〈分析〉中國鋰電池四大材料發展現況大解析

電動車上游產業鏈包含電池 (四大材料: 正極、負極、隔膜、電解液)、電池管理系統 (BMS)、鋰電池生產設備、電機材料，及更上游的鐵礦及非鐵金屬產業等。其中，電池部份是電動車核心，是價值相對較大的關鍵零組件之一。

以中國來看，目前電池四大材料 90% 以上都已經國產化。以下將介紹中國電池產業發展現況。

一、市場規模：

正極材料：

中國電池四大材料市場當中，又以正極材料市場規模最大，2018 年產值約人民幣 531 億元，但毛利率相對低，約在 21%。由於市場出現明顯結構性的變化，低階的磷酸鐵鋰材料需求減緩，而三元材料是新的產業趨勢。

負極材料：

負極材料則排行電動車電池市場規模第二，2018 年產值約人民幣 81 億元，其技術和市場相對穩定，產業集中度很高，毛利率約在 30% 左右。

電解液：

市場規模排名第三，2018 年產值約人民幣 61 億元，毛利率約在 24%。在去年同業間經歷激烈的價格戰之下，市場集中度已迅速提升。

隔膜：

市場規模最小，2018 年產值約人民幣 40 億元，由於技術含量高，2017 年的毛利率曾高達 55%。而在 2018 年受到降價衝擊之下，落後產能已漸漸淘汰。因為電池技術朝向三元發展的影響，濕法隔膜替代傳統乾法隔膜已形成趨勢。

電池四大材料：正極、負極、隔膜、電解液彙整

二、電池四大材料技術：

正級材料：

正極材料主要是為電池提供鋰離子，它決定電池的能量密度、壽命、安全性、使用領域等，其成本占整個動力電池的 40%，是鋰離子電池的核心關鍵材料。

市場上常用的正極材料主要包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰以及三元材料，其中三元材料分為鎳鈷錳 NCM，及鎳鈷鋁 NCA。由於三元材料含有鈷等貴金屬，因此成本相對較高。

與其它正極材料相比，三元材料擁有更高的體積能量密度，這對於電池的小型化具有關鍵性作用。目前三元材料已成為中國正極材料成長速度最快及比重最大的材料。

根據高工鋰電統計，2018 年中國正極材料出貨量中，三元材料 13.7 萬噸（比重 50%）、磷酸鐵鋰 5.6 萬噸（比重 21%）、鈷酸鋰 5.4 萬噸、錳酸鋰 2.5 萬噸。

招商銀行研究院預估，磷酸鐵鋰主要應用於電動客車、專用車領域，考慮到二者車款未來中國政府將不再補貼，因此銷售量成長可能受限，短期供過於求的格局不易改變，預計未來磷酸鐵鋰價格將會持續有壓力。

不過，由於磷酸鐵鋰成本相對較低，及中國政策偏向高階的三元材料，因此即使磷酸鐵鋰價格出現下滑，但競爭壓力相較三元材料不再那麼大，所以降幅相對於三元材料較低。

負極材料：

負極材料是在電池充放電過程中，作為鋰離子和電子的載體，扮演著能量的儲存與釋放的作用。

負極材料最主要採用的是石墨材料，其中，天然石墨、人造石墨生產都已具經濟規模，而新型矽碳複合材料也正在走向商業化應用。

由於人造石墨壽命高、倍率性能好，且與電解液相容性佳，因此多用於動力鋰電池；而天然石墨雖然在釋放能量方面略高於人造石墨，但是倍率性能較差，首次放電效率較低，因此多用於消費類鋰電池上。

因人造石墨的特性適合電動車動力電池發展，帶動需求量快速提升，中國人造石墨出貨量連續三年保持 25% 以上成長幅度，2018 年出貨量為 12.9 萬噸，年增 26.44%，占中國整個負極材料出貨量的 69%。

2014 年以來負極材料價格波動不大，整體趨勢呈現小幅度向下修正。招商銀行研究院預估，在考慮到整體供需關係後，未來兩年內負極材料出貨量成長速度與產能擴張速度相當，因此負極材料價格大致上算穩定。

隔膜：

隔膜是決定鋰電池性能、安全性和成本的重要部分，其成本占整個動力電池成本的 8% 左右。隔膜主要作用是使電池的正、負極分隔開，防止兩極接觸而短路，此外還具有能讓電解質離子通過的功能。另外，由於電解液為有機溶劑， 因而隔膜還必須具備耐有機溶劑的功能。

隔膜的工藝主要分為乾法及濕法。其中，乾法主要針對聚丙烯（PP）材料，目前較多用於磷酸鐵鋰電池，而濕法則針對低密度的聚乙烯（PE）材料，目前較多應用於三元鋰電池。2018 年中國濕法隔膜出貨量比重已達到 65%，濕法隔膜出貨量比重持續保持領先。

由於乾法隔膜性能遠不如濕法隔膜，導致乾法的需求已低於供給量，因此高工鋰電預估未來乾法價格將持續走低。而中國廠在濕法技術也已成熟，在新產能逐步釋放，預計濕法的價格也將在未來幾年內下滑。但由於濕法隔膜技術相對高階，因此濕法隔膜價格降幅將低於乾法。

電解液：

電解液是電池中離子傳輸的載體，其成本約占整個鋰電池成本的 10%，是鋰離子電池獲得高電壓、高能比等優點的保證。中國電解液經過多年的發展，已是四大材料中技術最為成熟的產業。

電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽，及相關添加劑等原料組成。其中，電解質鋰鹽主要以六氟磷酸鋰為主，而添加劑配方則是電解液性能提升的關鍵。不過，添加劑配方需要長期積累，且往往需要與下游客戶共同開發針對性配方。

電解液中六氟磷酸鋰的成本占比高達 50%，至於有機溶劑和其餘添加劑成本比重分別為 30% 及 10%。

招商銀行研究院預估未來電解液每年平均價格降幅為 5%。同時，依按照 1 kwh 鋰電池平均需要消耗約 1.28kg 的電解液推估，預計 2019、2020 年中國電解液出貨量分別為 21 萬噸、27 萬噸，而產值將分別達到人民幣 85 億元、104 億元。

整體來看，電池四大材料未來兩年在中國發展的情況將會呈現，正極材料結構性產能過剩，高鎳三元供不應求；負極材料產能利用率相對穩定，價格波動低；濕法隔膜產能迅速擴張，可能將帶來產能過剩風險；最後，電解液產業門檻低，競爭者眾，產能利用率已從 2014 年的 65% 一路下滑至 2018 年的 43%。