随着近年来材料改性技术的进步,且鉴于锰源较为丰富、成本相对低廉、锰基材料电压较高等特点,锰基正极材料受到了诸如特斯拉、比亚迪、宁德时代、国轩高科等主流电池厂商的重视,已经成为了业内动力电池研发的一个突破点,其产业化进程开始加速。除传统的锰酸锂正极材料外,新型锰基正极材料如尖晶石镍锰酸锂、层状锰钠材料、磷酸锰铁锂、富锂锰基材料等方面的技术和产业化进程加快。其中,部分企业的磷酸锰铁锂材料已经实现量产,尖晶石镍锰酸锂、层状锰钠材料、富锂锰基等目前尚处于研发、测试阶段。
经过多年的发展及市场竞争,锰基正极材料除锰酸锂材料较为成熟外,其余新型锰基正极材料尚未形成大规模量产或爆发式增长。锰酸锂材料市场集中度相对较高,主要系:(1)受国家新能源汽车补贴政策影响,动力电池市场重心为三元及磷酸铁锂电池,锰基正极材料市场容量相对较小,中小企业生存环境较为艰难而逐渐退出;(2)鉴于锰酸锂正极材料研发难度大、工艺技术壁垒高等特点,导致对锰基正极材料研发投入主要集中在具有资金及产能规模优势的大中型企业,如湘潭电化、博石高科、中天新能、多氟多、晶石能源、智锂科技等,在《新国标》逐步实施及锰酸锂技术进步带动市场需求快速增长的过程中,头部企业竞争实力不断增强。
我国电动两轮车使用电池以铅酸电池为主,但锂电池电动车正在加速发展。2017 年国内电动两轮车的锂电渗透率仅有 3.70%,2020 年提升至18.00%,特别是《新国标》于 2019 年 4 月 15 日正式实施后,电动两轮车锂电池市场呈现快速增长趋势。《新国标》以近年电动两轮车车发生的各类事故为基础设计,对电池防篡改、电池安全性、道路适应性等问题均提出了针对性规定方案,严格限定电动两轮车整车重量。相对铅酸电动两轮车而言,锂电池电动两轮车车更为符合《新国标》的要求,超标电动两轮车车将在《新国标》实施过渡期结束前陆续被置换。作为锰酸锂材料较为重要的终端应用领域之一,电动两轮车锂电池市场的快速增长将有效推动锰酸锂材料市场规模的增加。
新能源产业作为推动绿色循环经济发展、节约国家能源的重要产业,属于我国未来的重点发展领域。为此,近年来国家各部委等陆续发布相关产业发展规划及扶持政策,包括《新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)》《2030 年前碳达峰行动方案》《“十四五”新型储能发展实施方案》《促进绿色消费实施方案》等,这将推动我国新能源产业实现持续快速增长。锂电池关键材料作为新能源产业的重要组成部分,将受益于国家政策的积极推动。
相对传统铅酸及其他类型电池而言,锂电池具有能量密度高、循环寿命长、环境污染小等优点,随着锂电池技术的快速进步,其生产成本不断降低,应用领域不断扩大。截至目前,锂电池已广泛应用于新能源汽车、电动两轮车、电动工具、数码 3C 和储能等领域,并开始应用于扫地机器人、无人机、平衡车、可穿戴设备等领域,未来有望进一步应用于家用电器、工程机械等更广泛的领域。锂电池技术的快速进步和应用领域的不断扩大,将对包括锰基正极材料在内的锂电池正极材料行业发展产生积极推动作用。
相较于以三元正极材料、钴酸锂和磷酸铁锂为代表的传统锂电池正极材料,锰基正极材料具备高电压带来的高能量密度、原料供应丰富以及成本低廉等优势。同时随着锰基正极材料得到各新能源材料厂商的不断关注,锰基正极材料的性能将不断提高,锰基正极材料的应用场景将不断增加,并因此加快对其他正极材料替代速度。一方面,随着锰酸锂材料技术上的不断突破,其在电动两轮车、3C 数码、电动工具、新能源汽车和储能等领域替代加速;另一方面,尖晶石镍锰酸锂在消费电池领域对钴酸锂的替代、层状锰钠材料在储能领域对磷酸铁锂的替代、尖晶石镍锰酸锂、富锂锰基在新能源汽车领域对磷酸铁锂、三元正极材料的替代等,将在一定程度上提升锰基正极材料的市场空间。
相对其他正极材料,锰酸锂市场价格竞争更为激烈,下游客户对价格相对较为敏感,涨价接受能力有限,在原料成本高企的情况下,锰酸锂企业处境较为艰难。虽然大型企业在资金、供应链、技术、产能、成本、客户等方面有明显优势,长期价格竞争使中小企业陆续淘汰,提升了行业集中度,但同时也削弱了大型企业的长期盈利能力。
受行业供需状况、外部突发性事件等因素的影响,根据公开数据,碳酸锂(99.2%工业零级/国产)市场价格由 2021 年初的不到5万元/吨上涨至 2022年末的近50万元/吨,上涨幅度超过800%,截至2023 年 4 月末,回落至十几万元/吨,价格波动幅度较大。锰酸锂材料定价一般根据上游原材料价格波动而进行相应调整,若碳酸锂市场价格大幅增长,推高电池企业的生产成本及终端产品的销售价格,将对锰酸锂材料在下游应用领域的扩大产生一定的不利影响。
锰基正极材料的制备工艺较为复杂,生产过程各个环节控制比较严格,新技术及新工艺的研发门槛高,开发困难。目前锰基正极材料复合改性技术包括元素掺杂、梯度掺杂、表面包覆、材料性能一致性管控技术和磁性异物/水分控制技术等生产工艺和核心技术。上述技术的突破,除注重日常实验与经验积累外,更需要了解上游的矿冶、提炼工艺,和下游的锂电池制造工艺技术,其中实验与经验积累不仅需要长期的研发投入和实际生产制造工艺的经验积累,而且需要结合客户的应用和反馈后进一步改进,从而形成一定的技术和生产工艺壁垒。
此外,鉴于不同的电池应用场景以及工艺搭配对锰基正极材料的要求不同,使锰基正极材料的配方、添加剂、工艺条件的选择更为复杂,需要大量的投入和实际验证才能找到合适的材料制造条件。因此,只有具备长期的产品技术研发及服务经验,企业方可应对不同客户差异化需求;同时,从发展趋势来看,锰基正极材料表现出向高循环寿命、高安全性和低成本方向大力发展,工艺技术壁垒越来越高。产业新进入局者在短期内难以突破关键工艺,存在较高的工艺技术壁垒。
锂电池正极材料作为制造锂电池的核心材料,主流锂电池生产厂商对正极材料供应商在技术研发实力、生产工艺、产品品质控制、规模化供应能力、财务稳定性、生态环保等方面实行严格的体系认证。对客户而言,产品定型之后若更换,则需要重新进行新一轮完整的设计、验证、测试、试生产过程,重新选择供应商会面临一系列风险。因此,拥有丰富行业经验和行业规模,且能为客户提供个性化服务的企业在市场竞争过程中能占据一定的优势,主流锂电池生产厂商与正极材料供货商合作一般较为稳定,不会轻易更换,将对新进入者形成了一定的市场壁垒。
高素质的经营管理团队和富有技术创新力的研发队伍是企业核心竞争力的体现。锂电池正极材料产业属于技术密集型产业,产业化时间比较短,能否做到规模化生产取决于技术团队的技术实力和相关产业经验积累。而新入局的企业在技术积累、技术研发和生产团队培养方面难以与先期进入者进行竞争,导致追赶困难;此外,采购、销售团队专业素质、市场洞察力以及与客户和供应商的日常协调维护等都需长期沉淀和积累,新入局的企业要想在短时间内拥有相应人才储备较难实现。
锂电池正极材料的规模化生产对资金要求较高,前期需要投入大额资金新建厂房、购买设备、组装生产线,而且主要生产原材料占生产成本比例较高,日常运营需大量资金支持。此外,下游锂电池制造行业市场集中度较高,主流电池生产厂商有严格的供应商认证体系,对锂电池正极材料供货商的供货数量、质量、服务等方面有严格要求,小型锂电池正极材料生产企业较难通过认证,获得订单难度较大,生存空间受到挤压,较难实现规模化生产。
锰酸锂正极材料产品在大批量生产过程当中,对产品良率、可靠性、稳定性、安全性及产品一致性水平等要求较高。实现精益化生产、拥有先进的智能化生产设备、精细的现场管理以及长期的技术经验沉积是确保产品质量性能可靠性的重要保障。行业新进入者由于缺少长期的生产实践经验积累以及成熟的质量管理体系,较难达到相关质量控制要求。
更多行业资料请参考普华有策咨询《2023-2029年锰酸锂正极材料行业市场调研及发展趋势预测报告》,同时普华有策咨询还提供产业研究报告、产业链咨询、项目可行性报告、专精特新小巨人认证、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。
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