu a maior de 93,7 gigawatts-hora, com uma participação de mercado de 32,1%. A LGES ficou em segundo lugar com 60,3 gigawatt-hora de bateria instalada, com participação de mercado de 20,6% e 16,0%, respectivamente. Além disso, o BYD doméstico, Zhongchuang Singapore Airlines, Guoxuan High-tech, Vision Power e assim por diante no top 10.

Terceiro, downstream: domínio do aplicativo

O segmento a jusante da bateria de lítio inclui principalmente bateria de lítio de potência, bateria de lítio de armazenamento de energia e bateria de lítio de consumo. Entre eles, o campo de aplicação a jusante da bateria de energia é principalmente veículos de energia nova, o campo de aplicação a jusante da bateria de armazenamento de energia é principalmente sistema de energia elétrica, e o campo de aplicação a jusante da bateria de consumo é principalmente telefone celular e outros eletrônicos de consumo.

Do ponto de vista da produção global de baterias de lítio, a bateria de lítio de potência ocupa a principal participação de produção, chegando a 70,8%, seguida pela bateria de lítio de consumo, a participação de mercado de produção de baterias de lítio é de 22,2%, a participação de mercado de baterias de armazenamento de energia é a menor, 7%. Com a proposta de"pico de carbono"estratégia em vários países ao redor do mundo, as empresas globais implantaram linhas de produção de baterias de energia e baterias de armazenamento de energia. Espera-se que o desenvolvimento em expansão de novos veículos de energia e mercado de armazenamento de energia promova ainda mais a participação de mercado da bateria de lítio de energia e bateria de lítio de armazenamento de energia.