鎳、鈷、鋰等新能源金屬價格的不斷上漲,倒逼電池廠不斷探尋新的電池技術及材料,錳基正極材料應勢而起,正在成為電池材料行業新的風口,已進入量產前夜。
2022年3月22日,在特斯拉柏林Giga factory交付第一款Model Y后,馬斯克就對錳基電池做了簡短但有趣的評論:“我認為錳具有潛力?!眹鴥入姵佚堫^企業如寧德時代、比亞迪、國軒高科、中創新航、欣旺達、蜂巢能源等也均加快電池“摻錳”技術研發及量產。
目前常見的錳基正極材料包括錳酸鋰、鎳錳酸鋰(高電壓)、層狀錳鈉材料、富鋰錳基、磷酸錳鐵鋰等。錳基正極材料的突出優勢是低成本,原料自給率高。并且相較于市面上主流的磷酸鐵鋰和三元材料,高電壓、低成本、高安全性能是錳基正極材料的共同特性。
因此錳基正極材料具有廣泛的應用場景,包括電動兩輪車、數碼、電動工具、汽車、儲能等眾多領域,錳基正極材料未來的市場也必然會有“錳”料,市場空間廣闊。
兩輪車市場
2019年4月15日“新國標”開始正式實施,長期以來不明確的“電動車”“電動踏板車”被重新定義,電動兩輪車劃分為三類:電動自行車、電動輕便摩托車、電動摩托車。
根據ICC鑫欏資訊,2022年中國電動兩輪車產量為5543萬輛,其中電動摩托車與電動輕便摩托車合計年產量僅在300萬輛左右,絕大部分市場份額被電動自行車占據。
在“新國標”政策執行下,國內現存的大量電動兩輪車被判定為超標車,需要在過渡期截止前更換為合標車輛。再加上出口火熱、共享電動兩輪車投放等利好因素的刺激下,2019年以來,中國電動兩輪車由存量替換階段再次步入高速增長階段。
根據ICC鑫欏資訊,預計2025年國內電動兩輪車產量將達到6330萬輛。而2025年新國標過渡期結束以后電動兩輪車產量會穩步降低,預計2030年產量為5050萬輛。
2020年之前,鋰電池與鉛酸電池相比,兩者價差不大,消費者對鋰電池接受度尚可,并且鋰電池相對鉛酸電池在循環性能等方面具有顯著的優勢,所以鋰電池在兩輪車上的滲透率呈現穩步攀升的態勢。而2019年推行的新國標政策、2020年中國共享電單車的蓬勃發展,更帶動了2019-2020年鋰電池滲透率快速提升。
自2021年以來,鋰電池在兩輪車上的滲透率卻呈現出增長乏力。
一是因為共享電單車鋰電池出貨量呈現斷崖式下跌,2021年國內很多城市急劇收緊了共享電單車投放政策,這導致以哈啰、美團、青桔等為代表的運行商們紛紛放緩甚至停止投放共享電單車。而2020年共享電單車中鋰電池出貨量約占中國全部兩輪車鋰電池出貨量的近五成;
二是以碳酸鋰為代表的鋰電池原材料供應緊張,帶動鋰電池價格出現較大幅度的上漲,與鉛酸電池的價格差距越拉越大。而兩輪車用戶屬于對價格極度敏感的客戶群體,所以鉛酸電池回潮并重新搶占了鋰電池的市場份額;
三是偶然發生的鋰電池型兩輪車著火爆炸事故,經過媒體的熏染,使得消費者對鋰電池的安全性產生了顧慮,這也導致消費者更傾向于購買成熟安全的鉛酸電池;
四是大部分城市均推遲1-2年執行新國標,導致非國標車的替換放緩。
2023年以后,隨著碳酸鋰等原材料供需緊張格局逐漸緩解,價格必然出現回落,鋰電池價格也會跟隨,屆時鋰電池與鉛酸電池的價格差必然會收窄,所以鋰電池在兩輪車中的滲透率將重回漲勢。
根據ICC鑫欏資訊,2022年鋰電型兩輪車(新車)產量為610萬輛,而隨著鋰電池在電動兩輪車中滲透率的提高,預計2025年鋰電型兩輪車(新車)產量為2026萬輛,2030年將進一步增長至3535萬輛。
隨著未來鋰電池在兩輪車(新車)中的應用越來越多,鋰電池的產量將呈現穩步提高。此外,隨著新國標出臺,對電動兩輪車的最高行駛速度、車身重量等都做出了更加明確的規定,加上電池充電不進樓不進戶等政策落地,“以換代充”的兩輪車換電需求量得到釋放,而換電市場電池的循環性能尤為重要,所以鋰電池在兩輪車換電市場潛力巨大。
根據ICC鑫欏資訊,2022年國內兩輪車用(包含新車與換電)鋰電池總產量為7.1GWh,預計到2025年、2030年將分別增長至27.3GWh、84.8GWh。
兩輪車市場鋰電池主要采用錳酸鋰作為正極材料,未來兩輪車用鋰電池產量的不斷增長必然會帶動錳酸鋰需求量的提高。根據ICC鑫欏資訊,預計到2025年國內兩輪車市場對錳酸鋰材料的需求量為5.0萬噸,2030年將進一步提高至12.8萬噸。
根據ICC鑫欏資訊,目前兩輪車鋰電池供應主要集中在國內,占比在50%-90%之間,假設未來占比仍在這一區間之內,則預計到2030年全球兩輪車用鋰電池產量為94.3-169.7GWh。
根據ICC鑫欏資訊,預計到2025年全球兩輪車市場對錳酸鋰材料的需求量為5.6-10.0萬噸,2030年將進一步提高至14.3-25.7萬噸。
數碼市場
近年來,伴隨著國民經濟水平和居民消費能力的提升,我國對消費類電子產品的需求量不斷擴大,這為消費電池行業的發展奠定了堅實的應用基礎??傮w來看,在智能手機、筆記本電腦等傳統消費類領域,鋰離子電池市場規模較為穩定。
隨著5G商用的落地、物聯網設備的興起,可穿戴設備、電子煙、無人機、TWS耳機、藍牙音箱等新興電子領域,呈現出較快的發展態勢。5G技術的普及、應用場景的持續拓展將給鋰離子電池市場帶來更多機遇。
根據ICC鑫欏資訊,2022國內及全球數碼鋰電池產量分別為36.4GWh、59.6GWh,2030年將分別提高至76.1GWh、108.6GWh。
錳酸鋰目前在數碼市場上的應用主要集中在中低端數碼領域,高端數碼領域目前主要采用鈷酸鋰作為正極材料,而高企的鈷酸鋰價格使得鋰電池企業不堪重負,不得不為縮減成本找尋替代的正極材料。
錳酸鋰材料價格僅為鈷酸鋰的1/3,成本優勢明顯,加上錳酸鋰的安全性和長續航,以及自身性能的提升,錳酸鋰未來在高端數碼領域也有很大的潛力去替代鈷酸鋰。
根據ICC鑫欏資訊,2022年國內及全球數碼市場對錳酸鋰需求量分別為3.4萬噸、4.5萬噸,到2030年將分別增長至7.7萬噸、10.0萬噸。
電動工具市場
得益于充電鋰電池技術的不斷革新與應用加深,以及相比于傳統有繩電動工具,無繩電動工具結構輕盈、攜帶操作便利、運行效率高而能耗低,逐漸發展成為更受用戶偏好的電動工具產品。
無繩化趨勢給電動工具用鋰電池帶來了巨大的發展空間,因為與傳統鎳鉻電池相比,鋰電池在環境污染、電量儲備、重量、壽命、充電時間等方面具有明顯的優勢,符合電動工具小型化輕量化趨勢。
國內市場電動工具鋰電池市場份額呈現增加之勢,主要是日韓等國外電動工具用鋰電池企業把主要精力放在動力、儲能等領域,使得國內電動工具企業順利補位,包括海四達、億緯鋰能等企業獲得了國際電動工具巨頭TTI的供貨訂單。
根據ICC鑫欏資訊,2022年國內及全球電動工具用鋰電池產量分別為19.8GWh、31.9GWh,2030年將分別提高至81.0GWh、121.6GWh。
錳酸鋰材料目前主要用在中低端電動工具電池領域,像1800mAh以下的電動工具電池就純用錳酸鋰作為正極材料。目前來看,中低端電動工具市場對錳酸鋰的需求量僅次于數碼市場。
高端電動工具對于高倍率放電、高能量密度有一定要求,目前材料上還是以三元材料為主,但純用三元價格太貴,因此三元摻雜錳酸鋰混合使用逐漸占據一定的市場份額,并成為電池企業著力發展的方向之一。
根據ICC鑫欏資訊,預計到2030年國內及全球電動工具市場對錳酸鋰材料的需求量分別為7.9萬噸、8.7萬噸。
儲能市場
政策引導,需求旺盛。在全球大力發展清潔綠色能源的理念引導下,主要經濟體均提出了大規模的新能源裝機目標,儲能行業同樣受到了多國政府的激勵。
2022年儲能電池市場延續高增長,據ICC鑫欏資訊,2022年國內儲能電池產量120.3Gwh,同比增長162%;全球儲能電池產量139.9Gwh,同比增長112%。2030年國內及全球儲能電池產量將分別增長至1225Gwh、1318Gwh。
錳酸鋰雖然循環次數相對磷酸鐵鋰低,但有價格優勢,并且部分單晶型錳酸鋰循環次數可達到4000次,因此對能量密度、循環次數要求不高的便攜式儲能等儲能類型,錳酸鋰具有較大的應用空間。
根據ICC鑫欏資訊,預計到2030年國內及全球儲能市場對錳酸鋰材料的需求量分別為5.2萬噸、5.7萬噸。
汽車動力市場
2022年汽車動力電池市場仍然保持了較高的增速,據ICC鑫欏資訊,2022年國內動力電池產量553GWh,同比增長130%;全球動力電池產量824GWh,同比增長88%。2030年國內及全球動力電池產量將分別增長至2573GWh、4584GWh。
錳酸鋰材料在汽車動力市場上的應用主要集中在A00級車型上,曾經的“國民神車”五菱宏光MINI EV,就是星恒電源采用的錳系多元復合鋰體系。
星恒電源曾表示“公司下一代錳酸鋰產品推出后,性能將更優、成本將更低,錳酸鋰成為動力電池的主流路線之一,是非?,F實的。不僅僅是兩輪的小動力,未來三輪、四輪領域,錳酸鋰也會找到適合自己的廣闊天地?!?
根據ICC鑫欏資訊,預計到2030年國內及全球汽車動力市場對錳酸鋰材料的需求量分別為7.9萬噸、14.1萬噸。
其他猛基材料
鎳錳酸鋰材料(高電壓)結構穩定、成本低,并且具有高電壓平臺、高比能量密度和良好的循環性能,目前尖晶石結構的鎳錳酸鋰材料理論比容可達133mAh/g,能量密度高達625Wh/kg,適用于電動乘用車,專用車,儲能等多場景。
鈉電池正極材料主要有層狀氧化物、聚陰離子型、普魯士白(藍)三種可選路線,其中層狀氧化物理論容量較高且易于合成,是目前最具應用潛力的鈉離子正極材料。鈉離子電池可應用于電動兩輪車、電動工具、儲能、A00級電動車等場景。
富鋰錳基材料比容量高,成本低,安全性更好。與錳酸鋰配合使用,可使錳酸鋰電池壽命提升一倍。業內預計,若高性能的富鋰錳基材料能夠得以應用,理論上可以替代三元正極和部分鐵鋰正極,甚至創造出更多增量,可廣泛應用在汽車、儲能、小動力、數碼等各領域。
磷酸錳鐵鋰是磷酸鐵鋰的升級版,能量密度較磷酸鐵鋰有15%的提升,可以應用于動力、儲能等場景。
鎳錳酸鋰(高電壓)、層狀錳鈉、富鋰錳基、磷酸錳鐵鋰四種材料均可應用于動力、儲能等領域,我們就以市場空間最大的動力與儲能兩個領域為例,根據ICC鑫欏資訊,預計到2030年全球動力及儲能市場對以上四種錳基材料需求量為52.4萬噸,國內動力及儲能市場對以上四種錳基材料需求量為33.7萬噸。
另外,值得期待的是:一旦鎳錳酸鋰(高電壓)、層狀錳鈉、富鋰錳基、磷酸錳鐵鋰四種錳基材料中的任何一個實現大規模商業化應用,都將是電池材料領域里的一場革命性突破,有可能會擠占甚至替代磷酸鐵鋰與三元材料的大部分市場,屆時錳基正極材料將會是一個超萬億規模的巨大市場。