新エネルギー車のリチウムイオン電池のアノード材料には明らかな利点があります

負極は、バッテリーの放電時に電子から流出する極です。リチウムイオン電池は、主に黒鉛材料を負極として使用しています。黒鉛陽極材料はさらに人工黒鉛と天然黒鉛に分けられ、パワーリチウム電池は主に人工黒鉛を陽極材料として使用しています。新エネルギー自動車産業は、パワーバッテリー産業の高いブームを推進し、グラファイトアノード材料の需要を急速に増加させています。

リチウム電池のアノード材料は、主に炭素ベースの材料と非炭素ベースの材料に分けられます。人工黒鉛、天然黒鉛、メソカーボンミクロスフェアなど、炭素系材料の黒鉛材料が広く使用されています。

石油コークスやニードルコークスなどの炭素系材料に含まれる軟質炭素は、負極材料として直接使用され、人工黒鉛や改質黒鉛の原料として使用されています。非炭素ベースの材料の中で、チタンベースの材料とシリコンベースの材料がより一般的です。

人工黒鉛、天然黒鉛、メソカーボンミクロスフェア、チタン酸リチウムなどのアノード材料が大量生産されています。グラファイトアノード材料は、あらゆる面で優れた総合性能と高コスト性能を備えています。チタン酸リチウム材料は比容量が小さいものの、初効率とサイクル寿命が長く、急速充電性能が良く、使い勝手が良い。

グラフェンの比容量は高くなりますが、他の特性に技術的な進歩はありません。シリコン-カーボン複合材料はサイクル寿命と安全性が劣りますが、比容量は他の材料よりもはるかに高く、急速充電性能は良好であり、これはアノード材料の将来の研究開発の焦点です。

パワーリチウム電池産業は活況を呈しており、アノード材料の需要は急速に伸びています

リチウム電池の主なダウンストリームアプリケーションは、民生用電池、電力電池、エネルギー貯蔵電池です。民生用バッテリーは、主に携帯電話、ノートブックコンピューター、カメラなどの家電製品に使用されています。パワーバッテリーの用途は、主に電動自転車と新エネルギー車です。エネルギー貯蔵バッテリーは、主に電動工具（家電市場に分割することもできます）、モバイル基地局の電源、家庭用エネルギー貯蔵、グリッドエネルギー貯蔵に使用されます。

リチウム電池の消費量は安定する傾向にあります

主要な家電製品の需要は飽和状態に近づいています

携帯電話、スマートフォン、ラップトップは、消費者向けリチウム電池の主な製品です。実際のリチウム研究の統計によると、2016年には、これら3種類の製品のバッテリー搭載容量が消費者向けバッテリーの85％を占めました。家電製品の需要は急速に伸びており、現在は飽和状態に近づいています。

2017年の国内携帯電話およびスマートフォンの出荷台数は491万台および461万台で、2016年から約12％減少しました。ノートブックコンピューターの国内ノートブックコンピューターの販売台数は、2016年も165万台と引き続き減少しました。

消費者向けリチウム電池の成長率は安定する傾向がある

家庭用電化製品市場の需要の急成長の恩恵を受けて、2014/2015年の消費者向けリチウム電池の設備容量は前年比で38％〜47％増加しました。 2016年以降、設備容量の増加率は低下しています。 2017年には、家電用リチウム電池の設置容量の伸び率は10％、つまり8％を下回りました。

家庭用電化製品のリチウム電池の総設備容量に占める割合も、2013年の56％から2017年には29％に年々減少しています。家電用リチウム電池の設備容量は、24.4 / 25.9 /27.5GWhに達すると予想しています。 2018/2019/2020。

リチウム二次電池は規模が小さく、はしごの利用可能性は非常に大きいです。

エネルギー貯蔵リチウム電池は規模が小さく、成長が遅い

エネルギー貯蔵分野には、主に電動工具、移動式基地局電力、家庭用エネルギー貯蔵、グリッドエネルギー貯蔵などの市場セグメントが含まれます。

2017年の産業用エネルギー貯蔵におけるリチウム電池の設備容量は13.11GWhであり、家庭用電化製品や電力電池よりもはるかに小さい。

リチウム電池の総設備容量に占めるエネルギー貯蔵リチウム電池の設備容量も、2013年から2017年にかけて10ポイント減少しました。

産業用エネルギー貯蔵部門におけるリチウム電池の前年比成長率は年々低下しており、2014年の56％から2017年には7％に低下しています。2018年のリチウム蓄電池の設備容量は2018年と推定されています。 / 2019/2020は13.8 / 14.5 /15.2GWhに達します。

リチウムイオン電池はしごは利用の大きな可能性を秘めています

グリッドのアップグレードは、エネルギー貯蔵バッテリーの需要を押し上げます。中国の工業化レベルの向上に伴い、電力系統の発電能力と送電網の送配電能力は増大し続けており、現代の電力系統の山と谷の負荷差は大きくなっています。

同時に、風力や太陽エネルギーなどの新しいエネルギー源の統合により、電力システムの複雑さが増しています。電力網のアップグレードと新しいエネルギーの使用を並行して行うことで、エネルギー貯蔵バッテリーの需要が高まりました。

バッテリーエネルギー貯蔵技術は、建設期間が短く、運用コストが低く、環境への影響がなく、グリッドエネルギー貯蔵技術の最初の選択肢となっています。現在、エネルギー貯蔵電池の主流の種類は、ナトリウム硫黄電池、バナジウム電池、リチウム電池、鉛蓄電池などである。

リチウム電池は、産業用エネルギー貯蔵電池の割合がさらに増加しています。リチウム電池は、比エネルギーとエネルギー密度が高く、自己放電率が低く、メモリー効果や環境への汚染がなく、性能のすべての側面が他の種類のエネルギー貯蔵電池よりも優れています。リチウム電池のビッグデータの統計によると、

2016年には、リチウムイオン電池の設置ベースがエネルギー貯蔵電池の62％を占めました。しかし、電気化学エネルギー貯蔵の設備容量はまだ小さいです。 2016/2017年の総設備容量は0.1 / 0.12GWh、エネルギー貯蔵リチウム電池の設備容量は0.063 /0.086GWhです。

パワーバッテリーラダーの潜在的な利用は巨大です。新エネルギー車のパワーバッテリーの残量が初期容量の70％〜80％に減少すると、車両の該当する要件を満たすことができなくなります。

ただし、廃止されたパワーバッテリーはテスト、スクリーニング、再編成されており、スタンバイ電源や電力貯蔵など、比較的良好な動作条件と低いバッテリー性能要件の領域で使用することができます。エネルギー貯蔵バッテリー市場は、急速な成長の先駆けとなるパワーバッテリーラダーの機会を利用することが期待されています。

2018年以降、国内の自動車用パワーバッテリーの最初のバッチが市場に参入します。 Geshi Automobile Reportによると、業界は2018年の「使い捨て」パワーバッテリーは14.03GWhであり、リチウムバッテリーのリサイクル値は0.3元/ Whであると予測しています。パワーリチウム電池のリサイクル市場は50億元近くです。

2020年までにこの市場は100億元を超え、スクラップは2016年の約20倍になるでしょう。

リチウム電池の需要が高まっており、アノード材料産業の成長を牽引しています

パワーリチウム電池の主な用途

リチウム電池は、比エネルギーが高く、メモリー効果がなく、技術が成熟しているため、パワーバッテリー市場で広く使用されており、省エネと排出削減の産業政策と市場要因によって推進されています。

現在、パワーリチウム電池は電動自転車や電気自動車に一般的に使用されています。廃電池は解体・リサイクルも可能で、はしごを利用してエネルギー貯蔵分野に参入します。

リチウム電動自転車の普及率はまだ上昇の余地があります

リチウム電池式電動自転車の生産量は、2011年の117万台から2014年には318万台に大幅に増加し、年平均成長率は40％、普及率は4％から9％でした。しかし、電動自転車の需要は飽和状態にあり、総生産量は減少し始めています。

価格上の理由から、鉛蓄電池は依然として市場に支配されており、リチウム電池の普及率は安定しており、約9％を維持しています。中国自転車協会の不完全な統計によると、2017年1月から7月までの全国の電気自動車の生産台数は2,163万台で、リチウム電動自転車の普及率は約8％でした。

今後、リチウム電池のコストがさらに下落する中、リチウムイオン電動自転車の市場普及率には、ある程度の成長の余地があります。

この政策は恩恵を受け、新エネルギー自動車産業は引き続き活況を呈します。

国務院の「省エネ・新エネルギー車産業開発計画」では、2020年に中国の新エネルギー車の生産能力が200万台に達し、累計生産・販売台数が500万台を超えることが求められている。

新エネルギー自動車産業を精力的に発展させるために、中国政府はさまざまなレベルで、新エネルギー車への補助金、充電パイルの建設と運営への補助金、購入税、道路と橋梁の料金など、多くの支援政策を発表しました。消費者の駐車料金、免許、その他の優遇補助金。

2017年、中国は794,000台の新エネルギー車を生産し、777,000台を販売しました。これは前年比で50％以上の増加です。

下流の発生に牽引されて、中国のパワーバッテリーの総設備容量は2017年に36.23GWhに達し、前年比で29.4％増加しました。

新エネルギー車の年平均成長率は2018年から2020年にかけて38％に達すると予測されています。2020年には、新エネルギー車の生産量は210万台に達し、101.1GWhのパワーバッテリーの需要に相当します。

新エネルギー車の出力の急速な増加は、パワーリチウム電池市場の継続的な急速な成長を推進しています。 2015年以降、輸送市場におけるパワーバッテリーの設備容量は、家電市場を上回り、最大のリチウムバッテリーアプリケーション分野になりました。 2020年までに国産リチウム電池の需要は109.2GWHに達すると推定されています。

パワーバッテリーは、アノード材料の需要の急速な成長を促進します

当社の予測によると、家電需要の伸びは今後も低水準で安定し、エネルギー貯蔵部門の設備容量は小さくなり、パワーバッテリーの需要が高成長の主な原動力となるでしょう。リチウム電池産業の割合。

2020年までに、パワーリチウム電池の需要は109.2GWhに達し、リチウム電池の総需要は151.6GWhに達し、アノード材料の需要は8.9 / 133,000トンに達すると推定されています。

トン当たり平均価格60,000元によると、2020年の国内市場は80億元近くになる。中国の陽極材料の輸出比率を約30％とすると、市場空間は120億元に達する。 。

ルテニウムアノード材料の工業パターン

安定した産業構造と安定した指導的地位

人工黒鉛の需要

グラファイトアノード材料の状態は、短期的には揺るがしにくいです。 2017年の負極材の出荷量は149,000トン（輸出を含む）で、そのうち10.4トンの人工黒鉛、3.7トンの天然黒鉛、0.8トンのその他の負極材（チタン酸リチウム、炭素-シリコン複合材料など）が含まれています。

負極性能とコスト性能に優れているため、負極材料の総出荷量の95％を人工黒鉛と天然黒鉛が占めており、短期的にポジションを揺るがすことは難しい。

人工黒鉛の割合はさらに増加します。 2014年から2017年にかけて、天然黒鉛の割合は38％から25％に減少し、人工黒鉛の割合は56％から70％に増加しました。これは、人工黒鉛はサイクル寿命が長く、レート性能が良く、電解質との相溶性が良いため、主にパワーリチウム電池に使用されています。天然黒鉛は人工黒鉛よりわずかに高い比容量を持っていますが、レート性能が悪く、一次放電効率が低くなっています。消費者向けリチウム電池の場合は、より低く、より多く。

新エネルギー車用パワーバッテリーの需要が急増しているため、アノード材料の出荷に占める人工黒鉛の割合は、今後3年間でさらに増加するでしょう。

中国と日本が世界のアノード材料市場の市場をリードしています

中国と日本は世界の主要な生産国と販売国であり、世界の95％以上を占めています。世界的に、アノード材料は中国と日本に集中しています。中国の利点は、黒鉛資源を豊富にすることにあります。日本の利点は先端技術にあります。

中国と日本の上位4社、深センベイトレイ、日立ケミカル、上海山山、三菱化学が世界の生産量の67％を占めました。 2番目の階層は、日本の三菱化学、Japan Carbon、およびJiangxi Ziwei Technology Co.、Ltdです。

中国の負極の生産は世界の生産の60％以上を占めています。 2015年の世界の負極の生産量は110,800トンで、そのうち中国は72,800トンを出荷し、65.7％を占めました。

国内のトップポジションは安定しており、そのメリットは大きい

業界をリードする地位は安定しており、その利点は明らかです。 2016年の負極材料の国内生産量は118,000トンで、そのうちBetrayが21％、Shanshanのシェアが19％、Jiangxi Zijingが15％、CR3が55％に達しました。

人工黒鉛陽極材料の生産量は79,000トンで、そのうち江西省Zijingが22％、Shanshan株が20％、Shenzhen Snowが12％、CR3が54％を占めています。天然黒鉛陽極材料の生産量は29,900トンで、裏切りの割合は55％と高く、他の企業の合計を上回っています。さらに、2番目（Hunan Xingcheng、14％）と3番目（Jiangxi Zhengtuo、9％）で、CR3は78％に達しました。

強くて強い、アドバンテージ蓄積効果が大きい。 2017年上半期の国内アノード材料の総生産量は66,000トンで、前年同期比で40％増加しました。 2016年の市場シェアと比較して、上位3つのBetray、Shanshan、およびJiangxi Zijingは1〜3パーセントポイント増加し、CR3は7パーセントポイント増加しました。

大手企業の事業成長率は業界平均レベルを上回り、市場シェアはさらに大手企業に集中しており、優位性の蓄積の効果はますます大きくなっていることがわかります。

上流のグラファイトは資源が豊富で、コストには当然の利点があります。

中国の黒鉛埋蔵量は世界第3位です。

2016年に国立地質局が発表した「MineralCommoditySummaries2016」によると、2015年末現在、世界の天然黒鉛の確認埋蔵量は2億3000万トンであることが証明されています。

トルコは世界で最も豊富な黒鉛資源の供給源であり、確認埋蔵量は9000万トンであり、世界全体の39.1％を占めています。続いてブラジルが7,200万トンの確認埋蔵量を持ち、世界全体の31.3％を占めています。中国は3位確認埋蔵量は5億5000万トンで、世界全体の23.9％を占めています。

豊富なグラファイト鉱物資源により、中国のアノード材料企業は自然な低コストの利点を占めています。

中国の黒鉛資源は主に黒竜江省と内モンゴル自治区に分布しています。中国産業情報ネットワークによると、2015年末現在、中国の結晶黒鉛の実証済み埋蔵量は45,297,300トンであり、そのうち黒竜江省は21億5,598万トンで、47％を占め、内モンゴル自治区の埋蔵量は8,801,700トンである。 19％;隠微晶質グラファイトが証明されました。基本埋蔵量は湖南省3,364,300トン、陝西省1,603,600トンを含む8,179万9千トンである。

中国は世界最大の黒鉛の生産国および消費国です。

中国は6つの主要なグラファイト生産および加工拠点（錦渓、黒竜江、蘿北、黒竜江、平度、内モンゴル新河、湖南陰州、吉林蘭石）を形成し、主にローエンド製品を生産および輸出しています。 2015年の黒鉛の生産量は86万トン（結晶黒鉛約66万トンを含む）で、世界の生産量の67.7％を占めています。 6つの基地の生産量は国の86％を占めました。

中国は世界最大の黒鉛輸出国です。中国の黒鉛材料生産の約3分の1が輸出されており、輸出製品の約80％が低付加価値製品です。

2000年から2015年までの黒鉛の累積輸出量は661万トン、年平均413,000トンであり、輸出量は生産量の30.5％を占めた。 2015年の輸出量は251,000トンで、世界の79.0％を占めています。日本は世界最大の黒鉛輸入国であり、世界の輸入量の50％以上を占め、そのうち80％以上が中国からの輸入品です。 2000年から2015年にかけて、日本は中国から295万トンの黒鉛を輸入し、中国の輸出の44.6％を占めた。

主要顧客のレイアウト、生産能力の急速な拡大

電池産業は非常に集中しており、階層は明確に階層化されています。

2017年のパワーバッテリー業界の設備容量は36.23GWhで、前年比29.2％増加しました。市場シェアの面では、最初のエシェロン寧徳時代とBYDには大きな利点があり、2番目のエシェロンは比較的激しいです。

（1）最初の段階：2017年、寧徳タイムズの市場シェアは4パーセントポイント増加し、BYDを上回り、1位になりました。 BYDの市場シェアは11パーセントポイント低下しましたが、それでも3位のWatmar9パーセントポイントをリードしています。

（2）2番目の段階：WatermaとGuoxuanHi-Techの市場シェアが減少しました。ビッケのバッテリー市場シェアは2％増加し、2位にランクインしました。

（3）3番目の段階：TianjinLishenの市場シェアは昨年に比べて増加しています。 Fueng Technologyの市場シェアは2％増加し、3番目の段階にランクされています。

蛇口を積極的に配備し、生産能力を急速に拡大

すべての主要なアノード材料会社は、パワーバッテリー業界の最初の3つの段階にレイアウトを持っています。特に、Shanshan、Beitui、Jiangxi Ziyanは、国内のバッテリー大手企業と協力しているだけでなく、Samsung、LG、Panasonicなどの国際的リーダーの大量生産サプライヤーでもあります。

生産能力の急速な拡大とアノード材料の供給過剰

負極材料産業は、技術的障壁が低く、技術が比較的成熟しています。下流のパワーバッテリー業界の高出力に対する一般的な期待の下で、主要な負極材料会社が新しい容量の構築に投資し、新しい会社が負極材料業界に参入しました。

しかし、リチウムグリッドの統計によると、2017年の中国のリチウム電池アノード材料の総容量は37万トンと高く、全体の出力はわずか18万5000トンでした。アノード材料産業の平均稼働率はわずか約50％でした。

業界動向

高エネルギー密度と急速充電は将来の技術トレンドです

政策と市場は高エネルギー急速充電技術ソリューションを必要としています

国の政策として、産業情報技術省の4つの省庁は、自動車用パワーバッテリー産業の発展を促進するための行動計画に明確に述べています。2020年には、リチウムイオンバッテリーセルの比エネルギーは> 300Whです。 / kgであり、システムの比エネルギーは260Wh / kgです。

グラファイトアノード材料の性能は理論上の限界に近く、アノードとしてのグラファイト材料の技術的解決策はこの要件を満たすことができません。

2018年の「新エネルギー車の普及と応用のための財政的助成金の調整に関する通知」では、財政的助成金はバッテリーエネルギーの性能要件、航続距離およびその他の性能要件に対応し、バッテリー性能要件が引き上げられ、高エネルギー密度ソリューションを備えたバッテリーを開発する業界。市場の顧客需要の観点から、リチウム電池の充電の利便性と航続距離は、顧客体験に影響を与える重要な要素です。

「新エネルギー車推奨モデル（2018年第3バッチ）」の純電気乗用車モデルの平均航続距離は350kmを超えています。ただし、新エネルギー車の平均充電時間は約5〜8時間、急速充電時間は約1〜2時間です。

新エネルギー車は、従来のエネルギー車と比較して、特にバッテリーの高エネルギー密度と高速充電性能の点で、使いやすさの点で改善の余地がたくさんあります。

チタン酸リチウムは依然としてシートを占めており、優れた高速充電性能を発揮します

チタン酸リチウムは、優れた高速充電性能を備えています。チタン酸リチウムは、スピネル構造に特有の三次元リチウムイオン拡散チャネルを持っているため、優れた出力特性を備えています。チタン酸リチウム結晶中のリチウムイオンの拡散係数は2x10-8cm2 / sであり、これはグラファイトアノードの拡散係数よりも1桁高い値です。チタン酸リチウム電池の充電率は10〜20℃に達することがありますが、通常のグラファイトアノード材料の充電率はわずか2〜4℃です。

チタン酸リチウムは、電気バスやエネルギー貯蔵に広く使用されています。チタン酸リチウム電池は、安全性が高く、サイクル寿命が長く、動作温度範囲が広く、迅速な充電と放電が可能です。そのため、電気商用車（バス、鉄道輸送など）、エネルギー貯蔵市場（周波数変調、電力網の品質、風力発電所など）、および産業で使用されています。この分野（港湾機械、フォークリフトなど）は広く使用されています。

国内の新エネルギー車メーカーである珠海陰龍も、ネガティブバッテリー技術ソリューションとしてチタン酸リチウムを使用しています。

シリコンゲルマニウム炭素複合材料はエネルギー密度が高く、アノード材料の将来の方向性となるでしょう。

シリコン材料は比容量が大きく、急速に充電できるため、開発の可能性が最も高くなります。グラファイトの理論エネルギー密度は372mAh / gですが、シリコンの理論エネルギー密度は10倍を超え、最大4200 mAh / gです。バッテリーのエネルギー密度を高めるためのバッテリーネガとしてのシリコン材料の使用は、業界で認められている方向性の1つになっています。

中国の負極材料メーカーであるBetrayのシリコン-炭素複合アノード材料は大量生産されており、顧客は韓国のSamsungです。

シリコン材料の大量生産には依然としてボトルネックがあり、シリコン-カーボン複合材料のトレンドが高まっています。

シリコン材料の使用におけるボトルネックは、サイクル性能の低下です。リチウムの脱インターカレーションにおけるシリコン粒子の高い膨張比（シリコンの負の充放電膨張は360％に達する可能性がありますが、通常のグラファイトはわずか10％です）。負極はサイクル中に急速に減衰します。シリコン粒子の表面でのSEI膜の継続的な成長は、電解質とリチウムイオンの不可逆的な消費を引き起こします。

現在、比較的成熟した技術的解決策は、体積効果が小さく、サイクル安定性が良好な炭素材料を担体として使用し、比容量の高いシリコン材料を主活性体として組み込んで、シリコン炭素複合材料を合成することである。シリコン-カーボン複合材料は、充電および放電中のシリコン材料の体積膨張を減らすという悪影響を与える可能性があります。

シリコンカーボン複合プロセスは、コーティング、ドープ、埋め込みされています。テスラは、カーボンコーティングされたシロキサンテクノロジーソリューションを使用しています。人工黒鉛に10％のシリコンベースの材料を追加することにより、シリコン-カーボン複合材料が生産モデルModel3に適用されました。バッテリーのエネルギー密度は300wh / kgで、バッテリー容量は550 mAh / g以上です。

ビスマスグラファイトアノード材料の価格は、上流と下流によって圧迫されています

グラファイトアノード材料プロセスとコスト構成

黒鉛陽極材料産業の閾値は低く、粗利益率はリチウム電池の4つの主要材料（正極材料、陽極材料、電解質、セパレーター）の中間であり、約25％〜35％です。

主要なアノード企業は、原材料の選択とプロセス設計に違いがあり、長期生産において独自の技術ルートを形成しています。この違いにより、一部の企業は生産プロセス管理とコスト管理において独自の利点を確立し、競争に勝ちました。

天然黒鉛陽極材料の製造工程は、人工黒鉛よりも簡単です。

原料は主に黒鉛鉱石、薄片黒鉛、球状黒鉛です。それらは、コーティング、炭化、分散、黒鉛化、ふるい分け、および改質によって天然黒鉛陽極材料になります。

人工黒鉛陽極材料の原料は、主に天然黒鉛、コークス、アスファルトであり、粗粉砕、粉砕、改質、成形、黒鉛化などの一連の工程を経て得られます。

黒鉛化プロセスには高いエネルギー消費と厳しい環境保護要件があるため、ほとんどの企業はアウトソーシングを処理することを選択します。

製品の種類にもよりますが、原料調達はアノード材料1トンあたりのコストの約25〜35％を占め、黒鉛化アウトソーシング処理のコストは50％〜65％に達する可能性があります。天然黒鉛の製造には、黒鉛化も必要です。

業界の機会

1.ハイテク材料を開発し、産業のアップグレードを促進します。アノード材料企業向けのシリコン-カーボン複合材料の工業化が具体化し始めています。 Betrayは、年間1,000トンの容量を持つ韓国のSamsungへの大量供給をすでに達成しています。 Shanshan、Jiangxi Zhengtuo、Shenzhen Snowなどの企業は、シリコンカーボン材料の大量生産を計画しています。

2.サプライチェーンを垂直統合して、コストリスクを管理します。 Betrayは黒鉛原料産業に携わっています。 2017年には、グラファイトの供給を確保するために、鶏西長垣鉱山の保有を65％に増やしました。 ShanshanとBetrayの年間黒鉛化処理能力はそれぞれ7,000トンと5,000トンです。コスト管理の利点は明らかです。

3.レイアウトをリードする顧客は、下流の競争リスクを軽減します。下流の主要な成長が決定されており、負極材料企業は、CATL、BYD、GuoxuanHi-Techなどの主要な電池企業を積極的に展開しています。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。