新能源汽车全产业链深度系列研究报告(3):正极材料
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澄泓研究·新视界工作室:简放  、桐桐爸爸爱桐桐、杨长雍、股市里的随风草 (主稿) 、平淡的啊威仔
【引言】近两年来,新视界工作室一直对新能源汽车行业的发展进行跟踪,先后发掘了天赐材料、多氟多、天齐锂业、赣锋锂业、华友钴业等上涨数倍的大牛股。为了帮助大家进一步了解新能源汽车行业的发展,把握投资机会,我们特推出新能源汽车全产业链深度系列研报。
本报告的最终目的是通过对新能源汽车产业链的梳理,发掘未来新能源汽车产业的投资机会,主要逻辑是针对新能源汽车产业相关细分产业链的分析,出未来行业前景广阔的细分产业,在确定行业之后通过对相关上市公司的梳理,最终确定在新能源汽车产业中具备高成长性的上市公司。本报告的最终目的是通过对新能源汽车产业链的梳理,发掘未来新能源汽车产业的投资机会,主要逻辑是针对新能源汽车产业相关细分产业链的分析,出未来行业
前景广阔的细分产业,在确定行业之后通过对相关上市公司的梳理,最终确定在新能源汽车产业中具备高成长性的上市公司
本系列将对新能源行业细分的17个产业链分别进行深度解析,他们分别为:锂矿产业、钴产业、正极材料、负极材料、导电浆料、电解液、隔膜、铜箔、动力电池、电池管理、电机、电控、动力总成、新能源整车、充电桩、锂电池回收、互联网汽车。
新能源汽车全产业链深度系列研究报告(1):锂矿产业
新能源汽车全产业链深度系列研究报告(2):钴矿产业
正极材料深度研究报告
一、正极材料产业简介
1.行业简介
中国汽车销售量锂离子电池分布在我们生活中的每一个角落,其应用领域包括手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、移动电源、电动自行车、电动汽车、无人机以及各类其他电动工具。作为
电能的载体和众多设备的动力来源,可以说,离开了锂离子电池,当今的物质世界就玩不转了。正极材料作为目前锂离子电池里面主要的储存锂离子的地方,其性能直接影响锂离子电池的性能(正极材料的质量比一般为3:1-4:1,因此正极材料起到决定性影响),其成本的高低也决定锂电池成本的高低。
为了实现能量存储和释放过程中的化学稳定性,我们需要一种电极材料,对其要求是在需要活泼的时候性能活泼,在需要稳定的时候稳定。经过长期的研究和探索,人们到了几种锂的金属氧化物符合上面的要求,如钴酸锂、钛酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰三元等材料。
(题外话:作为锂电池正极来讲,理论上将其含锂量比例越高,能量密度也越高,但是面临的问题就是稳定性就差,因此锂含量和稳定性目前来看是一个矛盾的问题,鱼和熊掌不可兼得,在实际应用中,人们尽量寻其中的平衡点,因此衍生出众多的正极材料技术路线)
2.技术路线
我们常见的锂电池正极材料有钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂,其性能差异如下图:
钴酸锂:
钴酸锂是最早进行商业化应用的锂电池正极材料,第一代商业化应用的锂离子电池就是SONY在1990年推向市场的钴酸锂锂离子电池,随后在消费类产品中得到大规模应用。随着手机、笔记本、平板电脑的大规模普及,钴酸锂一度是锂离子电池正极材料中销售量占比最大的材料。
但是钴酸锂固有的缺点就是质量比容量低,理论极限是274mAh/g,出于正极结构的稳定性考虑,其在实际应用中只能达到理论值的50%,也就是137mAh/g。同时由于地球上钴元素的储量比较低,因此导致钴酸锂的成本偏高,难以在动力电池领域大规模普及。
锰酸锂:
锰酸锂的商业化应用,主要在动力电池领域,是锂离子电池一个比较重要的分支。比如日本最早的leaf纯电动轿车采用了日本AESC公司的锰酸锂电池,美国的雪佛兰Volt也采用韩国LG化学的锰酸锂电池。
锰酸锂的突出优点是成本低,低温性能好,缺点是比容量低,极限才有148mAh/g,且高温性能差,循环寿命低。所以锰酸锂的发展有明显的瓶颈,近年来的研究方向主要是改性锰酸锂,通过掺杂其他元素,改变其缺点。
三元材料:
三元材料近几年在日韩企业大力发展,镍钴锰三元材料逐渐成为市场主流,国内企业也采取跟随策略,逐渐转向三元材料。三元材料又分为镍钴锰(NCM)和镍钴铝(NCA),从
化学式上可以看出,镍钴锰三元材料综合了钴酸锂和锰酸锂的一些优点,同时因为掺杂了镍元素,可以提升能量密度和倍率性能(充放电性能指标)。镍钴铝三元材料,严格上来说,其实算是一种改性的镍酸锂材料,在其中掺杂一些钴和铝元素,其商业化应用最早是日本的松下公司在做,之所以其比较有名,是因为大名鼎鼎的Tesla公司,就是用松下公司的18650镍钴铝三元电芯做电动汽车的动力电池,并且做到了接近500公里的续航里程,说明这种正极材料,还是有其独特价值的。